故障诊断技术及其在轨道电路中的应用

第1章 绪论

1.1 故障与故障诊断

1.1.1 故障诊断的意义

1.1.2 故障与故障类型

1.1.3 故障诊断及其实现过程

1.2 故障诊断方法分类

1.3 故障诊断与RAMS的关系

1.3.1 性能指标

1.3.2 RAMS的基本概念

1.3.3 维护方式分类

1.3.4 故障诊断与系统可靠性的关系

1.3.5 故障诊断与系统维修性和可用性的关系

1.3.6 故障诊断与系统安全性的关系

1.4 轨道电路及其故障诊断的意义

1.5 本书结构体系与特色

第2章 基于信号处理的故障诊断方法

2.1 引言

2.2 信号采集技术

2.2.1 信号及其分类

2.2.2 传感器及其分类

2.2.3 传感器的性能参数及要求

2.3 信号调理技术

2.3.1 模拟／数字转换

2.3.2 基于数字滤波器的信噪分离

2.3.3 基于离散二进小波的信号降噪

2.3.4 基于小波包分析的信噪分离

2.3.5 基于EMD的信号分解与趋势去除

2.4 基于信号时域分析的故障诊断

2.4.1 诊断流程

2.4.2 信号的幅值域分析

2.4.3 信号的相关域分析

2.4.4 信号的非线性分析

2.5 基于信号频域分析的故障诊断

2.5.1 诊断流程

2.5.2 信号的频域分析

2.5.3 轨道电路信号频谱及其特点

2.5.4 轨道电路信号异常的频谱表现

2.6 基于时一频域分析的故障诊断

2.6.1 诊断流程

2.6.2 短时傅里叶变换

2.6.3 连续复小波变换

2.6.4 Wigner-Ville分布

2.7 实例1：基于时一频分析的补偿电容故障诊断方法

2.7.1 补偿电容故障对机车信号感应电压幅值包络的影响分析

2.7.2 机车信号感应电压幅值包络的等效回归模型

2.7.3 补偿电容断线故障诊断方法

2.7.4 实验验证

2.8 实例2：基于信号奇异性的轨道电路信号畸变分析

2.8.1 轨道电路信号的奇异性分析

2.8.2 基于Coif5小波的轨道电路信号奇异性分析

2.8.3 实验验证

……

第3章 基于模型的故障诊断方法

第4章 基于知识的故障诊断方法

第5章 与轨道电路相关的故障诊断系统

《故障诊断技术及其在轨道电路中的应用》以轨道电路这一列车运行控制系统中的关键设备为研究对象，分别介绍了基于模型、信号处理和知识等3类故障诊断方法的基本原理及其在轨道电路中的应用。其内容主要包括：离散二进小波分解、小波包分析、经验模式分解等信号采集和调理技术；观测器和卡尔曼滤波器、等价空间和参数估计等基于模型的故障诊断方法；主成分分析、自适应最优核时－频分布、连续小波变换等基于时域、频域和时一频域（时间－尺度域）信号处理的故障诊断方法；专家系统、神经网络、故障树、遗传算法和信息融合等基于知识的故障诊断方法，以及铁路综合检测车系统、机车信号记录器数据地面分析系统及机车信号远程监控系统等当前与轨道电路故障诊断密切相关的主要诊断系统。《故障诊断技术及其在轨道电路中的应用》所列举的实例主要来自于作者在北京交通大学电子信息工程学院运输自动化科研所工作近20年来所承担的相关科研项目。
　　《故障诊断技术及其在轨道电路中的应用》可作为轨道交通智能控制与故障诊断领域的研究生教材，也可供铁路信号控制领域相关科研与工程技术人员使用和参考。