李志宏 张宏涛

摘要：由于高铁具有高速等优势，现如今已经成为我国主要交通工具之一。但高铁在运行过程中极易受到电磁信号的干扰，如未能及时对干扰信号进行消除则极易对高铁整体运行稳定性和安全性产生严重影响。基于此，本文结合高铁中电子系统受到的干扰及GMD干扰监测系统进行简要介绍，并对其具体消噪方法展开分析与思考。

关键词：高铁电气系统;GMD干扰检测;信号消噪

高铁已成为我国科技的主要象征，同时也因其客流运输量大、运输速度高等成为我国部分城市中居民出行时的首选交通工具，因此在高铁运行过程中为了保证其运行稳定性和乘客人身安全性，则必须加强对高铁系统的运行质量的重视与关注。高铁主要依靠自身电气系统提供动力，但在运作过程中极易出现电磁干扰信号对其电气系统产生干扰，因此想要保证电气系统及高铁列车的稳定运行，就必须及时对其具体影响情况及监测方式加以分析。

一、高铁电气系统受到的主要影響

受地球自身磁场干扰作用力产生的影响，高铁在运行过程中需要与轨道进行接触，而在接触、摩擦的过程中地面感应电场在地球磁场干扰的作用下对牵引主变压器、自耦变压器中的AT所点产生影响电磁影响，最终导致高铁电气系统在电磁作用影响下其牵引网直接出现流通的GIC信号。

高铁电气系统在运行过程中需要针对轨道使用相对应的扼流电压装置，通过对牵引网中的电流进行扼制，避免在回流过程中出现绝缘现象，同时对高铁轨道加以保护。此外，为了确保扼流变压器能够稳定运行，必须确保其在使用过程中与地线连接，使其能够在地电场的作用下能够与牵引变电所、AT所两点进行连接，保证GIC信号能够在钢轨中正常流通，以免对电气系统产生影响。

二、GMD干扰监测

为了提升GMD干扰监测准确性，需要将该监测装置与高铁电气系统牵引网和整体高铁铁路监测系统进行覆盖，结合该系统与高铁铁路监测系统的智能、及时作用可实现对高铁全面动态监测，而后该系统能够将监测到的干扰信号等信息以数据、影像信息以及表格等形式生成，同时和结合通讯系统将所有数据信息与各个信号使用平台进行共享，使各个系统可结合信息做出相应措施。此外，在使用GMD干扰监测系统时，虽然该系统具有高安全性，但在具体使用中由于该系统所在位置距离电气系统电磁环境较近，极易受到电磁信号干扰，致使故障发生几率增大，因此则需要针对GMD系统设立相应警报系统，如在GMD系统使用过程中出现故障或其他干扰可立即触发警报系统由专业人员对故障进行排除，保证GMD系统的正常运行。

此外，为保证GIC电流回流的顺利程度，可结合集中接地箱负责收集，通过利用接地箱与GMD系统共同协作完成对电流回流的收集，保证牵引网的正常运作，维持轨道稳定性，减小对电流系统的影响。为了提升接地箱与GMD系统的运作效果，可结合开环传感器装置，将该装置设置于电缆上，将电缆与接地箱、牵引主变压器地级装置相连接，能够及时对钢轨中的回流以及变压器地级装置中传回的相应信号进行及时收集。通常情况下需要针对高铁电气系统本身特点使用具有10路信号的开环传感器，其中可利用8路对牵引主变压器接地极装置中的直流回流信号等进行收集，另外使用其余的2路信号用于轨道直流回流信号收集通道，确保能够全面对所有信号完成收集工作，并能够准确地根据回流信号等对扼流变压器受到的信号影响进行评估，并做出相应措施，以免对电气系统产生过大影响。

三、对信号进行消噪的方法

对信号消噪是提升对高铁电子系统维护水平的主要途径，同时也是提升高铁电气系统稳定性和高铁运行安全的关键要素，通过对信号进行去噪可提升对信号内容的判断力和信号接收数据的准确率，由此可见，针对信号进行消噪尤为重要。传统消噪主要依靠低通滤波器对信号进行过滤，虽然能够对部分信号中的噪音进行消除，但却无法达到有效效果，甚至导致信号中部分有价值的内容信号出现模糊、损害状况，对信号的评估结果产生影响，而现有消噪方法中较为优质的包括小波分析法。该方法具有较高灵活性，能够针对不同时间、地点的信号进行特定处理消噪，具有较高效果。而针对高铁电气系统进行消噪时，可在小波分析法分级的前提下对相应数值进行阙值并进行信号重构，尽可能完全保护信号的同时做到最大程度的消噪处理，在消噪时主要包括以下几个步骤：

第一步，使用小波分析法对信号进行分解。可假设母函数为?（t），同时定义伸缩平移因子为 s、k，小波基函数以 ?_s，k 表示，则三者间对应关系可表示为：

随后使用AD采集方法将已经变换成数字内容的信号信息进行打散，可获得最终的信号数据分散信息，最终可获得的结果为：

第二步，利用阙值处理法对分散的信号数据进行消噪。

第三步，对信号进行重构。经过消噪、降噪后的信号虽然处于杂乱模式，但此时可结合小波分解法的主要原理通过逆反运作将所有经过处理后的信号根据源信号进行重构，最终获得消噪的信号，保证消噪效果的同时维护信号的整体性，提升信号评估效果。

四、结语

通过以上分析可知，高铁在运行过程中与传统火车交通运输有所差别，其主要依靠电气系统为高铁提供运行动力和其他作用，且该电气系统因其作用的特殊性导致其整体结构具有较大特殊性，而在系统运作时如未能增设GIC电流流通途径则极易导致高铁的轨道电路及电气系统中的牵引网装置因信号干扰过大、回流不畅对该系统产生影响，导致高铁在运动过程中出现安全隐患。而在针对信号进行分析与评价时可使用GMD干扰监测系统对所有信号进行收集，并结合小波分析法等消噪方法对信号中的干扰内容进行去除，同时为了提升GMD系统以及消噪法的整体效率，可结合相应辅助装置和计算方法提升消噪效率，全面提高对高铁电气系统信息的评估准确率，达到提高我国高铁运行水平的基本目的。

参考文献

[1]郭亚萍，王川，吴雪梅，etal.高铁信号机实时监测系统方案[J].中国科技信息，2017（7）.

[2]魏艳，段绪雍.基于云计算的高速铁路信号集中监测系统方案研究[J].铁路计算机应用，2014（11）.

（作者单位：中车唐山机车车辆有限公司）