中國鐵路設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司（簡(jiǎn)稱中國鐵設(shè)，原鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司），是中國國家鐵路集團(tuán)有限公司下屬唯一勘察設(shè)計(jì)企業(yè)，成立于1953年，是以鐵路、城市軌道交通、公路等工程總承包、勘察、設(shè)計(jì)、咨詢、監(jiān)理、項(xiàng)目管理業(yè)務(wù)為主的大型企業(yè)集團(tuán)，具有工程設(shè)計(jì)綜合資質(zhì)甲級(jí)證書, 是國家發(fā)改委認(rèn)定的鐵路、城市軌道交通投資評(píng)估咨詢機(jī)構(gòu)之一。
隨著我國鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)行安全成為越來越重要的課題。中國國鐵設(shè)計(jì)集團(tuán)作為國內(nèi)領(lǐng)先的鐵路設(shè)計(jì)企業(yè)，致力于提高鐵路運(yùn)行安全性。為了對(duì)鐵路設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變形及振動(dòng)異常，集團(tuán)開展了基于MATLAB的變形及振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析與處理項(xiàng)目。
對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，挖掘潛在的安全隱患。
對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑降噪處理，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。
對(duì)圖像照片進(jìn)行分析處理，為鐵路設(shè)施維護(hù)提供依據(jù)。
對(duì)偏微分方程進(jìn)行數(shù)值求解，為鐵路設(shè)計(jì)優(yōu)化提供理論支持。
針對(duì)鐵路設(shè)計(jì)中的偏微分方程問題，如溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)等，利用MATLAB的PDE工具箱進(jìn)行數(shù)值求解。通過求解結(jié)果，分析鐵路設(shè)施的受力狀況，為設(shè)計(jì)優(yōu)化提供理論支持。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首先對(duì)鐵路設(shè)施進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察，安裝了變形及振動(dòng)傳感器。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至MATLAB進(jìn)行處理。
利用MATLAB強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，包括均值、方差、相關(guān)性分析等。通過統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，評(píng)估鐵路設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。
針對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中的噪聲，采用MATLAB內(nèi)置的濾波算法進(jìn)行平滑降噪處理。具體方法包括移動(dòng)平均濾波、卡爾曼濾波等。處理后，數(shù)據(jù)質(zhì)量得到顯著提高，有利于后續(xù)分析。
利用MATLAB的圖像處理模塊，對(duì)拍攝的鐵路設(shè)施照片進(jìn)行分析。通過邊緣檢測(cè)、特征提取等手段，識(shí)別出設(shè)施表面的裂縫、磨損等缺陷，為維護(hù)決策提供依據(jù)。
