基于线阵CCD相机的轨道图像采集系统设计

轨道图像信息的采集是对轨道状态实时监控的重要手段。设计了一种基于线阵CCD相机的新型图像采集系统,该系统利用线阵CCD相机连续快速的记录轨道信息,整个系统运行速度能达到10 km/h,钢轨表面图像的横纵分辨率为0.5 mm×0.5 mm,并且图像不失真,不漏采;同时解决了信号触发和里程记录等关键问题,实现轨道信息的完整采集。实验结果表明:系统不受小车速度变化的影响,并能准确记录里程信息,从而为后续缺陷的检测与定位奠定基础。     

利用斜率特性计算轨道点线路里程的方法研究

利用平面线形函数上任一点处切线斜率与其法线斜率之积为常数的特性,严密并完整地推导出了线路上轨道测点坐标与其里程之间函数关系的数学模型,并以此对某高速铁路轨道点对应的中线里程进行计算,解决了以往线路里程计算过程中的多值性问题,提高了轨道几何形位的检测精度和质量。     

轨道车智能速度里程轴温检测系统的研制

新型多功能轨道车智能速度里程轴温检测系统能够解决目前轨道车上所装里程表计速不准确、不能检测轴温的问题，不但具有实时刷新轮径值、计算轨道车速度和里程的功能，同时还能监测、记录轨道车轴温，轴温超限时报警并实施常用制动。轨道车智能速度里程轴温检测系统目前已完成研制，已经进入装车试用考核阶段。     

轨道几何动静态检测分析

通过介绍轨道几何静态检测的绝对测量型、相对测量型轨道检查小车以及动态检测惯性基准法的基本原理,分析单波不平顺的弦测输出、仿真弦测法的畸变影响,得出应采用大于轨道不平顺波长的弦长进行测量以减小弦测法幅值畸变的结论。将轨道几何的动态空间曲线转化为轨道几何动态弦测值,同时按轨道几何静态空间里程对轨道静态空间坐标进行最优化筛选,输出轨道几何静态弦测值,并将轨道几何动静态弦测值统一为10 m弦长、20 m弦长的弦测输出。对比轨道几何动静态弦测输出,结果表明动静态检测数据一致性较好,二者偏差95%,分位数小于1 mm,相对于轨道几何静态检测,动态检测无需人工设站,粗大误差小。     

高速磁浮轨道不平顺检测系统去噪算法

针对搭载式高速磁浮轨道不平顺检测系统,分析系统输出测量信号的噪声来源,除包括普遍存在的高频噪声外,还包括轨道梁接缝和定子接缝及定子面齿槽结构引入的结构噪声、车辆悬浮振动引入的低频悬浮振动噪声。根据噪声特点设计去噪算法,轨道梁接缝引入的结构噪声可用于里程定位校准,在对该结构噪声予以保留的基础上,首先采取对测量值进行阈值判断的算法去除其他结构噪声;然后,采用改进经验模态分解的自适应阈值去噪算法,去除残留结构噪声和高频噪声;最后,根据惯性基准法原理,采用频域积分法去除低频悬浮振动噪声。仿真计算结果表明:采用去噪算法可有效去除系统测量过程中由于轨道结构和系统搭载环境引入的噪声,信噪比增益提高约1倍,验证了算法的有效性。     

铁路线路里程归一化处理算法研究

铁路线路上的位置信息由里程标标定,由于多里程标系和断链等原因,即使在同一正线线路号下的里程标也可能不连续,导致里程数值不能直接进行加减计算。本文根据《铁路线路里程断链设置和管理规定》,对相关概念进行了介绍,对影响里程标计算的各个因素进行了全面分析,给出了铁路线路里程归一化处理算法。经实际应用表明,其数据配置简单直观,能够封装为工具类,为应用程序提供原始里程标与归一化里程值的双向转换接口,实现了里程标处理与业务逻辑的分离;同时应用程序能够使用归一化里程值进行铁路轨道区段长度、轨旁设备位置、列车位置、临时限速区域等信息的计算。     

既有线轨道质量指数的分布与不平顺权重系数统计分析

利用轨检车在沪宁线苏州—南京段线路上检测的不平顺数据,计算既有沪宁线的轨道质量指数(TQI),运用统计方法对轨道质量指数的频数分布和里程分布进行分析。结果表明,线路90%以上的TQI数值处于13以下。通过对单项不平顺占轨道质量指数权重进行统计分析,得到单项不平顺的管理值。分析表明,对沪宁线而言,左、右高低不平顺和水平不平顺在TQI中占的比重较大,对轨道质量的影响较大。根据统计得到的TQI管理值和各项不平顺所占权重,各项不平顺小于管理值之内的里程均大于78%。说明将沪宁既有提速线路的TQI管理值定为13基本能保证线路的质量状态。     

采用时域相关匹配信息融合的列车定位方法

提出了一种基于陀螺和速度传感器融合的列车定位方法,通过对陀螺和速度传感器测得的列车运行的角速度和速度的计算,实时地获得航向角对里程的导数的测量值.航向角对里程的导数表征了线路曲率情况,对于一条线路,航向角对里程的导数可以被认为是固定不变的,而且可以用来与预先获得的线路数据库进行实时匹配,进而获得列车的里程值.首先根据固定门限对获得的航向角对里程的导数进行判断列车是否进入了曲线区段,即是否启动匹配过程,然后将航向角对里程的导数与线路数据库中的数据进行时域相关匹配,最后根据相关系数的大小确定匹配的结果,并用此值对单纯采用速度传感器计算的里程值进行校正.为了验证所提出的方法的效果,进行了车载的数据采集试验,通过对试验数据的离线计算和匹配获得了列车的位置.通过与单纯采用速度传感器的列车位置的比较,证明了所提出的方法的有效性和可行性,列车的位置误差被限制在有限的范围内.     

基于数据融合的轨道不平顺检测算法研究

针对轨道不平顺检测方法和检测精度问题,提出基于捷联式惯性导航技术,搭建以四元数为基础的"数学平台",融合里程计和射频标签修正里程位置信息,根据惯性测量单元加速度计和陀螺仪的数据进行轮轴姿态解算,通过互补滤波算法进行数据融合,并基于混沌增强果蝇优化算法进行滤波处理,获得以欧拉角表示的轮轴三维姿态数据,进而拟合实现轨道不平顺检测。实践表明,文章提出的数据融合检测算法,可以有效实现轨道不平顺检测,提高检测精度,为轨道维护保养提供基础数据。     

高速磁悬浮列车测速定位系统过接缝问题研究

高速磁浮列车长定子轨道的接缝会使测速定位系统相对位置传感器的检测信号产生畸变,并导致牵引设备过流或过压保护甚至烧毁.为消除轨道接缝的影响,测速定位系统使用了两路相对位置传感器.本文依据自适应滤波器原理,设计了一种自适应预测滤波器,根据相对位置传感器输出的历史值对当前输出值进行预测,通过比较预测值与实际观测值判断检测信号是否产生畸变,并以此为基础对两路传感器的信号进行选择与切换.经过仿真验证,这种方法在传感器存在安装误差和干扰的情况下也可以很好的消除因信号畸变带来的不良影响.     

轨道交通智能限界检测技术研发及应用

传统的限界检测仪存在检测时间长、安全性低、数据采集效率不高等缺点。本文介绍一种集激光扫描设备、高清影像设备、里程计等多类传感器于一体的轨道小车多传感器动态精密测量装置,阐述基于高清影像数据的轨道断面高精度、高密度数据采集方法,针对不同的应用场景采集不同的空间信息,实现超限位置里程、影像、侵限数据同步记录,并支持数据导出形成数据报告,为提升铁路客运专线的安全性提供技术支持。     

地铁列车制动系统速度信号模拟的研究

速度信号是地铁列车制动系统的一个关键信号,对速度信号进行模拟是实现地铁列车制动实训系统和制动测试系统的基础工作。根据地铁列车架控式制动系统中速度传感器输出信号的要求,提出并实现一个实时可控的速度传感器输出信号模拟方案;利用STC15系列单片机输出高速脉冲电压信号,再将电压信号转换为电流信号,输出7 mA~14 mA脉冲电流信号,作为模拟地铁列车行驶过程中速度传感器的输出信号。仿真结果表明:该方案满足地铁列车速度传感器输出信号的模拟要求,有助于提高地铁列车制动测试系统和制动实训系统的可操作性。     

一种基于DSP控制的动车组防滑控制器

介绍了一种基于数字信号处理器(DSP)控制的动车组防滑控制器,利用DSP强大的数据处理能力与丰富的外设资源,实现了防滑控制功能.与传统的基于单片机的防滑控制器相比,提高了速度和减速度的运算速度,满足了防滑控制的实时性与准确性要求.     

铁路路基地质雷达检测数据智能里程校正方法

针对铁路路基地质雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)检测数据里程校正效率低的问题,提出了一种智能里程校正方法。以GPR原始检测数据为数据源,通过构建特征向量和支持向量机识别模型,实现桥梁的智能识别;再根据桥梁里程进行回归计算,得到GPR检测数据的实际里程。采用京九线路基检测数据进行测试,结果表明,本文提出的铁路路基GPR检测数据智能里程校正方法具有较高的精度,里程校正误差约2 m,满足铁路路基检测工程的实际需求。     

地铁列车广播控制盒的仿真研究

针对北京地铁S1号线列车驾驶员培训系统,从人机界面和功能出发,提出一个低成本、高可靠性的地铁列车广播控制盒仿真方案。以STC15单片机为核心,通过电路设计和制作,以及软件设计和调试,实现了广播控制盒的仿真。仿真广播控制盒具有自动或手动对乘客报站、紧急信息广播,以及紧急对讲等功能。目前,该仿真广播控制盒已经应用到地铁列车驾驶模拟器中。     

一种异步电动机矢量控制系统的简单设计方法

本文简述了矢量控制系统的结构,介绍了该系统的简单设计方法,并采用16位单片机实现了电流型逆变器驱动的感应电动机的转差频率式失量控制系统,实验结果表明,所设计的矢量控制系统具有调速范围广、稳定性好等特点,但还存在电动机转子电参数难以检测精确的问题。     

超声波探测器在地下停车场的应用设计

针对大型停车场停车难的问题,本文设计了地下停车场车位引导系统.依据超声波测距原理提出了测距算法,基于单片机和RS-485总线研究设计了系统方案,编写了控制程序.实验表明该系统能实时显示停车场剩余车位,引导泊车人群快速找到车位.     

基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法

为进一步提高铁路货车检修质量,降低检修成本,有效监测货车的运输安全,需要准确掌握货车的运行里程。针对现有货车运行里程计算存在的问题,文章提出了一种基于列车运行线的铁路货车运行里程计算方法,通过整合铁路运输信息集成平台采集的货车运输数据,将列车运行线绑定列车编组,生成货车运行轨迹,基于列车运行线路网车站位置关系构建里程计算模型,实现货车运行里程的计算。本方法充分利用了铁路运输信息集成平台现有数据资源,通过列车运行线实现了货车运行位置的追踪,加大追踪节点的密集度,提高里程计算的精度和智能化程度。     

内燃机车新型辅机控制装置设计

详细介绍了基于单片机的内燃机车新型辅机控制装置的设计,采用数字PID控制方法调节辅助直流发电机励磁绕组的电流,实现恒压限流控制,结构设计方面强化了MOS管散热与电磁兼容性能,具有输出电压稳定、各种保护功能全面、调试与扩充升级方便等优点。