铁路列车便携式轴温报警装置的研制

列车轴温过高会给列车运行带来危险，因此列车轴温检测系统的意义重大。本研究不同于其他轴温检测设计，采用Android平台手机与ARM11开发板相互通信以实现对温度的实时监测。设计中采用Wi-Fi技术进行实时接收开发板采集的轴温数据，并将手机作为Socket通信过程中的服务器端接收数据，ARM开发板作为客户端发送轴温数据，使机械师能够在列车的任意位置对每一车轴的温度值进行实时观测。经测试，研制的铁路列车便携式轴温报警装置基本实现了轴温检测和无线发送轴温数据到智能手持终端的功能。     

上海轨道交通列车自发电车载式轴温检测系统研究与应用

上海轨道交通新车型均已配备车载式轴温检测装置，而老车型列车无轴温检测预警设备，主要通过人工方法进行轴温检测，需要为老车型列车配置自动化的轴温检测装置。在分析常用的城市轨道交通列车轴温检测方法的基础上，提出了比较适合上海轨道交通老车型列车的自发电车载式轴温检测系统。该系统通过吸收车辆振动能量产生电能，为传感器供电，并通过射频通信方式无线传输所采集的轴温数据，具有轴箱温度不间断采集、数据实时发送、通信无线传输、网页端同步传输和异常数据报警等功能。介绍了该系统的研究历程、系统原理及组成、设备安装方式。试验结果表明，该系统的轴温检测值与新车车载轴温检测系统的更接近，也即更接近设备本身的温度。该系统已安装于上海轨道交通6号线06C01型列车上，应用效果良好。     

基于PROFIBUS现场总线的列车车厢监控系统研究

采用PROFIBUS现场总线技术设计列车车厢监控系统,检测项目包括车厢内温津度检测、水箱内水温检测、车轴轴温检测和列车运行速度检测等,并对车载电源电流和电压及列车各种状态进行显示.当列车超速和轴温过高时,指示灯和电铃双重报警.     

基于ZigBee无线传感网络轴温探测系统的设计

介绍当前货运铁路轴温检测系统的特点,将ZigBee无线传感网络技术应用于货运铁路机车轴温检测系统,组建ZigBee无线传感网络,详细设计了该系统的硬件结构和软件结构,给出了系统的硬件电路图.经对比,此系统与以前的有线的轴温检测系统的有节省布线,降低成本的作用.并对ZigBee无线传感网络用于铁路运输做了展望.     

基于GSM模块TC35i的桥隧侵限安全报警系统的设计

本系统利用单片机ATmega128控制GSM模块TC35i以短消息的方式实现了对铁路货车通过桥梁、隧道装载超限的远程安全监控.系统由监控报警收发装置、侵限检测系统、车号识别系统和人机交互界面4个子系统组成.利用红外线光电传感器对超限货物列车进行超限检测,通过监控报警收发装置将报警信息与车号识别装置读取的侵限列车车号信息传送到上位机,由相关人员对此信息进行处理,对货运装载超限状况实行实时远程监控与检测.经过了多次试验,结果证明该系统准确可靠.     

旅客无线通信系统

为旅客列车乘务员配备备用公共地址（PA）通信系统，建立与旅客之间的通信联系是可行的。当发生紧急情况（碰撞、脱轨等），列车通信线路遭到破坏时，装备了PA／对讲电话系统的铁路旅客车厢失去了与整个列车的通信能力。这时，要求列车乘务员必须能够与旅客建立联系，向旅客说明情况，消除恐慌，避免发生对旅客和列车乘务人员造成伤害或带来其他危险的情况。 美国联邦铁路局（FRA）资助了一个小企业创新研究（SBIR）项目，对铁路旅客车厢内配备备用通信系统，以便在发生列车通信线路遭受破坏或中断时发挥通信联系作用的可行性进行研究。该备用系统的供电将独立于车厢电池装置。从列车通信线路遭到破坏的那一时刻开始，可满足1小时的通话。列车乘务员及急救人员可利用手持装置通过该系统在一定的范围内从车厢内或车厢外向旅客发出指令。 DFuzion，Inc．公司被指定对其建议使用的旅客无线通信系统（WPCS）的开发进行研究。WPCS通过802．11x Wi—Fi网格技术。在整个列车编组上建立容错、自修复、安全、无线移动的网格网络。WPCS利用基于网格协议的手持无线装置。通过车内无线网络接入点，最终与旅客建立联系。WPCS由可充式直流电源供电。直流电源由列车主电源充电，当失去列车主电源时，系统仍能继续工作。WPCS概念的可行性通过了多次计算机模拟试验的验证（图1），当列车通信线路网络需要服务器支持或网格网络节点被破坏时，该无线网格网络整体上能继续工作。     

铁路货车车辆转向架无源无线振动传感与监测系统

转向架是铁路货车车辆的关键部件，因货车上无电源供给，且车辆在运用过程中存在随机编组，因此很难开展铁路货车转向架状态监测与故障诊断的相关研究。针对这一问题，文章研究了一种包括车载转向架无源无线振动传感与监测组件、测速发电模块、轨旁数据基站和远程故障诊断中心的铁路货车转向架无源无线振动传感与监测系统，系统通过安装在货车轴端的微型轴端测速发电机、测速发电模块为车载转向架无源无线振动传感与监测组件供电和提供速度信号，由振动传感与监测组件的信号采集处理CPU经组合传感器、信号调理电路、模数转换电路同步采集货车转向架的振动、冲击和温度信号并预诊断后通过WSN网络发送到轨旁数据基站，轨旁数据基站运用多线程WSN网络接收并缓存货运车辆的运行状态监测数据后再通过4G/5G网络自动将数据传输到远程故障诊断中心，远程故障诊断中心对列车运行状态数据进行分析处理与故障诊断后实现对货车转向架的智能运维。该系统已装车进行运行试验，试验结果表明，系统能实现铁路货车转向架的无源无线振动传感与监测，及时发现故障，确保货运列车安全行驶。     

25G型客车制动监测系统

为了实现25G型客车制动系统的实时在线监测和故障诊断,设计开发适用于25G型客车的制动监测系统。该系统采用基于LonWorks的对等网络拓扑结构,创新性地设计了首尾车自动投入终端电阻模式,使列车任意车厢的网络节点都能接收全列的通信数据;系统硬件采用ARM嵌入式处理器并进行多功能集成化设计,软件采用μC/CO-Ⅱ嵌入式实时操作系统,包括初始化模块、数据采集模块、串行通信模块和诊断模块。制动缸泄漏试验结果表明,通过监测副风缸压力的变化情况可判断制动缸是否泄漏;现场运用结果表明,该系统组网灵活,工作稳定性和实时性好,故障诊断的可靠性和准确性较高。     

客车行车安全监测诊断系统的网络系统设计

根据客车编组、网络拓扑结构、系统实时性和工作环境的要求,基于LonWorks网络技术,设计客车行车安全监测诊断系统的网络系统.网络系统具有列车级网络终端自动投入、双网冗余和车厢级网络扩展方便等特点.网络系统的硬件设计采用车厢级和列车级2级总线式拓扑结构:车厢级硬件包括代理节点、制动节点、车辆节点Ⅰ、车辆节点Ⅱ、防滑器节点和显示节点网卡设计;列车级硬件是在车厢级硬件基础上增加地址和数据总线隔离,并实现双网卡冗余.车厢级软件采用双端口RAM与功能节点交换数据,并使用网络变量方式通信;列车级软件采用实时操作系统,具有动态配置网络管理器和网络管理功能,采用显示报文方式通信;人机交瓦界面包括主页而、车厢监测、系统监测、修改车号、查看记录、严重故障显示与报警界面.系统性能分析及使用效果表明:该网络系统使用方便,组网灵活、工作性能稳定、可靠性好.     

既有线临时限速预警控制技术研究与试验

为确保列车安全通过既有线临时限速区段,综合应用射频识别、信息处理与控制、无线数据通信、地理信息系统(GIS)等技术,研发铁路既有线临时限速预警控制系统.在既有线临时限速区段前设置带有临时限速信息的射频标签,在机车上安装射频标签车底识别器和临时限速信息预警控制装置等车载设备.当列车接近临时限速区段时,车载设备自动读取和显示射频标签内的临时限速信息,并向列车司机发出临时限速的语音提示;当列车超速时,车载设备自动输出制动控制信号.为临时限速区段设置的限速信息可利用手持机读取和编辑,并通过其内置的无线通信模块传送到临时限速信息管理服务器,在基于GIS的地图上实时显示临时限速区段的设置情况.经实车试验表明,该系统实现了列车接近和通过既有线临时限速区段时地一车之问临时限速信息的实时自动传递和列车限速预警控制,满足设计和应用要求.     

铁路货车车地信息传输技术研究

阐述无线通讯在轨旁数据传输的几种实现方式以及技术特点。针对铁路货车主要设备车载无线无源传感与监测组件、轨旁数据基站和地面监测与诊断主机的组成方式,对采用U W B信息传输方式开展研究铁路货车车地信息传输技术。以D W M1000集成芯片为核心设计的轨旁数据基站的UWB发射模块和UWB基站模块,其采用LEACH协议算法,并具有的层次型路由协议,周期性的随机选举簇头节点的方式,能够在减少节点能耗的同时延长整个网络的生存时间,且能在列车快速经过轨旁基站的时间窗口内完成数据传输。     

铁路货车装载状态高清图像监视系统的设计与实现

针对铁路货运检测的实际需要,提出基于高清工业相机的拍照检测体系结构,进行海量数据采集存储、JXR压缩算法的设计,并给出硬件部分框图.应用证明,系统可实现实时采集,存储高清晰车辆图像.     

蓝牙嵌入式系统在车辆单车试风系统中的应用

无线蓝牙技术和嵌入式系统技术目前已被广泛的应用,结合这2种技术提出基于无线蓝矛嵌八式系统的车辆检修单车试凤系统并做实验.该实验采用无线蓝矛通信方式,使用Bluez蓝牙协议,Linux操作系统及ARM9(S3C2410X)处理器,嵌入式系统为指令发送及实验数据显示终端.该试风系统不但增强抗干扰能力,方便操作,且具有友好的可视化界面.     

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。     

编组站货车中转方式的判定算法

当货车跟随列车到达编组站时，通常要进行解体和编组作业，货车中转方式的不同对于推算货车停站时间有很大影响。通过分析货物列车编组计划的主要内容，整理出直达列车数据表和直通列车数据表。在推算单个车辆时，分析该车辆走行计划中的经由编组站串，依据直达列车数据表判定此货车是否属于直达列车。对于直达货车，所经过的编组站都按无调作业处理。对于非直达的货车，依据直通列车数据表，设计判断货车经由编组站中转方式的递归判定算法。使用此方法可以快速判定货车在编组站的中转方式，从而使车流推算结果更加快速准确。     

铁路高附加值货流改编链优化研究

由于高附加值货流分布和班列产品结构并不完全匹配,在铁路网上仍然还有相当一部分高附加值货物无法挂运班列送达,因此,减少这部分货流的在途中转次数将提高其在运输市场中的竞争力。在分析铁路货物运输流程的基础上,提出以高附加值货流改编次数最少为目标的改编链优化模型,把车流在改编站上产生的改编费用通过列车服务网转换为列车弧的权值,这样,把模型的求解问题转化为列车服务网上的广义最短路径求解问题。采用C++计算机语言对模型进行求解,以江村至丰台西方向的车流为例进行验证,验证了模型的有效性。     

巧设CTC路由器ACL降低网络安全风险

铁路CTC网络均采用了带访问控制功能的路由器，正确地设置ACL（访问控制列表），将起到防火墙的作用，降低网络安全风险。在CTC网络路由器上进行规则设定，可阻挡不匹配安全规则的数据包，确保CTC网络安全。     

货物列车指标统计系统的设计与实现

分析货物列车指标的统计现状及重要性,介绍基于区段货物列车指标统计系统的目标和功能.     

基于HLA的CTCS-3列控系统仿真管理器研究

基于HLA的仿真管理器是CTCS-3列车运行控制系统仿真平台的核心组成部分.针对CTCS-3列车运行控制系统仿真平台结构分散、监测困难的特点,提出通过仿真管理器管理、监测系统运行的思想.仿真管理器通过HLA/RTI联邦运行支持环境和仿真平台中的其他仿真节点建立连接;它负责初始化并管理各个仿真节点、规划仿真过程,保障CTCS-3列车运行控制系统仿真平台稳定高效的工作;提出采用多线程和设置数据优先级的方法,保证仿真管理器数据传输的实时性;实际研究结果表明,仿真管理器方便了仿真节点的管理以及仿真过程的控制,所记录的各仿真节点交互的信息为进一步研究CTCS-3列车运行控制系统各模块如何做到统一协调高效的工作做好了数据准备.     

移动闭塞下列车运行系统的研究

构造移动闭塞条件下的计算机列车运行仿真系统,介绍系统总体结构,对列车实际运行间隔进行分析,对各功能模块进行描述.进一步分析移动闭塞条件下列车追踪运行间隔模型和列车运行自动控制子系统的功能等,对系统实际运用能够起到指导作用.