基于CAN总线的轨道检测系统数字传感器数据传输系统设计

为提高GJ-6型轨道几何参数检测系统的数据采集精度、抗干扰能力、以及远距离传输的实时性和可靠性,采用CAN总线技术设计开发基于CAN总线的数字传感器数据传输系统.该系统采用QNX实时处理计算机作为上位PC机,通过CAN通信适配卡与CAN总线相连,上位PC机在轨检车运行时按照每隔0.25 m一次的采样频率发送触发信号,通过CAN总线实时采集数字传感器输出的数据,对整个轨检系统的数据采样进行控制.数字传感器通过CAN总线接收上位PC机的各种操作控制命令和设定的参数,并按照请求、应答、发送的顺序再通过CAN总线向上位PC机传输数据.根据约定的通信协议制定各个传感器的29位数据帧格式和ID标识.试验结果表明,该系统传输数据稳定,不易受到电磁干扰,且结构简单.     

厦门地铁综合检测车设计

厦门地铁综合检测车集轨道检测和接触网检测于一体,采用惯性测量原理、机器视觉及激光摄像等非接触测量技术,可快速高效地对轨道几何状态、轨道全断面廓形及架空接触网几何参数、弓网动态作用参数进行检测。文章阐述了检测车的主要技术特点和技术参数,并从检测系统、设备布置、电气原理、机械部件和制动系统等方面介绍了技术方案。     

钢轨轮廓全断面及轨道几何参数检测系统

阐述钢轨轮廓全断面及轨道几何参数检测系统整体设计,以及钢轨轮廓全断面的检测方法。钢轨轮廓全断面检测基于激光摄像非接触测量技术,主要由激光摄像组件、数据处理组件、里程定位组件等组成。通过检测数据分析与现场验证,钢轨轮廓全断面和轨道几何参数检测系统运用稳定可靠,准确度高,重复性好,满足现代铁路轨道基础设施检测的需要。     

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。     

钢轨打磨车用波磨轨廓检测装置研究

针对钢轨横断面磨损、波浪磨耗现象,提出了研制安装于钢轨打磨车上的波磨轨廓检测装置的课题.该装置主要采用非接触式激光传感器三角测量法进行轨廓检测,采用激光传感器不等弦测量法进行波磨检测,借助CAN(控制器局域网)总线技术,开发相应的软件,对激光测量数据进行了分析处理.介绍了该装置的各组成部分及相应的软件系统,通过对检测数据的分析,提出了钢轨波磨打磨石的验收标准.     

基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺检测

针对中低速磁浮F轨轨道不平顺检测问题,提出基于机器视觉测量技术的中点弦测方法。由一组激光摄像式传感器检测轨道轮廓,进行图像处理、特征点提取以及世界坐标系转换后,计算得到轨道不平顺正矢值,通过"以小推大"、差值方法得到不同弦长的不平顺值,并为长沙磁浮快线研制了MTDS-1型车载非接触式中低速磁浮F轨轨道动态检测装置。选取株洲电力机车有限公司的磁浮交通系统中心试验线为试验地点,测试结果表明:在20 km/h和25 km/h的速度下测得的4 m弦和10 m弦轨道不平顺满足精度要求,验证了轨道不平顺检测数据的一致性,该检测方法能实现中低速磁浮轨道不平顺的准确测量,检测结果不受列车运行速度变化的影响。     

轨道状态确认车检测系统的研制

根据高速旅客列车安全运行的要求,研制用于轨道状态确认车上的轨道几何检测系统、环境监视系统、限界检测系统及车载局域网系统。轨道几何检测系统采用惯性基准原理、陀螺平台和计算机实时处理等技术,通过专用的数字滤波数学模型计算水平、超高、高低、轨向、曲率,解决不同运行速度和不同运行方向检测结果的准确性和一致性问题;通过最新研制的车载局域网,实现计算机实时显示轨道几何波形、网络打印机打印波形图的功能。实时显示叠加轨道几何波形的线路周边环境图像。构架式光电伺服轨距测量装置,采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的技术,保证跟踪轨距点的稳定性,消除轴箱式轨距测量的不安全隐患。     

GJ-6型轨道检测系统

为了适应客运专线和高速铁路基础设施检测的需要,自主开发了GJ-6型轨道检测系统,克服了GJ-4型和GJ-5型轨道检测技术的缺点,在多方面取得技术突破.系统主要由激光摄像组件、惯性测量组件、信号处理组件、数据处理组件、里程定位组件和机械悬挂装置等六部分组成,具有高速、精确、可靠的特点.在我国自主研发的一系列高速综合检测列车上得到应用,最高检测速度已达400 km/h.通过京沪高速铁路检测结果表明,(J-6型轨道检测系统完全可以达到准确度要求,具有良好的椎广前景和重大的经济效益,满足高速铁路和其它各种铁路检测的需要.     

基于SOPC技术的MVB网卡在分布式车载故障检测记录系统中的应用

针对现有分布式车载故障检测记录系统所用控制器局域网(CAN)不适合用作车辆总线的情况,提出采用多功能车辆总线(MVB)的方案.详细阐述了系统结构改造及工作原理转换等关键设计理念,设计了一种基于SOPC(可编程片上系统)技术的多功能接口MVB网卡,给出其软硬件实现方案,最终在实验室进行组网测试,验证了设计的正确性和可行性.改造后的系统网络传输距离更远、速率更高,并且具有较好的实时性和可靠性.     

GJ-6型轨道检测系统的研制与验证

GJ-6型轨道检测系统是我国自主研发的最新一代轨道检测设备,检测基本轨道几何项目、车体响应和辅助性评判指标,主要由激光摄像组件、惯性测量组件、信号处理组件、数据处理组件、机械悬挂装置等组成,具备精确里程定位功能,具有完善的实验室标定方法,经过电磁兼容设计后抗电磁干扰能力大大提高,经现场验证,具有较高的准确性和重复性。     

深圳地铁轨检车检测系统的研制

采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的测量技术、CCD光电传感器和高频响二维自控电路,研制出构架式光电伺服轨距测量装置,提高了轨道几何检测系统的安全性和稳定性。钢轨波磨检测系统根据惯性测量原理,采用模拟—数字混合滤波的数据处理方法,消除了速度对检测结果的影响。由数据库服务、数据采集处理计算机、数据应用计算机、高速网络打印机、QNX4实时多任务操作系统、SQL数据库管理系统和轨检数据实时处理软件共同构成了车载局域网数据实时处理系统,自动完成检测数据的采集处理、修正、合成,并根据需要以波形和表格的形式实时显示和打印输出轨道几何数据。     

高速轨道检测图像处理技术

高速轨道检测图像处理是轨道检测领域的一项重要技术,使用激光摄像式测量设备,通过图像处理获取钢轨横向、纵向位移变化.高速轨道检测系统通过十几年的发展较为成熟,国外最高检测速度可达300 km/h左右.我国最新研发的高速轨道检测系统经过多项技术创新,最高检测速度达到400 km/h,图像处理技术克服了易受阳光干扰等缺点,达到国际先进水平.     

基于CAN总线的磁悬浮车车载信息采集与诊断系统

为确保高速磁悬浮列车可靠运行,设计了基于CAN的车载诊断网络系统。它对车载设备诊断信息进行采集、分析和诊断,形成各车载设备的详细诊断信息,提供给地面人员和列车驾驶员参考。介绍了CAN总线技术及其特点,车载诊断网络系统的基本结构,基于CAN总线的车载诊断网络系统的硬件结构,完成了嵌入式环境WindowsCE下包含数据库的车载诊断网络系统的基本软件设计,并通过了试验室测试。     

基于FBG的悬挂式单轨列车位置检测方法研究

提出了一种采用光纤光栅传感技术实现悬挂式单轨列车位置检测的方法和系统。在室外轨道区段分界处设置一套光纤光栅传感器,并将其安装在列车车轮走行的轨道梁底板上;室内调制解调仪内置信号发送器,通过光缆将光信号发送给光纤光栅传感器。列车车轮作用在轨道梁底板所产生的应变导致光纤布拉格光栅出现波长漂移,调制解调仪通过光纤布拉格光栅波长的变化,计算出轨道梁产生应变的大小,并将解调数据(应变信号)发送给信号处理主机。信号处理主机根据解调数据的突变点,识别悬挂式单轨列车的运行位置。该系统除了可以识别列车所在轨道区段的占用状态以外,还可通过对列车轮对数的统计,实现列车完整性检测。     

基于三点激光准直原理的轨道几何参数测量技术

针对既有激光准直系统存在激光弦抖动现象和人工测量无法直接检测轨道中长波平顺性的问题,为进一步提高轨道几何参数测量精度,结合捣固车现场实际作业模式,提出发射车+接收车+接收车的“一发两收”模式,开展基于三点激光准直原理的轨道测量技术研究。通过激光弦、轨距、超高、里程计等多传感器数据融合,测量轨道内部几何参数;构建三点式激光准直矢距测量模型,解决了激光弦抖动漂移误差问题;采用接收车跟随自走行技术,提高了测量效率。现场试验结果表明：使用三点弦技术方案测量得到的轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道内部几何参数满足现场使用的误差要求,可为数字化、智能化捣固提供数据支撑。     

嵌入式技术的机车安全运行语音提示系统设计

系统从机车安全运行角度出发,综合应用嵌入式技术、现场总线技术、语音技术,研发一套机车安全运行语音提示装置.详细介绍此系统的软硬件设计,阐述系统的组成及工作原理,叙述机车数据采集与处理两大模块的设计,在硬件系统的基础上移植μ C/OS-Ⅱ实时操作系统,并由应用软件完成系统的CAN总线通信,车载显示,语音提示及数据存储等功能.该系统经过半年多的实际运行,结果表明该系统结构设计合理,实用性强.     

CRTSⅢ型轨道板自动化测量创新技术研究

为了实现CRTSⅢ型无砟轨道承轨台测量自动化、数据处理智能化,对轨道板测量中的关键技术进行研究,设计了一套集自动行走测量小车、自动控制系统和计算机数据处理等技术于一体的智能型快速测量系统。通过在小车上设计安装驱动电机,解决了小车在轨道板上的自动行走;通过在车轮体系上设计安装多个椭圆柱形辊子(与车轮轴线呈45°),解决了小车在任意方向上的自由调整;设计了3个激光传感器对承轨台进行检测,解决了小车的精确定位;设计了自适应弹性连接装置和高精度倾斜传感器,解决了测量模具在承轨台上的精准定位及精度检核;通过无线传输技术,解决了全站仪、测量小车及后台管理系统之间的数据实时传输。该研究成果可提高测量工作效率,减少人工测量误差。     

基于嵌入式技术的机车轴承故障在线监测系统设计

从机车安全运行角度出发,分析现有机车轴承故障诊断系统中存在的弊端,介绍机车轴承故障在线监测系统的工作原理和主要构成,论述系统的软硬件设计,系统的数据采集与数据处理2大模块的设计,系统采用数据融合技术对多传感器采集的数据进行实时处理,在硬件装置的基础上移植μC/OS-Ⅱ实时操作系统,并由应用软件完成机车的CAN总线通信,GPRS通信,车载显示,语音报警等功能.该系统经过半年多的实际运行,结果表明该系统结构设计合理,实用性强.     

基于车载激光测距仪的城市轨道交通障碍物检测方案探讨

提出一种基于车载激光测距仪的铁路障碍物检测方案,该方案通过在列车头部安装激光发射及接收装置对列车前方障碍物进行检测。检测系统实时发射激光光束,当列车前方存在障碍物时激光发生反射,返回激光被接收装置接收,再通过测量激光的飞行时间推算出目标距离。该方案不仅能够发现线路障碍物,还能获取障碍物与列车之间的距离信息及移动障碍物的速度信息,为车载安全计算机生成列车自动防护曲线提供数据支持。     

轮轨力测量在高速铁路轨道检测中的应用研究

随着世界高速铁路的快速发展,高速铁路轨道检测技术已突破传统的轨道几何检测,朝着综合检测的方向发展。结合安装在我国新一代高速综合检测列车CRH380B-002的轮轨力检测系统在高速铁路轨道检测中的实际应用情况,介绍了我国在高速铁路轨道综合检测领域的最新研究进展———基于轮轨力测量的高速铁路轨道检测技术,并提出了一种基于轮轨力测量的高速铁路轨道状态评判方法。基于轮轨力测量的轨道检测技术通过安装在固定车辆(一般为轨道检查车)的连续测量测力轮对测量轮轨之间的相互作用力,从对车辆运行安全性和轨道疲劳寿命影响的角度对轨道状态进行检测,指导轨道日常养护。该技术是高速铁路轨道综合检测的重要组成部分,是对传统轨道几何检测的有效补充和完善,它的投入运用将更好的保障高速铁路的安全运营。