韩峰[1]2004年在《接触网参数小型检测系统的设计与开发》文中进行了进一步梳理随着电气化铁路的飞速发展，对接触网参数检测系统的需求呈现出多样化和普及化的趋势。随着嵌入式系统、以太网等技术的飞速发展，如何将这些新技术应用到接触网参数检测系统，以提高检测系统整体性能和良好适应性，已成为接触网参数检测中的热点问题。 本文在传统接触网参数检测系统的基础上，通过对接触网参数和不同用户的需求进行分析，提出了一种接触网参数小型检测系统的设计与实现方法。它安装在接触网工区的接触网检修作业车上，不占用列车运行区间和运行时间，实现了接触网参数检测系统普及化。 在本检测系统中，使用了新型的光电、光纤传感器进行检测；采用CAN总线和光纤作为采集调理单元与前置单元间数字量传输的总线协议和传输介质，既保证了数据传输的速度，又使检测项目的增减变得灵活方便；采用V／F转换作为模拟量采集方式，使信号检测独立进行和实现光纤传输，提高了系统的可靠性和抗干扰能力；采用ARM微控制器构建前置单元硬件平台，提高了数据采集速度，并便于实现软件的模块化和良好移植性，简化了系统的设计和缩短了开发周期；采用以太网作为前置单元与主机单元的通信方式，提高了系统的开放性，更利于检测设备便携化。 经过调试运行证明，本检测系统运行可靠、灵活、方便，工作环境要求低，将是接触网参数检测系统的发展趋势。
经本钦[2]2010年在《铁路放线车综合检测系统》文中提出铁路放线车是电气化铁路接触网施工的重要设备,接触网是否恒张力,会影响到机车供电的稳定性和接触网本身的寿命,而目前国内设计的放线车通常没有数字化检测设备来测量张力,接触网施工是否为恒张力,主要靠操作人员的经验来判断。因此太原机车厂和本课题组合作,设计出了一套数字化检测系统,对放线车作业进行实时在线检测。现阶段,本课题组已完成基于X86架构的检测系统设计,系统功能基本正常,达到预期目标。然后客户提出在现有检测指标不变的情况下,缩小现有检测系统的体积,同时降低成本,以便安装到其生产的小型放线车上。基于此,本课题提出基于ARM和Linux来设计小型化嵌入式检测系统的主控部分,配合现有的ADT401采集板来构成小型系统。课题主要包含以下内容:1完成主控部分硬件的构建。选择S3C2440作为核心控制器,分析其内部资源情况和铁路放线系统对硬件的需求,并分析需要保存的数据量,外扩SD卡作存储器。基于S3C2440自带的LCD控制器,扩展液晶触摸屏显示;2针对主控部分硬件平台的特点,修改U-boot中关于Nor Flash和Nand Flash及DM9000等的代码,最终实现U-boot的移植。完成了Linux内核镜像的剪裁和交叉编译,文件系统和Busybox的配置及编译,SD卡的底层驱动架构分析;3分析了PC/104总线的时序,针对S3C2440的内部AHB总线特点,开发了PC/104总线轮询驱动程序和中断驱动程序,并在Linux2.6.22内核中得以验证,设计了采用DMA驱动PC/104总线的时序;4分析了在主控部分中采用液晶触摸屏的优势,并对比了常用触摸屏的优缺点,分析并移植触摸屏校正程序,对比常见的嵌入式图形界面,选择Qt/Embdedded开发适合课题需求的嵌入式图形界面;5针对嵌入式平台的特点,分析并选择SQLite作为课题的数据库,实际配置和交叉编译SQLite并移植到目标系统,并测试分析数据库文件的大小,根据测试的情况修改数据库表的结构。
马红国[3]2012年在《接触网在线监测系统供电及数据传输技术研究》文中认为电气化铁路的快速发展,使得作为关键设备的接触网系统显得尤为重要,接触网的可靠性影响铁路的安全运营。接触网在线监测系统可以实时有效的检测接触网参数,对异常情况能及时预警,保障接触网的可靠运行。接触网在线监测系统的检测设备工作在野外,环境恶劣,检测设备供电的可靠性以及数据信息的传输是亟需解决的问题。本文首先分析比较了在铁路沿线可以采用的供电方式和数据传输方法,提出了供电方式采用太阳能供电,数据传输方式采用有线传输与无线传输相结合的方式,并分别介绍了太阳能发电和ZigBee的发展及应用。然后介绍了接触网在线监测系统的总体框架,以及太阳能光伏发电和ZigBee的基础理论知识。太阳能电源设计中采用基于扰动观察法的最大功率跟踪(MPPT)技术,可以充分利用太阳能电池板产生的能量。从硬件和软件两个方面介绍了太阳能电源的设计,硬件设计包括Buck电路参数、采样电路、驱动电路、充电电路和单片机外围电路的设计等,软件设计包括主程序流程、A/D转换子程序、PWM子程序和MPPT程序。无线传输介绍了ZigBee的组网流程和路由方法、地址的设置及分配和软件的具体设计。无线网络系统软件设计包括Z-Stack协议栈底层程序的修改和应用层程序的设计,而应用层程序设计包括协调器节点程序设计、路由器节点程序设计和终端节点程序设计。最后对太阳能电源的硬件和软件进行了测试,结果显示硬件电路能正确工作,最大功率跟踪算法满足要求,能实现对锂离子电池的充电。在ZigBee无线传输的测试中,测试了网络组网、丢包率和传输距离,系统性能符合设计要求。
朱丽芳[4]2009年在《线阵双目测量电力接触导线几何参数的实验技术研究》文中研究表明电气化铁路因其速度快、运输能力强、运营成本低和环境污染小等优点,成为当今铁路现代化的发展方向。接触网作为电气化铁路的重要组成部分,电力机车通过受电弓从接触导线获得电能,由于振动、变形、相对于铁轨高度的不均匀等因素,使接触导线产生磨损。当磨损到一定程度时,将引起断线,全部更换时需要每公里大约80万人民币的价格,这样将导致电力线维护成本的大量增加和铁路的中断行车,并给运输工作带来极大的损失。因此,为了延长接触导线的使用寿命和保证电气化铁路的运营安全,需要对接触导线几何参数的检测提供一种有效的测量方法,以方便施工人员对其及时进行维护和检修。随着计算机视觉技术和图像处理技术的不断发展,为接触网的非接触式测量提供了有利条件。本文在深入研究国内外接触网检测方法的基础上,将嵌入式ARM技术、双目立体视觉技术和图像处理技术等应用到电力接触导线几何参数检测系统中。通过对称安装在电力机车上的两台CMOS线阵摄像机,同时对接触导线进行图像采集,然后运用边缘检测算法寻找磨损创面的边界点坐标,实现导线高度、拉出值和磨损面宽度等几何参数值的测量。本论文在测量原理的基础上,设计了测量装置的硬件电路和软件处理系统,并在实验室内搭建好测量设备,进行了初步的实验,根据实验结果做了误差分析。这些为接触导线几何参数的测量系统的进一步完善打下了坚实的基础。
王超[5]2014年在《铁路隧道接触网结点自动化放样系统设计与开发研究》文中研究指明铁路隧道接触网结点的放样在接触网施工中占有重要的地位，放样精度的好坏、放样进程的快慢直接影响着接触网的施工以及接触网在正常运营时的状况。利用本文提出的自动化放样系统进行铁路隧道接触网结点的放样，对于铁路隧道这种大型工程施工来说有着重要的实际意义和应用价值。自动化放样系统采用Windows CE嵌入式操作系统，可见在嵌入式操作系统Windows CE中开发相关的测量软件必将成为今后重要的发展趋势。本文对铁路隧道接触网结点的传统放样方法进行介绍与分析，总结出缺点与不足，从而提出自动化放样系统在放样接触网结点时所采用的新方法。通过对新方法数学模型的说明介绍了新方法的理论基础。对嵌入式系统相关理论进行研究分析，提出了选用Embedded Visual C++集成开发环境进行自动化放样系统的设计与开发。目的是以Windows CE全站仪作为自动化放样系统开发平台，使本文所提出的放样隧道接触网结点的方法可以全面的弥补传统方法所带来的缺点与不足。对自动化放样系统的内部功能进行设计，实现了界面程序、数据通信程序、全站仪控制程序以及自动化放样程序，并介绍自行研发的多功能脚架中各部分的功能与作用及如何作为自动化放样系统的操作平台。最后进一步介绍自动化放样系统的工作原理，并通过接触网结点放样的实例分析说明本文所提出的方法所带来的变化与创新。
吴松[6]2018年在《基于图像的机车入库受电弓滑板故障检测研究》文中指出受电弓是列车车顶上与接触线电连接的设备,为列车提供动力,其状态的好坏直接影响到列车的安全、可靠运行。研究受电弓检测技术和实现受电弓状态的在线检测,对受电弓故障预警、保障列车运营安全具有重要意义。根据国内外受电弓检测技术的研究基础以及受电弓检测系统需求,提出了基于图像的受电弓故障检测方法,并对受电弓滑板磨耗检测、图像采集以及图像加速处理等内容进行研究。首先,针对受电弓检故障检测原理及需求,设计了列车入库受电弓滑板检测系统方案,具体从受电弓检测单元原理以及检测单元具体工作流流程进行阐述。根据现场环境对关键硬件相机、光源以及镜头的选型方案进行研究,结合检测的受电弓具体参数对关键硬件的重要参数给出了计算方法。另外,从受电弓检测系统性能指标和测试指标以及系统软件功能需求等内容进行分析。其次,为了测量受电弓滑板的磨耗,根据滑板的特点采用结合小波去噪以及自适应Canny算法对受电弓滑板边缘检测,并且通过数学形态学的方法对边缘进行细化。同时运用Hough变换获取滑板下边缘,并通过直线测距方法计算滑板磨耗值。通过对比利用图像处理测量的磨耗值和实际的滑板磨耗值对比,验证得到滑板磨耗测量准确。最后,为了实现图像的高速采集设计了基于FPGA的高速图像采集处理系统,该系统能够实现图像的高速采集、传输以及显示,同时包括图像处理算法的实现,系统包括HDMI传输模块、Bayer转RGB模块以及摄像软件配置等模块。利用FPGA算法处理的高速特点,将图像处理算法综合成硬件描述语言加速图像处理的实现来达到加快图像的处理的目的,主要利用XILINX公司提供可综合成硬件描述语言的OpenCV库加快图像的处理,通过Vivado HLS工具生成IP核应用到项目中,最后通过将高速图像采集平台下载到实验板进行测试,高速图像采集平台验证正确,图像处理功能正常。
于杰[7]2012年在《电气化铁路接触线定位点抬升量在线监测系统》文中研究指明接触线抬升量是反映电气化铁路接触网和电力机车运行状况的一个重要指标,对它的监测有着十分重要的意义,为此,本论文设计了一套经济实用的“电气化铁路接触线定位点抬升量在线监测系统”。首先,通过分析现代化高速铁路弓网安全的重要性,说明了该系统的研究意义。在参考了国内外研究历史并比较了多种研究方案之后,综合考虑安全性、经济性和可靠性等因素,提出了监测系统方案的设计思路和方法。其次,根据确定的监测方案和要求,选择了拉线式位移传感器对接触线的抬升量进行测量。为了克服高低压侧信号隔离传输的问题,论文设计了基于光纤通信技术的信号隔离传输模块,充分利用了光纤良好的绝缘性能和光纤通信较强的抗干扰能力。本系统的数据采集和发送采用了高性能的DSP2812来完成,应用了TMS320F2812作为核心处理器,利用其片内的ADC模块进行AD转换,并使用了软件校正和中值滤波技术。采集得到的数据通过TMS320F2812的片内外设SCI串口通信进行发送。下位机和上位机监测软件之间的通信采用ZigBee无线通信技术来实现,主要用于完成上位机软件向DSP发送控制命令以及采集数据传输到上位机时所产生的通信。本系统的上位机软件是基于LabVIEW编写的,利用其方便的图形化编程方式,以及其强大的VISA虚拟仪器软件架构,设计了适用于本系统的接触线抬升量波形显示界面,而且为了方便对监测数据的进一步研究,增加了数据存储和回放功能。最后,对整套系统进行了调试实验,在论文中给出了实物的连接和调试图片。多次实验后,对得到的实验波形和实验中的遇到的问题进行总结和分析,证明了该系统良好的性能,并提出了系统改进的意见。
杨瀚鹏[8]2018年在《基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统》文中研究指明接触网主回路是给电力机车供电的关键环节,其内部各个电气节点的工况决定着接触网主回路的安全个状态,预防接触网主回路电气接触环节故障,是保障电气化铁道接触网安全运营的中药措施。通过检测接触网主回路电气节点的温度状态,发现设备缺陷是最直接有效的预防方式。本文针对目前接触网主回路电气节点温度状态尚无在线实时检测,电气节点温升异常现象仍依赖接触网检修作业人员巡检汇报的问题,开发了基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线检测系统。温度检测终端采集接触网主回路电气节点温度数据,通过4G网络传输至信息管理系统,完成提升、温差和相对温差等数据的处理。当任意一项数据超过预/报警阈值时,信息管理系统将以“弹窗+声音警报”形式告知相关工作人员。本文运用有限限元法,对接触网主回路电气节点中的JT型接触线电连接线夹和JA型铜接触线接头线夹进行稳态热分析。研究了导线电流和接触电阻对线夹温度场分布的影响,以及温升对接触线的侵蚀程度,通过研究发现,接触电阻值对于线夹温度场的影响程度远大于导线电流的影响,是造成接触网主回路电气节点温升异常的主要原因。因此,接触网导电主回路电气节点的可靠电气连接市确保接触网安全工作的重要环节。通过实时监测接触网主回路电气节点异常温升点,确定电气连接点的状态,发现设备缺陷,为制定接触网检修计划内容提供依据。这对及时发现事故隐患,提高检修作业效率,保证电气化铁道接触网安全运营具有十分重要的意义。
孔勇[9]2007年在《机车天窗开启作业安全报警装置的研究与实现》文中认为电力机车通过受电弓从接触网获得驱动电能，接触网的供电电压为单相25KV交流电。电力机车担当若干牵引任务后，将返回机务段或整备场进行整备，这时地勤作业人员或其他部门工作人员须登上机车车顶检查各部状态及做清洁保养工作。作业人员上车顶前应按照登顶作业程序，先通知供电部门对相应区段的接触网断电，并作好接地处理，然后方可打开车顶天窗登项作业。铁路机务部门在实际工作中，由于管理上的疏忽以及作业人员的大意，未能认真执行登顶作业安全规程，在接触网带电的情况下登顶作业，容易造成作业人员被电击身亡的重大事故，严重威胁铁路部门的生产安全。研制一套电力机车天窗开启作业安全报警接地系统，对于提高登顶作业的安全保护，确保登项作业人员的人身安全，保证机务部门的生产安全有重要的意义。该系统包括一套可靠检测接触网有无高电压的检测装置、受检测装置控制的联动机械接地装置和能准确控制机械装置的控制装置。在高压检测中，采用现代传感技术和锁相环技术，精确检测固定频率的高电压的存在，并结合计算机控制技术。考虑系统的可靠性，对系统的部分环节实现多余度控制，从而使系统能稳定可靠的王作。同时按照实地调研的情况，设计一套可以升降的菱形接地装置，既节约了空间，又满足了升降要求，还能保证长期有效的工作。控制系统包括电气控制系统和计算机控制系统。整个电气控制系统主要包括电机驱动环节、电机电流检测环节、系统决策环节以及告警环节的设计与实现。由于电力机车车顶现场条件恶劣，易受到各种干扰的侵入，因此，系统的抗干扰特性的好坏关系到整个控制系统的稳定性和可靠性。干扰的来源有许多，归纳起来主要有自然因素、周围设备、元件物理性质和板线的结构设计不合理。弄清楚干扰的来源和抑制的方法后，要解决系统硬件电路抗干扰的问题，还有软件的抗干扰设计。在硬件抗干扰措施中，主要着重对于电源干扰、电磁干扰以及外界因素引起的干扰的防治；而软件抗干扰设计主要体现在叁个方面：指令沉冗、软件陷阱和看门狗系统。
参考文献：
[1]. 接触网参数小型检测系统的设计与开发[D]. 韩峰. 西南交通大学. 2004
[2]. 铁路放线车综合检测系统[D]. 经本钦. 电子科技大学. 2010
[3]. 接触网在线监测系统供电及数据传输技术研究[D]. 马红国. 西南交通大学. 2012
[4]. 线阵双目测量电力接触导线几何参数的实验技术研究[D]. 朱丽芳. 南京理工大学. 2009
[5]. 铁路隧道接触网结点自动化放样系统设计与开发研究[D]. 王超. 长安大学. 2014
[6]. 基于图像的机车入库受电弓滑板故障检测研究[D]. 吴松. 华东交通大学. 2018
[7]. 电气化铁路接触线定位点抬升量在线监测系统[D]. 于杰. 北京交通大学. 2012
[8]. 基于4G网络通信的接触网主回路电气节点过热在线监测系统[D]. 杨瀚鹏. 西安理工大学. 2018
[9]. 机车天窗开启作业安全报警装置的研究与实现[D]. 孔勇. 武汉理工大学. 2007