铁路轨道参数检测及其数据处理技术研究
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铁路轨道参数检测及其数据处理技术研究
作者:娄继冰 Publish: 2007-10-16 Hits:-
【中文题名】 铁路轨道参数检测及其数据处理技术研究
【英文题名】 
【学科专业】 物理电子学
【论文级别】 硕士论文
【投稿时间】 2007-10-16
【中关键词】 轨道参数,智能检测,传感器,数据处理,,
【英关键词】 Track parameter,intelligent detection,sensor,data processing,
【分类导航】 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>集中检测与巡回检测系统
【论文摘要】  由于我国铁路运输向高速、重载方向发展,必然对轨道结构提出更高的要求,因此加强对轨道参数的检测和养护,对铁路现代化建设有着深远的意义。本文运用计算机技术和智能仪器的设计思想,研究开发了一种便携式、高精度的智能轨道参数检测系统。 在分析检测系统原理和设计系统硬件电路的基础上。采用分段校准和模式搜索相结合的方法对涡流传感器的工作直线进行拟合,将该传感器的测量线性度从1%提高到0.1%,该方法可以让中等精度的涡流传感器进行高精度的测量,大大降低了系统的设计成本。通过设计数据预处理算法,消除了钢轨焊缝、错牙和侧磨对检测数据精度的影响。 为了推算一定弦长的轨向和高低不平顺值,建立了叠加法、总偏角和坐标旋转三种数学模型,并从检测精度和应用背景两方面对模型进行了比较。根据轨道线性变化规律,建立了轨向和高低理论值的计算数学模型,推导出了轨道各点不平顺偏差值的计算公式。在捣固车的拨道应用方面,提出了利用检测系统偏差值修正其残留偏差的方法。 在线路评估中,为了利用轨道不平顺检测数据,分析了利用功率谱密度描述轨道不平顺统计特性的线路质量评估方法,采用改进的周期图估计法对检测系统的不平顺数据样本进行了...
【论文题纲】
摘要 3-4
ABSTRACT 4-9
第一章 绪论 9-15
1.1 轨道参数对车辆运行安全的影响 9-10
1.2 轨道参数检测技术综述 10-12
1.2.1 轨道参数静态检测内容 11
1.2.2 轨道参数动态检测内容 11
1.2.3 轨道参数检测的历史与发展趋势 11-12
1.3 轨道参数检测数据处理技术的研究内容 12-14
1.4 课题研究意义 14
1.5 本文内容安排 14-15
第二章 智能轨道参数检测系统的设计 15-25
2.1 概述 15
2.2 轨道参数检测系统测量原理 15-18
2.2.1 轨距测量原理 15-16
2.2.2 水平测量原理 16-17
2.2.3 三角坑测量原理 17
2.2.4 轨向测量原理 17
2.2.5 高低测量原理 17-18
2.2.6 里程测量 18
2.3 轨道参数检测系统结构 18-23
2.3.1 系统组成框图 18-19
2.3.2 传感器选型 19-20
2.3.3 模拟信号输入电路 20-22
2.3.4 A/D转换器 22
2.3.5 PC104模块 22-23
2.4 软件设计 23-24
2.4.1 数据采集软件 23-24
2.4.2 数据分析处理软件 24
2.5 本章小结 24-25
第三章 智能轨道参数检测系统数据处理技术研究 25-44
3.1 概述 25
3.2 涡流传感器工作曲线的线性化处理 25-29
3.2.1 传感器工作曲线的经典最小二乘拟合 26-28
3.2.2 基于模式搜索法的传感器最佳拟合直线求解 28-29
3.2.3 传感器工作曲线的分段校准 29
3.3 数据预处理算法的设计 29-32
3.3.1 数据奇异点的消除 30
3.3.2 数据平均平滑滤波处理 30-32
3.4 轨向和高低推算数学模型的建立 32-36
3.4.1 轨道半径、弦长和轨向(或高低)之间的几何关系 32-33
3.4.2 叠加法推算数学模型的建立 33
3.4.3 总偏角推算数学模型的建立 33-35
3.4.4 坐标旋转推算数学模型的建立 35
3.4.5 三种数学模型比较 35-36
3.5 轨向和高低不平顺的改进检测法 36-38
3.6 轨向和高低理论值的计算 38-41
3.6.1 轨向和高低理论值计算数学模型的建立 38-39
3.6.2 轨向和高低理论值计算公式的推导 39-41
3.7 应用轨向偏差值提高拨道作业的精度 41-43
3.7.2 拨道作业的轨向残留偏差分析 41-42
3.7.3 拨道作业的轨向残留偏差修正 42-43
3.8 本章小结 43-44
第四章 轨道不平顺检测数据在线路评估中的应用研究 44-54
4.1 概述 44
4.2 现行轨道质量评价法的缺陷 44-45
4.3 轨向和水平逆向复合不平顺的分析判断 45-47
4.4 轨道不平顺检测数据功率谱分析 47-52
4.4.1 轨道不平顺检测数据功率谱分析的目的 47-48
4.4.2 轨道不平顺检测数据的零均值化处理与平稳性检验 48-49
4.4.3 轨道不平顺检测数据功率谱分析的方法 49-50
4.4.4 轨道不平顺检测数据功率谱分析的效果 50-52
4.5 本章小结 52-54
第五章 智能轨道参数检测系统的数据处理软件设计与实现 54-70
5.1 软件系统开发工具的选择 54-55
5.2 软件系统的功能分析与总体方案设计 55-56
5.2.1 软件系统的功能分析 55
5.2.2 软件系统的总体方案设计 55-56
5.3 软件系统的关键开发技术 56-59
5.3.1 串口通信技术 56-58
5.3.2 多线程程序设计技术 58
5.3.3 COM组件的动态链接库技术 58-59
5.4 软件系统主要类的设计与实现 59-63
5.4.1 数据处理主程序类 CGJYDoc的设计与实现 60-61
5.4.2 读数据类 CDataRead的设计与实现 61-62
5.4.3 数据处理模块 Analysis.dll的设计与实现 62-63
5.4.4 报表生成类 CReportForms的设计与实现 63
5.5 软件系统实现中关键问题的分析与解决 63-66
5.5.1 使用底层序列化操作提高读卡速度 63-64
5.5.2 使用双缓存解决 GDI下的屏幕闪烁问题 64-66
5.6 软件系统的实现效果 66-69
5.6.1 数据的列表和波形显示效果 66-67
5.6.2 软件系统的报表生成效果 67-69
5.7 本章小结 69-70
第六章 系统试验与结果分析 70-75
6.1 静态试验 70-71
6.2 动态试验 71-74
6.3 本章小结 74-75
第七章 结论与展望 75-78
7.1 结论 75-76
7.2 展望 76-78
参考文献 78-81
致谢 81-82
攻读硕士学位期间主要的研究成果 82
【DOI】 LunWen.ID:2.2008.386008
付费论文:有参考文献 300元
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