铁路隧道限界监测系统的研究与实现

发布时间：2017-05-13 10:15

  本文关键词：铁路隧道限界监测系统的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：铁路隧道限界参数的检测对于保障铁路的安全运输具有重要意义。隧道限界是铁路建筑物接近限界的一种，是一个接近车辆横断面、垂直线路平面的轮廓。为保证列车运行的安全，，按照相关规定，除了必须与机车有接触的设备及机车本身外，其余均不得侵入此轮廓。近年来，我国铁路列车的运行速度在不断地提升，而我国对于隧道限界检测的手段仍然比较落后，检测过程慢，工作人员劳动强度大等问题一直未得到解决，论文综合研究了国内外铁路隧道、地铁限界检测技术，提出了采用激光测距做主要测距手段的铁路限界检测系统。 铁路隧道限界检测系统以工控机为中心，通过激光扫描装置采集相关的隧道净空信息、通过单片机系统采集列车的里程等信息，将采集到的信息通过串行通信端口RS232传送给计算机进行处理。系统采用美国NI公司开发的LabVIEW语言进行系统编程，将隧道断面的扫描数据与里程信息相结合，在主机上实时显示扫描断面的图像和限界情况，并将扫描结果与配置文件中的标准限界数据进行比较，判断是否有侵界发生？若有物体侵入限界，系统发出声音报警，同时将检测到的超限结果保存在超限记录文档中，检测结束后可以对超限结果进行查询。另外，系统针对设备误差、检测车位移以及车体振动等影响测量精度进行了分析，并分别提出了相应的改善测量精度的措施。 由于实验条件的限制，系统设计完成后仅在实验室条件下进行了相关的实验，未能在正式的检测环境中进行实验。论文重点为在参考现有隧道限界检测技术的接触上，提出一种新的测量坐标下的隧道限界检测系统，检测过程简单，检测结果准确。
【关键词】：限界检测 激光测距 LabVIEW 系统标定 误差分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U298;U456.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 论文的选题背景和研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 论文的主要研究内容11-13
• 2 激光测距与系统检测原理的介绍13-23
• 2.1 激光测距原理13-17
• 2.1.1 脉冲激光测距14-15
• 2.1.2 相位激光测距15-17
• 2.2 步进电机17-20
• 2.2.1 步进电机的基本构成及工作原理17-19
• 2.2.2 步进电机的驱动方法及误差分析19-20
• 2.3 系统检测原理20-23
• 2.3.1 系统的检测内容20
• 2.3.2 系统的检测原理20-22
• 2.3.3 检测过程22-23
• 3 检测系统的硬件设计23-32
• 3.1 系统的总体设计23
• 3.2 系统的硬件设计23-29
• 3.2.1 硬件选型及相关介绍24-27
• 3.2.2 硬件安装27-29
• 3.3 硬件电路的设计29-32
• 3.3.1 步进电机驱动电路29-30
• 3.3.2 串口通信电路设计30-32
• 4 检测系统的软件设计与实现32-39
• 4.1 软件设计分析32
• 4.2 LabVIEW 及其特点32-33
• 4.3 各程序模块的设计实现33-39
• 4.3.1 下位机程序33-34
• 4.3.2 上位机程序34-39
• 5 系统的误差分析与抗干扰设计39-46
• 5.1 系统实验与分析39-42
• 5.1.1 系统标定39-40
• 5.1.2 系统实验40-42
• 5.2 系统的测量精度分析42-43
• 5.2.1 LMS 500 的测量精度分析42
• 5.2.2 列车位移引起的误差分析42-43
• 5.3 系统的抗干扰设计43-46
• 5.3.1 硬件抗干扰技术43-44
• 5.3.2 软件抗干扰技术44-46
• 结论46-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-50
• 附录 A ADAM-3968 端子板端口定义50-51
• 附录 B 标定曲线51-52
• 攻读学位期间的研究成果52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 汪友生,徐小平;相位法激光测距的实现[J];北京工业大学学报;2003年04期

2 张清富,杨武装,李付伟;简易型激光断面仪的研制和使用[J];隧道建设;2003年05期

3 熊刚;凌必利;;基于LabVIEW的多通道数据采集系统[J];核电子学与探测技术;2013年01期

4 李海林;温度对长杆件测量结果影响的分析与措施[J];铁道技术监督;2004年11期

5 秦至红,宁升安,龙兆春;BJSD-2型激光限界检测仪在隧道施工检测中的应用[J];铁路航测;2002年03期

6 陈唐龙,于涤,陈耀坤;接触网检测车振动补偿研究[J];西南交通大学学报;1999年04期

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本文编号：362278