区间模拟控制系统的设计与研究

本文基于我国铁路区间广泛使用的ZPW-2000A/UM71无绝缘移频自动闭塞制式,利用计算机仿真技术对区间的部分设备及功能进行了模拟。本系统具有区间列车模拟运行,可以实现计算机编码对低频、载频的控制,地面信号、车载信号模拟,区间移频信号的采集,模拟示波器显示各种信息以及对移频信号作频谱分析等。     

化工物流铁路运输节能策略研究

铁路运输是化工物流主要的运输方式之一,从能源消耗的绝对量来看,铁路运输的能耗量巨大,是节能的重点行业。以列车在区间运行总能耗最低为优化目标,在考虑线路类型、闭塞方式的基础上,对区间运行时间、车站作业时间、区间速度、车站间隔时间和追踪列车间隔时间加以约束,建立了节能运行图编制优化的模型,并结合算例进行了验证。计算结果显示,当采用此方案优化时,在略微增加列车运行时间的基础上,大大减少了总的运营成本,得到很好的节能减排效果。     

基于DSP的列车信号处理算法分析

介绍一种互相关检测解调算法用于列车交通信号的检测,可将不同制式下的各种高频信号送DSP进行处理,提取出承载列车控制信号的低频信号,以便分析其中的载频信息和低频信息;对互相关检测算法流程作了分析说明,提出该算法在DSP器件上的基本实现方案,并给出了部分实验数据;采用互相关解调算法(能量算法)对轨道信号进行解调,具有运算速度快、精度高、抗干扰性能好和对硬件资源要求低等特点;经过反复的轨道信号实测,完全符合国家标准。     

地铁工程车智能安全监控系统与信号系统接口方案研究

目前,地铁工程车主要依靠乘务员经验、目视信号等方式操控车辆行进.为了改变工程车作业无技防手段的现状,地铁工程车智能安全监控系统得到广泛应用,该系统可对冒进信号、异物侵限、挤岔脱轨、冲撞车挡、列车冲突等安全事故进行智能化安全防护,为实现上述功能需解决联锁信号上车的问题.依据目前上海地铁联锁信息获取情况,文章主要阐述了从段...     

测量通信信号调制识别技术研究

测量通信信号的调制识别的功能是在有噪声环境和各种信号的情况下判别出信号的信息和它的调制方式,也为更加深入的解析和分析信号提供相应支撑条件。本篇文章从原理基础到方案设计以及验证结果,层层递进的揭露了信号调制识别技术的原理、发展现状以及当前的先进识别技术,同时自己设计了一套识别方案对不同的模拟调制信号进行制式识别并分类。基于MATLAB的软件平台对基本的模拟调制信号进行仿真测试,确定判别门限,通过计算得出结论,成功识别了AM、DSB、SSB和FM四种信号。实验得出在SNR>12dB的时候能达到90%的制式识别正确率,证明设计的识别方案的可行性。     

高速实时图像采集系统中的WDM设备驱动程序开发

在Windows平台中,WDM(WindowsDriverModel)制式的设备驱动程序在自行开发的板卡中起着重要的作用,得到越来越广泛的应用。该文简要介绍了设备驱动程序,并对WDM制式的设备驱动程序的驱动程序例程作了详细介绍。针对高速实时图像采集系统对设备驱动程序提出的高实时性要求,开发出了基于微软DDK的可用于Windows2000和WindowsXP的WDM制式的设备驱动程序,并介绍了其中的关键技术。     

自整角机角位移信号采集方法研究

在船舶设备数据处理与分析过程中,根据自整角机信号的数学关系,利用三角甬数计算的结果,将0°～360°的范围分成8个区间,并在相应的区间内进行查表以获取其角位移数据,从而实现了自整角机角位移信息的自动测量.针对各区间分区线上三角函数有其特殊状态值的特点,采用逻辑分析法,可以直接获取其角位移数值.该解决方案可实现角位移信号的快速采集,比现有方案精度高、成本低、简单易用.     

基于CRIO的智能型地铁列车能耗数据采集系统

为了对地铁列车能耗和节能问题进行研究,准确检测到列车牵引和供电系统能耗数据尤为重要。在此需求下,根据地铁列车各电气子系统的特点及能耗数据采集需求,阐述了自启动采集、变频率采样等智能采集关键技术,完成了基于NI CompactRIO采集设备、高精度多元传感器、信号调理箱等硬件和基于FPGA编程技术的软件系统设计,实现了对列车能耗参数的检测。试验结果表明,测试系统计算能耗与车载系统记录能耗值具有良好的一致性,能够实现对能耗参数的变频率采样和数据的自启动采集与存储。基于CRIO的智能型地铁列车能耗数据采集系统采集精度高、功耗低、实用性强,适用于地铁列车能耗数据的采集。     

微机监测与铁道信号设备安全

目前我们铁路运输事业快速发展,全国各地都新建了高铁铁路。速度是提升了,安全问题也不能忽视。列车在运行过程中要想保证安全,就需要铁道各处的信号信息正确。控制台通过相关的信号设备将运行的指令传递给列车,以保证铁路的整体运行情况。在新的时期,需要能够全天候检测铁路安全的方法,以便维修人员能够及时了解问题并处理。本文通过对TJWX-2006型信号设备监测系统进行研究,来分析在铁路上使用微机来检测铁路的运行情况。这对研究信号设备安全有着积极的意义。     

基于GIS技术的列车实时监控系统的设计

为改善列车实时监控系统定位精度低、响应时间长的问题,研究了以GIS地图高精度轨道坐标信息为基础的列车实时监控系统。利用列车车载设备采集列车状态信息和定位信息,然后将数据上传至GIS轨道数据模块,采用近临法匹配GIS空间地图和GPS终端信息,最后将输出数据传输至地面终端显示与控制模块,实现了列车状态信息和定位信息的实时监控。     

基于长定子齿槽的磁浮列车测速定位传感器信号处理

磁浮列车测速定位传感器在实际运行时,会受到列车震动和长定子轨道的接缝等影响,并且轨道接缝的尺寸也不相同,使得位置传感器在通过不同轨道接缝的时候产生不同的信号畸变,导致牵引设备过流或过压保护甚至烧毁.为了能够适应不同的轨道接缝的影响.本测速定位系统采用了两路相对位置传感器,应用自适应滤波和周期预测的方法,设计了一种自适应预测滤波器.通过周期预测方法将预测值与实际观测值进行比较,选择与预测值相近的传感器信号.通过提取两路传感器中的正确信号,实现了传感器的冗余处理,列车实际运行实验验证所提出方法的正确性.     

桥式采样机采样头自动定位系统设计

针对传统桥式火车煤采样机采样头定位方式存在定位不准确的缺陷,根据轴编码器对设备位置和速度的检测原理,设计了一种基于PLC和轴编码器的桥式火车煤采样机采样头的自动定位系统,给出了该系统的硬件配置和软件流程。该系统通过检测轴编码器的脉冲信号,可准确计算出采样头位置及速度,并通过触摸屏及嵌入式组态软件把测量数值实时显示在人机界面上。     

基于LXI总线的多通道振动信号测试系统设计

针对某些大型复杂装备的振动信号采集需求,测控场景需对上百通道的振动信号实现同步测量;而单一采集仪器很难满足百道测试需求,因此,文章研制了一种可扩展的多通道振动信号采集与分析系统;该系统采用LXI总线架构,其主控计算机与设备和设备间均采用LAN进行数据通信;振动测量模块采用了大动态范围数据采集技术,且主控系统软件采用分布式数据管理模式;最终,主控计算机以仪器驱动函数方式通过通信协议合理调控采集模块参数,并通过综合数据分析得到振动信号的故障诊断结果;通过对某型高速列车的轴箱轴承进行振动信号采集与数据分析,得到某一轴承出现了故障,验证了所设计测试系统的有效性。     

基于文本挖掘的高速铁路动车组故障多级分类研究

针对高速铁路信号设备故障发生后记录的文本数据,提出基于文本挖掘方式的高速铁路信号设备故障多级分类模型研究。提出TF-IDF词汇权重与词汇字典结合的特征表示方法实现信号设备故障文本数据的特征提取。多级分类模型中,基于Stacking集成学习思想设计单层分类模型,将循环神经网络BiGRU和BiLSTM作为初级学习器,设计权重组合计算方法作为次级学习器,将多级分类任务分解为各层单分类任务,并采用K折交叉验证训练Stacking模型。采用高速铁路自开通至十年的信号转辙机故障数据,通过对故障原因文本数据的分析,实现故障部位和故障原因的二级分类,经过K=5次训练,BiGRU较BiLSTM各评价指标都较高,经实验BiGRU分配权重为0.7,BiLSTM权重为0.3,组合加权对两个网络的输出计算,准确率提高为0.8814,召回率提高为0.8642。实验表明多级分类模型能够有效提升信号设备故障多级分类任务的分类评价指标,并能够保证分类结果隶属关系的正确性。     

基于STM32的力觉反馈装置及用于主从遥操作实现

在遥操作系统中为了增强现实及实现本地力觉信号再现功能以提高精细化操作的目的 ,设计了用于人机交互功能的力反馈装置;该装置为单自由度结构,基于步进电机驱动;利用STM32微控制器采集触觉力信号以及关节位移信号,通过设计基于力误差的控制律调整位置变量实现输出力信号与标准力信号的匹配;为了验证该力反馈装置进行了标准力信号再现实验;并且利用该力反馈装置作为主机械手与单自由度从机械手搭建遥操作装置,进行了力、位置双边跟踪实验验证,实现了主、从机械手力、位置协同一致的目的.     

关联维数在高速列车运行状态评估中的应用研究

基于监测数据评估高速列车空气弹簧和横向减振器等关键部件的运行状态,针对车体横向加速度振动信号,本文提出了关联维数的列车状态评估方法,分析了车体横向振动特征,对时域信号进行了频谱分析,并进一步分析了关联维数。为了计算关联维数,需先对信号进行相空间重构,然后求出重构相空间的两个关键参数;用互信息量方法[1]求出最佳延迟时间和用CAO [2]方法求出最佳嵌入维数。通过对监测数据的关联维数分析,证明了该列车在四种不同标准状态下的工况具有明显不同的关联维数特征。因此,按照关联维数的大小,就可诊断出列车可能出现的故障。研究结果表明,关联维数分析方法在设备状态监测与故障诊断中,尤其是在非线性系统的故障诊断中显示出其独特的优势,具有较为广阔的应用前景。     

Exact train pathing

Suppose we are given a schedule of train movements over a rail network into which a new train is to be included. The origin and the destination are specified for the new train; it is required that a schedule (including the path) be determined for it so as to minimize the time taken without affecting the schedules for the old trains. In the standard formulations of this single train pathing problem, the time taken by the train to traverse any block (track segment guarded by a signal) in the network is deemed to be a fixed number, independent of how the train arrived onto that block. In other words, the standard formulations of train pathing do not accurately model the acceleration/deceleration restrictions on trains. In this paper we give an algorithm to solve the single train pathing problem, while taking into account the maximum allowed acceleration and deceleration as well as explicitly modeling signals. For trains having ‘large’ maximum acceleration and deceleration, our algorithm runs in polynomial time. On the other hand, if the train to be pathed is capable of only very small acceleration so that it must take a long time to reach full speed, our algorithm takes exponential time. However, we prove that the pathing problem is NP-complete for small acceleration values, thus justifying the time required by our algorithm. Our algorithm can be used as a subroutine in a heuristic for multiple train pathing. If all trains have large (but possibly different) accelerations this algorithm will run in polynomial time. V. Nagarajan is supported in part by NSF grant CCF-0728841.     

基于STD标准的LFM脉冲信号建模与应用

信号和测试定义(STD)标准是面向信号自动测试工程应用的理论基础,但目前该标准中提供的基本信号模型并不能满足雷达告警设备检测需求。针对此问题,依据标准要求扩展线性调频(LFM)脉冲信号类型,并进行信号仿真。基于MATLAB APP Designer工具设计开发测试信号模型加载和实例创建软件,创建信号实例,并通过矢量信号源模拟产生雷达信号,送至雷达告警接收机前端,进行信号的有效性验证。实验证明,扩展的线性调频脉冲信号模型可以满足实际测试需求,为未来雷达信号标准化建模奠定了良好基础。     

非侵入式车载ATC设备在线检测运维系统方案设计

列车运行控制系统中,车载ATC(Automatic Train Control)设备行车日志里记录着各子系统的整个运行周期的全部信息,分析行车日志是监测车载设备状态和分析系统故障的重要手段。但在实际维护中存在以下问题：1. 设备实际输入输出和传感器电气工作状态信息中隐含大量故障特征信息,而这些信息在既有的车载信号系统中没有有效记录;2.行车日志收集依靠人工,效率低,成本高;3.故障诊断依靠经验,诊断结果具有局限性。在此基础上,本文提出一种非侵入式车载信号设备在线检测运维系统方案,该方案利用非接触式传感器采集信号,行车日志使用车地无线通信网络传输,通过地面服务器大数据分析,以达到对各子系统和关键零部件进行状态监测,并对异常信息进行预警的目的。