【摘 要】
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计轴设备用于实时检测轨道区段的状态,其作用等效于轨道电路,通过比较列车驶入或驶出轨道区段计数点时所记录的轴数,以此确定该轨道区段处于占用还是空闲状态。目前我国还在
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计轴设备用于实时检测轨道区段的状态,其作用等效于轨道电路,通过比较列车驶入或驶出轨道区段计数点时所记录的轴数,以此确定该轨道区段处于占用还是空闲状态。目前我国还在广泛使用的轨道电路,受外界因素影响大,存在道床泄漏电阻过低或分路不良等情况,使轨道电路无法正常工作,电务信号联锁失效。这些状况难以适应列车速度和安全性能的进一步提高。而引进的电磁计轴技术也存在外界电磁干扰的问题。光纤光栅传感器具有精确度高、稳定性好、防潮和防电磁干扰等特点,因此被广泛的应用于应力和温度测量工程中。本论文以实际应用需求出发,分析铁路计轴系统的特点及要求,结合光纤光栅的传感特性和计算机技术,设计了分别基于布喇格光栅(FBG)和啁啾光纤光栅(FCG)的列车计轴系统。其原理是将FBG或FCG光栅传感器安装在钢轨底面,车轮通过此段钢轨产生的应变引起FBG的中心波长或FCG的强度发生改变,这个变化的信号经光纤光栅解调仪解调后送回计算机可以得到与每一通过的轮对相对应的计轴脉冲,最后一个个脉冲峰构成一条动态应变曲线。由于通过钢轨的列车情况复杂,其速度、方向、荷载、轮轴状态都会对钢轨的应变产生影响,要准确得到轮轴数,关键是对采集到的动态应变曲线进行处理,采取的主要措施是平滑和寻轮轴峰。平滑是剔除一些随机噪声,寻轮轴峰就是通过软件实现脉冲峰的判断,识别出因轮轴压力而形成的波峰并计数。为了清除对一些异常波形的误判,在分析大量的实测量数据后,找到合适的判定峰的约束条件(包括斜率约束,峰峰值约束,峰宽约束)。实验证明,本系统可以铁路运输干线上稳定可靠的运作。
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