论文部分内容阅读
高速铁路的高安全性、高平顺性、高可靠性和高耐久性，必须具有优质的维修服务、快速的应急处理能力以及合理的维护成本。因此，首先需及时发现高速铁路基础设施的关键缺陷，规避风险，保证生命安全。第二需实时掌握高速铁路基础设施的状态，以便科学指导维护。高速铁路最为关键的基础设施为钢轨。在深入分析当下中国高速铁路基础设施所处的环境下，围绕高速铁路基础设施监测问题，结合嵌入式计算机技术、自动控制技术以及通信技术，为实现对高速铁路环境温度、钢轨温度，钢轨对轨道板位移、轨道板上拱位移，钢轨应力等信号进行检测采集处理，进行了以下几方面的工作：第一：深入分析当下中国高速铁路基础设施所处的环境，结合高速铁路信号监测的实际需求和现场的条件，对系统的各项参数进行了估算，对系统的整体性进行了研究，并分模块进行了阐述，确定了可实现的技术方案。第二：根据方案设计了一款双探头位移传感器，在位移传感器的理论基础上，探讨了一款以磁测应力的方式测量应力的应力传感器，对传感器进行了设计与理论论述。第三：根据方案设计并实现了一款以STM8L单片机为主控芯片，以SIM900A无线通信模块实现SMS、数据的传输，已有温度传感器以及独自设计的双探头差动位移传感器、应力传感器为数据采集模块的数据采集终端机。结合嵌入式系统低功耗技术，实现了低功耗的远程控制。第四：通过实验室环境下的联合调试和计算机仿真证明，在实验室条件下，本系统能够很好的完成高速铁路钢轨温度、相对位移以及应力等信号的采集、处理及上传。在此过程中，系统运行持续稳定，拥有高的可靠性、耐久性。通过模拟高铁环境下的测试，实现的高铁钢轨位移、温度、应力远程监测装置，能够实现对高铁环境温度、钢轨温度，钢轨对轨道板位移、轨道板上拱位移，钢轨应力等进行检测，并能够准确无误的把数据传回，实现了对高铁的钢轨状态的安全、实时、有效的监测，对我国铁路的发展有很深远的意义，对国家政治、军事方面的影响也非常巨大。