基于匹配光柵的軌道交通計軸系統(tǒng)研究.pdf

1、基于匹配光柵的軌道交通計軸系統(tǒng)主要用作列車定位。利用光纖光柵(FBG)的傳感原理,依據(jù)匹配光柵檢測應(yīng)變的原理和列車載荷作用下鐵軌應(yīng)變分析,對鐵軌粘貼光柵的區(qū)域的應(yīng)力進(jìn)行檢測,對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析后就可以完成列車占用和區(qū)間空閑的檢測。將計軸設(shè)備應(yīng)用于鐵路信號系統(tǒng),其目的也是為了提高行車安全技術(shù)水平和提高鐵路運輸效率。
　　 本文從理論分析與實驗驗證兩方面對基于匹配光柵的軌道交通計軸系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,介紹了匹配光柵檢測應(yīng)變的

2、理論知識,結(jié)合列車載荷作用下鐵軌應(yīng)變分析設(shè)計出一種檢測鐵軌局部軸向應(yīng)變的光纖光柵軌道傳感器方案,同時,對軌道交通計軸系統(tǒng)的原理進(jìn)行了說明。其次,針對匹配光柵的解調(diào)是一種強度解調(diào),給出了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計的整體架構(gòu)；為了方便系統(tǒng)設(shè)備的維護(hù)和升級,在此將系統(tǒng)硬件設(shè)計成主機板卡、從機板卡和母板卡三部分,每個板卡上都有一個ARM微處理器芯片LPC1768,系統(tǒng)電路的每個模塊中都增加有電路保護(hù)的功能,主從機板卡之間通過I2C總線進(jìn)行通信,主機卡將

3、接收到的四路從機卡信息再傳給上位機。最后,使用KeiluVision3開發(fā)工具實現(xiàn)了下位機程序的編寫。軟件的設(shè)計均采用模塊化的方法,這樣的設(shè)計有利于軟件代碼的調(diào)試、維護(hù)和升級。
　　 所取得的研究結(jié)果如下:經(jīng)過列車載荷模擬實驗,解調(diào)系統(tǒng)設(shè)備(下位機)可以接收到布設(shè)有光纖光柵傳感器的鐵軌應(yīng)變信息,下位機的主機卡處理后的數(shù)據(jù)結(jié)果通過工業(yè)以太網(wǎng)傳給上位機,通過上位機繪圖界面(C＃編寫)就可得出鐵軌載荷作用下的周期性的應(yīng)變曲線,此曲線與