铁路轨道参数检测及其数据处理技术研究

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1、中南大学硕士学位论文铁路轨道参数检测及其数据处理技术研究姓名：娄继冰申请学位级别：硕士专业：物理电子学指导教师：孙克辉20070401中南人学硕士学位论文摘要由于我国铁路运输向高速、重载方向发展，必然对轨道结构提出更高的要求，因此加强对轨道参数的检测和养护，对铁路现代化建设有着深远的意义。本文运用计算机技术和智能仪器的设计思想，研究开发了一种便携式、高精度的智能轨道参数检测系统。在分析检测系统原理和设计系统硬件电路的基础上。采用分段校准和模式搜索相结合的方法对涡流传感器的工作直线进行拟合，将该传感器

2、的测量线性度从1％提高到0。1％，该方法可以让中等精度的涡流传感器进行高精度的测量，大大降低了系统的设计成本。通过设计数据预处理算法，消除了钢轨焊缝、错牙和侧磨对检测数据精度的影响。为了推算一定弦长的轨向和高低不平顺值，建立J，叠加法、总偏角和坐标旋转三种数学模型，并从检测精度和应用背景两方面对模型进行了比较。根据轨道线性变化规律，建立了轨向和高低理论值的计算数学模型，推导出了轨道各点不平顺偏差值的计算公式。在捣固车的拨道应用方面，提出了利用检测系统偏差值修正其残留偏差的方法。在线路评估中，为了利用

3、轨道不平顺检测数据，分析了利用功率谱密度描述轨道不平顺统计特性的线路质量评估方法，采用改进的周期图估计法对检测系统的不平顺数据样本进行了功率谱分析，由谱图可以直观地看出轨道不平顺幅值和波长的分布规律。利用串口通信技术、多线程程序设计技术以及COM技术，开发了检测系统的数据分析处理软件，解决了数据读取速度慢和屏幕闪烁等关键问题。试验结果表明该系统测量精度高、鼋复性好，完全可以满足现场测量要求。关键词轨道参数，智能检测，传感器，数据处理中南大学硕士学位论文ABSTRACTWiththedevelopme

4、ntofChinesehigh·-speedandheavy--haulrailwaytransportation，thetrackstructureismoreimportant．Reinforcingtrackparameterdetectionhasfar-reachingsignificancetothemodernizationofrailwayconstruction．Inthispaper，basedoncomputertechnologiesanddesignprincipleofi

5、ntelligentinstruments，aportableintelligenttrackparameterdetectionsystemwithhighprecisionisdesigned．Basedontheanalysisofsystemprincipleandthedesignofthehardwarecircuits，thepaRemsearchmethodcombinedwiththesegmentcalibrationisappliedtofitaworkinglineforab

6、acksetsensor,whichimprovessensornon-linearityfrom1％toO．1％．Therefore．ahigh—accuracymeasurementiscarriedoutwithmediumprecisionsensors，whichcarlreducegreatlythecostofsystemdesign．Bythedatapreprocessingalgorithms，theeffectsofrailwayweldingline，staggerteeth

7、andabrasiontodetectionprecisioncanbeeliminated．Tocalculateacertainchordoftracksmoothandroughvalue，thesuperposition，totalanglerotationandcoordinaterotationmathematicalmodelsaresetup，andthemodelsarecomparedfromtheaspectsofdetectionprecisionandtheapplicat

8、ionbackground．Basedonthelawoftracklinearvariety，themathematicalmodeloftherailwaytheoreticalvalueiSestablished．andtheformulaofthetrackdeviationvalueiSderived．Intheapplicationofthetampvehicletrack·dialing，theapproachofusingsystemdevimiont