車載式軌道狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設計.pdf

1、伴隨著軌道機車的廣泛應用和持續(xù)提速，軌道是否平順是確保行車的安全性、舒適性和可靠性的關鍵。傳統(tǒng)的軌道“保養(yǎng)”方式主要是通過軌檢車定期檢查，然后根據檢測狀況進行故障檢修。
　　隨著信息技術和大數據時代的到來，本文提出設計一個車載式軌道狀態(tài)檢測系統(tǒng)（簡稱OB-TSM System），安裝到軌道機車中，通過檢測機車運行過程中前向、橫向和垂直三個方向的加速度，并將模式分類算法嵌入系統(tǒng)內部，來綜合評判軌面的平順狀況。
　　本文圍繞系統(tǒng)

2、的硬件、軟件和診斷算法三部分的設計展開了論述。系統(tǒng)的硬件是以具有ARM CortexTM-A8內核的S5PV210處理器作為系統(tǒng)的中央處理單元，以加速度傳感器 MMA7455作為數據采集模塊，其他模塊則沿用了 OK210開發(fā)板的出廠設計。系統(tǒng)的軟件是以Linux作為主操作系統(tǒng)，利用Qt圖形用戶接口設計人機交互界面，并在 Linux系統(tǒng)下完成了設備驅動的設計和故障診斷、故障評估等算法的實現。其中，診斷算法通過Linux系統(tǒng)下的C/C++實

3、現，先對時域信號進行特征向量的提取，然后用改進的BP神經網絡對特征向量進行狀態(tài)分類，并引入故障評估的方法，綜合多個測點的神經網絡，計算發(fā)生故障的概率。
　　本文最后提出了針對于特定機車構建特定的神經網絡并集成在系統(tǒng)軟件中的試驗方案。通過平順和不平順兩種狀態(tài)的數據對系統(tǒng)進行測試，結果表明，在嵌入式系統(tǒng)中自行設計的改進BP神經網絡具有一定的識別能力，并且故障評估算法的測試基本通過，說明該系統(tǒng)在軌道檢測的工程應用中能發(fā)揮重要作用。相比于