基于扭曲长周期光纤光栅的高灵敏度压力传感器

研究了高频CO2激光脉冲写入的长周期光纤光栅在扭曲状态下的横向负载特性.发现扭曲降低了光纤光栅谐振波长横向负载灵敏度的方向相关性,使得这种光栅在各圆周方向上谐振波长对横向负载都不敏感,而谐振峰幅度随横向负载的增加线性减小,且谐振峰幅度的负载灵敏度随扭曲率的增加而提高.在扭曲率为1 .8°mm-1时负载灵敏度可达0 .47 dB/(g.mm-1) ,是自由状态长周期光纤光栅横向负载灵敏度的7倍,最后给出了利用这种扭曲长周期光纤光栅通过强度解调实现压力传感的实验研究结果.

应答器精确安装数据生成与验证方法研究

应答器是城市轨道交通(简称:城轨)信号控制系统的重要设备,对列车停车精度和点式列车控制级别下的移动授权传递起到重要作用。文章分析城轨信号系统设备布置结构和设备属性,借助CAD二次开发技术,给出了一种基于.Net平台的应答器精确安装数据的自动生成方法,提高了数据配置效率。针对数据准确性保障问题,提出了一种基于深度神经网络(DNN,Deep Neural Networks)的模型对应答器精确安装数据进行自动验证。以南昌地铁3号线为例对该模型进行了实验验证,结果表明,应答器精确安装数据的自动生成算法可准确地进行数据生成;采用3层DNN模型,使用ADAM(Adaptive Moment Estimation)优化器,在Batch Size为256,训练集与验证集分割比例为7∶3时,验证模型准确率可达95.45%。

基于FMECA和FTA的轨道电路系统安全性分析

轨道电路作为列车运行控制系统的重要基础设备,其性能直接影响行车安全和运输效率。随着铁路运营速度的不断提高,对轨道电路系统的RAMS要求大大提高,鉴于轨道电路系统的重要地位及其故障频发的现状,对其开展系统地安全性分析十分必要。文章运用安全分析理论与方法对我国高速铁路广泛使用的客运专线ZPW-2000A型轨道电路系统开展安全性分析,通过FFA及FMECA方法确定了系统的顶层隐患,通过FTA方法定性、定量地分析了隐患产生的所有原因及原因组合,运用最小割集概率重要度确定了导致各隐患发生的最主要因素,并计算得到了各顶层隐患的发生概率。本文最后以此为依据对改善系统应用性能提出了相关的意见和建议。

基于RFID技术的无线信息传输系统的设计与研究

在射频识别技术基础上,以单片机和低功耗射频芯片为核心器件,设计了一种液晶显示的无线信息传输系统。侧重从硬件上对无线信息传输系统可靠性和低功耗特性进行了设计,通过MATLAB、Advanced Design System软件实验平台进行了仿真实验,并搭建了实物实验平台,实验结果表明设计实用、可靠。

四旋翼飞行器LQR控制器设计与仿真分析

四旋翼飞行器逐步进入了人们的日常生活领域,因而关于四旋翼飞行器控制算法的研究激发了愈来愈多人的兴趣。本文首先介绍了四旋翼飞行器数学模型的构建,然后运用线性二次型(LQR),设计了相应的飞行控制律,并通过MATLAB仿真论证。

基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模研究

针对列车自动防护(ATP,Automatic Train Protection)系统开发中所存在的问题,提出一种基于领域元模型的车载ATP子系统软件建模方法。分析铁道信号领域内不同列车运行控制系统对车载ATP子系统的共性特征要求,并基于元模型理论构建其领域元模型。提出了基于领域元模型的车载ATP子系统软件开发方法,该方法支持软件模型重用,可以提高车载ATP子系统软件的开发质量和开发效率。

基于SCADE的列控系统车载ATP软件建模研究

列车运行控制系统是保证轨道交通安全、正点、高密度运行的自动化系统,是轨道交通系统的神经中枢。其中,车载ATP设备是列控系统实现列车自动超速防护的重要设备。本文研究了现有列控系统车载ATP子系统的功能、结构以及工作原理,并提出一种车载ATP子系统的基于SCADE的建模方法。利用SCADE对新型车载ATP子系统模型进行详细设计,包括主动防护模块、超速防护模块和测速定位模块,实现了列车运行安全主动防护的功能需求。通过仿真分析证明基于SCADE的建模方法能有效实现车载ATP子系统的超速防护功能,并很好地保证了模型的完整性和安全性。

基于.Net平台的联锁故障实训控制台设计

本文在.Net开放平台上,针对铁路信号职业教育的需求,针对高铁联锁设备设计了一种实训控制台。该控制台采用.Net软件作为上位机开发基础,增强了控制台的通用性;采用PLC设备实现联锁设备与控制台的电路连接。最后通过实物搭建,验证了该控制台设计的可行性。

基于.Net平台的列车追踪模拟系统设计

本文在.Net开放平台上,针对列车追踪过程进行模拟分析,设计了一种可以设置相应故障的列车追踪模拟系统。结合现场实际情况,针对故障率较高的若干种情况进行设计,通过大量训练样本学习,应用深度学习算法,使系统可以自适应于不同的运行场景。

双面曝光长周期光纤光栅偏振相关损耗

研究了采用高频CO2激光脉冲通过单面和双面曝光制作出的长周期光纤光栅(LPFG)的偏振相关损耗特性。单面曝光制作的长周期光纤光栅由于光纤横截面折射率改变不均匀,对入射光偏振态有较强的依赖性,主要表现为偏振相关损耗较大;为了降低偏振相关损耗,在制作长周期光纤光栅的过程中采用双面曝光的方法,以使其横截面折射率调制受高频CO2激光曝光改变均匀。实验数据显示,高频CO2激光脉冲制作的普通单面曝光长周期光纤光栅最大偏振相关损耗高达1.24 dB,而采用双面曝光的相同谐振峰值长周期光纤光栅的偏振相关损耗则可降至0.42 dB。因此,双面曝光制作的长周期光纤光栅能较好地克服入射光偏振态的不良影响,从而满足对偏振敏感的光纤通信和传感系统的应用要求。

基于包层旋转折变型光纤光栅的动态增益均衡器

提出并利用高频CO2激光脉冲在普通单模通信光纤上写出了包层旋转折变型长周期光纤光栅(R-LPFG).在分析R-LPFG波导结构和双折射特性的基础上,对光栅周期数和折变旋转度分别为50和7.2°/周期的R-LPFG进行了实验研究.结果表明,这种类型的光栅可极大地降低其谐振波长对横向负荷不同作用方向所表现出的方向相关性,并且其谐振峰幅度横向负荷灵敏度在任意方向下均高达0.37dB/(g.mm-1),是普通LPFG横向负荷灵敏度的9倍左右.利用R-LPFG的温度线性响应特性和独特的横向负荷特性,设计并实验研究了一种动态增益均衡器,用其平坦掺铒光纤放大器增益谱,在C波段32nm范围内,其平坦度小于±0.5dB,可满足实际环境对通信系统的平坦应用要求.

改进的层次分析法在轨道电路系统风险辨识中的应用

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是1种多标准决策分析方法,能够将人的主观判断做客观描述,并综合专家意见的1种有效决策工具。采用AHP进行评判的过程中容易出现判断矩阵无法满足一致性要求的问题,导致AHP在使用过程中运用效率不高或结果可靠度不高,特别是在系统复杂、决策变量较多的情况下,判断矩阵无法满足一致性要求的问题更为突出。为了简化专家经验获取过程,同时提高构造的判断矩阵一致性,本文提出了改进的层次分析法,并将其应用到高速铁路轨道电路系统风险辨识的权值确定中。