基于角域同步平均的高速列车车轮多边形检测方法

车轮多边形普遍存在于铁路车辆上,尤其是在高速情况下会对车辆和轨道产生强烈的周期性激励,影响车辆运行安全和乘客舒适性,因此研究车轮多边形的检测方法具有重要意义。采用轴箱垂向振动加速度信号作为检测数据,提出一种基于角域同步平均的高速列车车轮多边形检测方法。首先,结合一致相关系数,从滤波后的原始信号中提取相对稳定的短时时域信号。其次,将时域信号重采样到角域,再利用角域同步平均对角域信号进行去噪,得到特征向量。最后,根据特征向量计算反映车轮多边形状态的粗糙度水平和多边形阶次这两个参数,完成车轮多边形的准确估计。仿真分析和实例验证表明:该方法可以有效增强同步分量,去除速度因素以及轨道不平顺等偶然干扰因素的影响,完成高速列车车轮多边形的检测。

一种列车制动信号无线传输通讯系统设计

在铁路运输趋于高速和重载的背景下,重载列车传统空气制动系统仅能适用于单元式重载列车,并且后期维护相对不便,且在制动时会带来过大的车钩纵向力,影响行车安全,因此具有高带宽、低延迟、维护便捷等优点的无线制动系统应运而生。为了解决上述问题,立足于制动系统制动信号的无线传输,基于嵌入式技术设计了一套制动信号无线传输通讯系统。硬件方面,以STC8H8K64U作为主控芯片完成通讯系统的原理图设计,主要包括电源模块、CAN(Controller Area Network,控制器局域网)网络模块、GPRS(General Packet Radio Service,通用分组无线服务技术)模块、无线网络LoRa(Long Range Radio,远距离无线电)模块等,并且对硬件进行抗干扰处理。软件方面,完成STC8的外设驱动程序设计、LoRa无线网络模块的程序设计以及装置与系统之间通讯协议的自定义。基于以上设计,完成通讯系统的调试与测试工作,对无线网络模块LoRa的通讯距离进行测试,通过建立动力学模型和线路试验来对比使用传统空气制动方案制动与使用制动信号无线传输通讯系统制动方案下的制动波速以及车钩纵向力。测试和试验结果表明:系统各模块功能正常,能有效完成与车辆控制装置和远程控制平台之间的数据交互;有行人、树木、建筑等遮挡物时,无线网络模块LoRa的通讯距离为400 m;使用制动信号无线传输通讯系统在列车制动时可有效提升制动波速,减小车钩纵向力。研究结果可为重载列车的制动系统设计提供参考。

基于RS485和RS232的机车总线控制器设计

随着现代机车运行速度和运载能力的提高,为了保证机车的安全运行,需要准确采集机车运行的各种参数来进行数据的监控、管理和机车控制,此外也可以为故障诊断提供数据支持,因此需要开发一套可以准确、高速传输数据的大容量机车总线控制系统;设计了基于RS485和RS232的机车总线控制器,详细阐述了以STC8G2K64S4芯片为核心的主控模块、电平转换模块、时钟模块、电源模块和LED指示灯模块的硬件设计以及相互之间的软件逻辑控制和所用通信协议,通过4个串口实现程序的下载以及数据的交换;主要交换参数包括电压、电流、总有功功率、频率等这些机车运行数据;测试结果表明该机车总线控制器可以高速、准确、及时地传输各个设备生成或采集到的数据,为后续的数据分析提供了支持。