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高速铁路防灾安全智能监测单元的研究与实现
| 论文题名： | 高速铁路防灾安全智能监测单元的研究与实现 |
| 关键词： | 高速铁路;防灾安全监控系统;智能监测单元;现场可编程逻辑门阵列;数据采集 |
| 摘要： | 高速铁路防灾安全监控系统是对危及铁路行车安全的自然灾害(强风、暴雨、大雪、地震)、突发事故(异物侵限)等进行实时监测,实现监测信息分布式获取、集中管理、综合分析与运用,及时掌握灾害发生动态,并采取相应的行车管制措施,以保证列车安全、高效的运行。高速铁路防灾安全监控系统是高铁综合运营调度系统的子系统,在高速铁路运营的灾害预防方面起着极其重要的作用。 高速铁路防灾安全监控系统主要是由现场信息采集层、车站监控单元层、防灾安全中心和相应的传输网络组成。其中现场监测单元为铁路防灾安全监控系统中实时灾害监测传感器上传数据的首要接收者,是系统中最基础和关键的部分,因此本论文就以高速铁路防灾安全监控系统为背景,主要对系统中信息采集层的智能监测单元进行研究设计,并对光纤局域网进行研究,构建本系统可靠性高的光纤传输网络。 本文首先介绍了高速铁路防灾安全监控系统的总体结构、系统功能及主要监测内容,提出了一种新型智能监测单元,每个智能监测单元都担负着数据的采集、处理、传输等功能;接着,根据系统和智能监测单元的结构及功能需求,采用模块化的设计思想对智能监测单元进行设计,包括基于单片机的多路数据采集模块和基于 FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)的光收发卡模块的设计,用AT90CAN128单片机控制数据的采集,光收发卡模块负责数据的上传和下载,这两个模块的实用性较强,还可应用于其他采集监测系统或传输网络。鉴于光纤通信具有传输距离远、通信容量大、电磁兼容性好、资源丰富等诸多优点,本文采用光纤代替传统电缆作为信息采集监测单元与车站监控单元进行通信的传输介质,而且为提高系统网络传输的可靠性,采用了可靠性高的带自愈功能的光纤双环冗余网络结构。以 HDLC(High Level Data Link Control,高级数据链路控制)通信协议为基础,并结合本设计系统的光纤网络的实际情况,进行通信协议的设计;然后,对智能监测单元进行调试,分析数据采集传输的实时性与正确性。最后,对整篇论文进行总结并展望高速铁路防灾安全监控系统以及光纤通信在此系统中的应用前景。 |
| 作者： | 王爽 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 范多旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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