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基于PSD的高速铁路路基冻胀远程监测系统
| 论文题名： | 基于PSD的高速铁路路基冻胀远程监测系统 |
| 关键词： | 高速铁路;路基冻胀检测;PSD定位;光照补偿算法;远程监测系统 |
| 摘要： | 随着我国铁路建设的迅猛发展，高速铁路将覆盖我国大范围的季节性冻土区。路基冻胀是在季节性冻土区修建高速铁路的主要问题，严重地威胁着铁路运行安全。因此，实时远程监测路基冻胀情况，指导及时的养护维修，对保障高速铁路行车安全具有重要意义。 针对观测桩、地温测量等国内外常用路基冻胀检测方法的不足，论文提出了一种基于位置敏感器件(PSD)的高速铁路路基冻胀远程监测系统。系统采用基于ARM的硬件平台，运用PSD光照补偿算法，实现路基冻胀的远程高精度监测。 论文首先通过对PSD的工作原理以及PSD定位精度影响因素的研究，设计了基于激光、棱镜、PSD的微位移光学检测系统，提出了路基冻胀远程监测系统的总体方案。然后设计了基于ARM的PSD信号处理系统，实现了PSD输出信号的调理、AD转换以及存储与传输。开发设计了上位机软件程序，完成数据的获取、存储与路基冻胀情况的实时显示等功能。论文还重点分析了监测环境背景光对PSD检测的影响，提出了PSD的光照补偿算法，极大的提高了系统的测量精度，为判断路基冻胀数据的准确性奠定了基础。最后，为了验证系统在高寒环境下的可靠性和测量精度，论文设计并开展了基于实验室高低温试验箱和室外轨道试验平台的系统温度特性和照度特性实验，实验结果验证了系统方案的可行性。 论文研发的高速铁路路基冻胀远程监测在哈齐客运专线肇东界进行了为期3个月的现场安装应用，系统运行可靠，达到了高铁实际运用要求。通过处理分析实验数据，哈齐线肇东界路基测量点确实存在冻胀情况。 |
| 作者： | 邬成健 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 朱力强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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