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高速铁路地震监测预警系统信号接口单元设计与应用
| 论文题名： | 高速铁路地震监测预警系统信号接口单元设计与应用 |
| 关键词： | 高速铁路;地震监测;信号接口单元;预警系统;接口设计 |
| 摘要： | 目前我国高铁运营里程超过2万公里，位居世界第一，形成了覆盖我国主要人口集中地区的“四纵四横”铁路网络。同时，我国是世界上地震活动最强烈和地震灾害最严重的国家之一。地震常常对铁路的路基、轨道、桥梁等造成不同程度的冲击，影响列车正常运行，危害旅客的生命财产安全。我国的5大地震带与密集的高速铁路网相重合导致高速铁路的运行存在严重的安全隐患。因此，我国高速铁路急需一套完整的地震监测预警系统，能在地震危害影响前，快速的实现对行驶中列车的地震紧急处置。 本文通过论述国内外铁路地震预警系统的发展历程和应用现状，借鉴国外已有的、先进的高速铁路地震紧急处置技术，提出了一套符合我国国情的高速铁路地震监测预警信号接口单元设计方案。主要内容包括： 1、依据《高速铁路地震监测预警暂行技术要求》完成了对地震监测预警系统信号接口单元的功能设计、与相关系统的接口设计、RAMS设计，并通过详细的可靠性分析对比，确定信号接口单元采用双机热备的并联模型设计。 2、通过对比较工控机和嵌入式开发架构的优缺点，给出信号接口单元的硬件设计方案采用易于扩展和灵活配置的工控机方式进行设计，功能模块主要包括网络接口模块、处理模块、输入输出接口模块、逻辑控制模块、电源模块以及继电器和防雷单元。 3、信号接口单元的软件设计采用具有跨平台特性的Java语言实现，采用分层设计模式，完成了信号接口单元的操作界面设计、以及与地震监测台站、路局中心系统、信号系统的通信接口设计。 4、通过对地震预警继电器特性的分析和继电器电路的优化，将地震预警继电器的动作时间由原来的200ms减少到100ms，降低了信号接口单元的处理时间，提高了高速铁路地震监测预警系统紧急处置效率，为震区高速铁路争取到更多反应时间。 通过在大西线搭建高速铁路地震监测预警系统的试验环境，并构建信号接口单元与地震监测单元、路局中心系统和信号系统通信接口，模拟地震预警信息的发送，测试信号接口单元传输处置命令的实时性。试验表明，本文所设计信号接口单元的功能和性能均满足《高速铁路地震监测预警暂行技术要求》的要求。 |
| 作者： | 胡兆冰 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 刘志明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国铁道科学研究院 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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