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原文传递列车障碍物检测方法的研究

论文题名：	列车障碍物检测方法的研究
关键词：	城市轨道交通;安全运营;障碍物检测系统;脱轨检测系统;模块设计
摘要：	随着我国经济的蓬勃发展以及城市化进程的不断加快，城市轨道交通凭借其运输能力强、间隔时间短和环保无污染的优点，在我国公共交通事业中发挥着愈发重要的作用。在客运量大幅上升的同时，对城市轨道交通运营安全性的要求也越来越高，由于轨道障碍物的危害性极大，因此障碍物检测的相关研究已经成为轨道交通领域内的热点。本论文研究了国内外列车障碍物检测的方案和相关技术，结合城市轨道交通的特点，提出了一种接触式障碍物检测方法，在此基础上设计并研制了一套适用于无人驾驶地铁列车的新型障碍物及脱轨检测系统。　　论文首先制定了整个系统的方案设计，对系统的结构组成和工作原理作了说明，详细介绍了机械检测装置传感器的选型和优化设计;主控制机箱的设计以故障导向安全为基本原则，采用CPLD和ARM的双控制核心，确定了带有故障记录单元的双机并联冗余电气结构，并采用FMEA和FTA法对系统可靠性进行了评估。　　本文分硬件和软件两部分详细介绍了障碍物及脱轨检测系统的设计过程。硬件部分主要包括电源隔离转换电路设计、信号调理电路设计、CPLD芯片EPM2576和ARM单片机STM32的外围电路设计、数据存储电路设计、RS-232通讯接门电路设计和继电器驱动电路设计;软件部分主要包括逻辑控制单元CPLD和故障记录单元ARM的程序设计，并且使用软件对逻辑控制部分进行了仿真，初步验证了程序的功能。　　此外，本文还对障碍物及脱轨检测系统进行了试验，设计了静态和动态试验，分别模拟列车运行过程中脱轨和与障碍物碰撞两种状况，用以验证系统的基本功能。试验结果表明，本文设计并研制的障碍物及脱轨检测系统满足了设计要求，工作稳定可靠，为今后城市轨道交通中的障碍物检测方案设计提供了参考。
作者：	靳尚宇
专业：	电气工程
导师：	汤钰鹏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文