車輛安全防范、預(yù)警系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、安全是鐵路永恒的主題。列車運(yùn)行安全事故集中體現(xiàn)在輻板孔車輪崩裂、卸荷槽車軸冷切、軸承熱切軸事故。其中最典型的事故有軸承熱切軸事故。目前國內(nèi)外采用的比較先進(jìn)的“5T”系統(tǒng)就是針對(duì)以上故障問題而開發(fā)設(shè)計(jì)的防范、預(yù)警智能系統(tǒng)?！?T”系統(tǒng)即：紅外線軸溫探測系統(tǒng)(簡稱THDS)，貨車運(yùn)行狀態(tài)地面安全監(jiān)測系統(tǒng)(簡稱TPDS)，貨車滾動(dòng)軸承早期故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)(簡稱TADS)，貨車運(yùn)行故障動(dòng)態(tài)圖像檢測系統(tǒng)(簡稱TFDS)，運(yùn)行客車安全監(jiān)控系統(tǒng)(

2、簡稱TCDS)。
　　該系統(tǒng)采用先進(jìn)的檢測技術(shù)手段，充分利用網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化技術(shù)，構(gòu)筑了一個(gè)防范措施直接有效、設(shè)備布局點(diǎn)線成網(wǎng)、數(shù)據(jù)共享上下交錯(cuò)、監(jiān)測跟蹤全程覆蓋的鐵路貨車安全防范體系，實(shí)現(xiàn)了地面設(shè)備對(duì)運(yùn)行列車的動(dòng)態(tài)監(jiān)測、遠(yuǎn)程診斷、數(shù)據(jù)集中、聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，使鐵路安全防范由人控轉(zhuǎn)向機(jī)控，由傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向現(xiàn)代，由粗放管理轉(zhuǎn)向集約管理的歷史性巨大轉(zhuǎn)變，同時(shí)還為鐵路貨車制造和維修提供了大量數(shù)據(jù)信息，從而提高了貨車整體質(zhì)量及維修效率。
　

3、　本文通過對(duì)鐵路安全形勢進(jìn)行分析，并且深入探討了現(xiàn)行運(yùn)用管理中存在的問題，認(rèn)真地對(duì)車輛安全防范、預(yù)警“5T”系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了學(xué)習(xí)與使用，參與了昆明鐵路局“5T”防范、預(yù)警系統(tǒng)建設(shè)，旨在了解“5T”系統(tǒng)的原理與功能，進(jìn)一步完善防范、預(yù)警系統(tǒng)功能及運(yùn)用管理制度，充分發(fā)揮在高速化鐵路發(fā)展過程中保安全、保運(yùn)輸?shù)淖饔谩?br>　　其次，本文基于對(duì)“5T”防范、預(yù)警系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，以軸承為對(duì)象，安裝傳感器采集卡，搭建軸承檢測試驗(yàn)臺(tái)，模擬列車軸承磨損

4、狀況，采集不同工況下的數(shù)據(jù)，在時(shí)域、頻域及時(shí)頻域進(jìn)行特征值抽取，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)模式識(shí)別。在時(shí)域，抽取了時(shí)域信號(hào)的峰值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、翹度系數(shù)等特征；在頻域，通過傅里葉變換，抽取重心頻率FC、均方頻率MSF、均方根頻率RMSF、頻率方差VF、頻率標(biāo)準(zhǔn)差RVF；窗口fourier變換對(duì)信號(hào)的頻帶劃分是線性等間隔的。多分辨分析能對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效地時(shí)頻分解，但由于尺度是按二進(jìn)制進(jìn)行變換的，所以在高頻段其頻率分辨率較差，而且在低頻段其時(shí)間分辨率較差。實(shí)際

5、工程問題中，為了更為精細(xì)的分解信號(hào)，對(duì)信號(hào)的高頻部分進(jìn)行進(jìn)一步的小波分解是必要的，因此在時(shí)頻域特征抽取過程中，采用了現(xiàn)在信號(hào)分析過程中比較常用小波包分析方法，得到不同時(shí)頻空間中的特征值。最后運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))進(jìn)行不同狀態(tài)的模式識(shí)別，進(jìn)而有效地確定出當(dāng)前軸承所處的運(yùn)行狀態(tài)。
　　最后，以獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、經(jīng)過分析得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及研究經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合“5T”防范、預(yù)警系統(tǒng)的具體執(zhí)行操作過程，用理論知識(shí)指導(dǎo)具體的實(shí)踐操作，