【毕业设计】基于应变效应的高铁轨道安全检测系统设计 开题报告

山东科技大学本科毕业设计（论文）开题报告题目基于应变效应的高铁轨道安全检测系统设计学院名称电气与自动化工程学院专业班级自动化2011级1班学生姓名刘冰学号201101100524指导教师程学珍填表时间2015年4月15日填表说明1开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期完成，经指导教师签署意见、相关系主任审查后生效。3学生应按照学校统一设计的电子文档标准格式，用A4纸打印。4参考文献不少于8篇，其中应有适当的外文资料（一般不少于2篇）。5开题报告作为毕业设计（论文）资料，与毕业设计（论文）一同存档。设计（论文）题目基于应变效应的高铁轨道安全检测系统设计工程实际科研项目实验室建设理论研究其它设计（论文）类型（划“”）一、本课题的研究目的和意义交通运输是人类生存和社会发展的重要条件之一。交通运输方式的进步主要体现在提高运输速率上。1964年，世界上第一条高速铁路在日本诞生，开创了铁路高速行车实用化的历史。至今世界各国已形成超过5000KM的高速铁路网。高速铁路在21世纪必将还有更大、更快的发展。高速铁路不仅体现了桥路轨道、机车车辆、牵引供电、通信信号、运输指挥、运营管理等专业技术的最高水平，同时对其安全性提出更高的要求。而作为高速铁路行车基础轨道结构，其管理水平和目标起着关键性的作用。轨道是高速铁路运输的基础，轨道各项指标的好坏直接决定高速列车运行的安全性和平稳性。为保证轨道长期处于良好的平顺状态，必须经常对轨道各项指标进行检查和测量，监测各种轨道病害和伤损部件，建立高铁轨道安全检测系统，并联合相关部门，及时地实施轨道养护维修和设备设施的更新。高铁轨道安全检测系统是监测轨道病害、指导线路维修、保障行车安全的重要系统，也是实现轨道状态现代化管理必不可少的重要条件，良好的高铁轨道安全检测系统，具有检测速度快、测量项目准确、精度高、指导维修方便快捷等特点，对提高线路质量和维修效率、保障列车运行安全有重要作用。二、本课题的主要研究内容（提纲）1绪论课题研究背景国内外发展前景进行了阐述2设计方案确定总体设计方案并对单片机型号，电阻应变式传感器，温度传感器，显示电路进行方案论证3硬件设计对单片机系统，测量电路，LCD1602,报警指示电路，进行硬件设计4软件设计对各个编程部分的任务、组成、流程图和梯形图进行详细介绍，并对编程用软件的安装进行了说明。5总结三、文献综述（国内外研究情况及其发展）1国内高速铁路检测技术国内高速铁路检测技术经过20多年的集成创新研究，已初步形成了国内轨道检测技术体系,从检测系统类型划分为GJ3、GJ4、GJ5三种类型,三种检测设备代表了我国不同时期的轨道检测技术发展水平,截止2008年全路共配备各种类型检测设备37辆，其中,GJ4、GJ5型检测设备已成为我国既有线路轨道状态监控的主要手段,最高检测速度达到200KMPH。20世纪80年代计算机技术和惯性基准测量技术的运用,通过使用组合式元器件,开创了GJ3型轨道几何状态检测系统。首次实现了高低、水平、三角坑、车体垂直和水平加速度项目实时检测,以检测波形和数值超限方式实时输出检测结果。实现了轨道几何超限计算机自动判别的功能,从而结束了长期采用人工判别超限的方式。20世纪90年代,激光、陀螺、自动控制技术和数字滤波等技术的运用,为提高检测设备可靠性,降低GJ3型轨道检测系统分离元器件稳定性差的缺点,积极吸收国外捷联式检测的优点,通过自主创新,成功开发研制了GJ4型轨道几何检测系统,在原有GJ3型检测项目的基础上,新增了轨距、轨向、超高、曲线半径等检测项目。J4型轨道几何检测系统实现了我国轨道检测技术自动化,成为既有提速干线检测的主要手段,目前,基于GJ4型轨道检测系统开发平台研制的地铁自走行检测车已在广州、深圳、南京地铁的线路状态检测工作中使用。2001年通过引进和消化吸收、自主集成创新方式,研制开发了GJ5型轨道几何状态检测系统。该检测系统采用计算机局域网技术、计算机VME总线技术、激光摄像非接触测量技术、惯性技术、数字滤波技术、GPS里程同步定位技术等。该检测系统区别于GJ3、GJ4型检测系统最明显特点是车下检测设备悬挂梁由轴箱转移到了构架,增加了检测梁的安全性能,从而实现了高速运行条件的安全检测功能。截至目前该类型检测设备已成为第六次大提速后干线检测的主力车型。2国外高速铁路检测技术高速铁路发达的国家利用高科技手段,研制开发具有综合性、高精度、高速度、高智能、高可靠性的大型轨道检测设备,检测技术实现了重大飞跃。高速铁路发达国家高速轨道检测技术中检测方式、检测设备可靠性均有较大改善,检测项目更加全面。轨道检测技术通过计算机网络、光纤通信、激光摄像、高速光纤数字陀螺、数字滤波等技术的成功应用,通过对检测设备安装接口方式的独特设计主要指安装方式或悬挂方式改变,为高速铁路轨道状态安全、实时检测与科学管理奠定了基础。四、拟解决的关键问题1基本电路设计测量电路、放大电路数据显示电路，报警指示电路A/D转换电路2测量系统设计采用电阻应变式传感器，温度传感器3系统软件设计单片机驱动硬件程序及控制程序五、研究思路和方法1高铁轨道安全检测系统设计由电阻应变片，测量电路，差动放大电路，A/D转换器，单片机，显示电路等电路组成。其中电阻应变片是重中之重。2电阻应变式传感器是传感器中应用最多的一种，广泛应用于各种新型结构的测量装置。3差动放大电路的作用就是把传感器输出的微弱的模拟信号进行一定倍数的放大，以满足A/D转换器对输入信号电平的要求。4A/D转换的作用是把模拟信号转变成数字信号，进行模数转换，然后把数字信号输送到单片机。5单片机经过一系列数据处理，将数据输送到显示电路中去，最后由显示电路显示出测量结果。六、本课题的进度安排2015392015325认真收集有关资料，完成开题报告2015326201545提出总体方案并进行论证201546201556论文主体设计2015572011526论文撰写，完成初稿20155262015529程序调试和修改论文2015529201567编写设计说明书，准备答辩提纲，进行答辩七、参考文献1熊卫东，周清跃，穆恩生高速铁路钢轨浅析铁道物资科学管理，1991（1）10122蔡庆华等中国铁路技术创新工程M北京中国铁道出版社，200043丁丕功，闵耀兴，黄问盈高速铁路的安全及其系统的构成中国安全科学学报，199554梅丽凤单片机原理及接口技术清华大学出版社200975赵晶PROTE199高级应用人民邮电出版社20006于海生微型计算机控制技术清华大学出版社200347何立民单片机应用技术选编2M北京北京航空航天出版社19938GEORGELEE,KARINANG,EDMONDKWANGDESIGNOFRINGOSCILLATORBASEDVOLTAGECONTROLLEDOSCILLATORPROJECTFINALREPORTR20059TODDCH