基于無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的鋼軌動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測.pdf

1、隨著鐵路速度和運(yùn)載能力的不斷提升，輪軌間的相互作用更加劇烈，列車運(yùn)行安全問題也越發(fā)重要。車輪作用在鋼軌上產(chǎn)生應(yīng)力，通過監(jiān)測鋼軌應(yīng)力可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道與列車的異常，指導(dǎo)鐵路維修。目前，鋼軌應(yīng)力測試系統(tǒng)存在著抗干擾能力差、檢測效率低、人力投入大和不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測等缺點(diǎn)，限制了鋼軌應(yīng)力監(jiān)測的應(yīng)用。近年來，隨著無線通信和智能傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，使鋼軌應(yīng)力的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測成為可能，無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)越來越多地被運(yùn)用到鐵路安全監(jiān)測中。本文基于無線傳感器網(wǎng)

2、絡(luò)與應(yīng)變電測技術(shù)，通過對(duì)無線傳感節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)了鋼軌動(dòng)態(tài)應(yīng)力遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測。具體研究內(nèi)容為:
　　(1)建立了鋼軌有限元模型，利用有限元分析軟件ANSYS仿真分析了不同載荷下鋼軌軌腰處垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)力的分布。同時(shí)，分析了輪軌作用力和輪軌接觸狀態(tài)對(duì)鋼軌垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)力測量結(jié)果的影響，并在鋼軌加載實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上測試了鋼軌垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)變與載荷之間的關(guān)系。
　　(2)分析鋼軌動(dòng)態(tài)應(yīng)力測試方法的局限性，針對(duì)高速鐵路惡劣的應(yīng)用環(huán)境，分別對(duì)無線

3、傳感節(jié)點(diǎn)的硬件和軟件作了相應(yīng)改進(jìn)。硬件是上利用加速度節(jié)點(diǎn)檢測列車經(jīng)過時(shí)的加速度，并觸發(fā)輪軌力采集節(jié)點(diǎn)工作，提高了鋼軌動(dòng)態(tài)應(yīng)變數(shù)據(jù)的完整性。軟件上改進(jìn)了節(jié)點(diǎn)授時(shí)機(jī)制，增加了節(jié)點(diǎn)引導(dǎo)程序的遠(yuǎn)程升級(jí)。
　　(3)將改進(jìn)后的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)用在高速鐵路運(yùn)營線上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)運(yùn)營線鋼軌垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)力的實(shí)時(shí)監(jiān)測。分析鋼軌垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)基線漂移的原因，采用小波分析方法分離動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)中不同分量，得到了去除低頻干擾后的鋼軌垂向動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)，為研究