列車完整性組合監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、列車完整性對列車的行車安全和財產(chǎn)保障具有重大意義。隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，一些先進(jìn)的技術(shù)也逐步應(yīng)用到鐵路運(yùn)輸當(dāng)中。但是如何利用車載設(shè)備進(jìn)行列車完整性檢查在規(guī)模龐大的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)上尚無應(yīng)用實(shí)例，所以研究一種新型的列車完整性檢查方法具有重要的理論價值和實(shí)際意義。
　　本文通過對列車運(yùn)動特性的分析，提出了一種基于GPS、GPRS、INS組合的監(jiān)控系統(tǒng)對列車完整性進(jìn)行監(jiān)測。提出這種設(shè)計(jì)的依據(jù)是:首先，列車作為一個整體，車頭車位

2、的距離是可知的，我們通過對車頭車尾跟蹤定位，實(shí)時計(jì)算出車頭車尾的距離并以此判斷列車是否完整。另外，列車在運(yùn)行時作為一個完整的剛體，它的首尾應(yīng)具有相同的加速度，如若列車發(fā)生甩尾，那么列車尾部的加速度就成為一個反向遞減的加速度。我們可以通過采樣并比較車頭車尾的加速度值來判斷列車是否甩尾。基于以上的應(yīng)用需求，本論文主要解決以下幾個問題:如何知道車頭車尾的實(shí)時距離，如何實(shí)現(xiàn)車頭車尾的定位，如何實(shí)現(xiàn)車頭車尾高效可靠價格低廉的數(shù)據(jù)傳輸，在GPS信號

3、盲區(qū)系統(tǒng)該如何監(jiān)測，INS的定位數(shù)據(jù)是否可靠，GPS與INS在系統(tǒng)中的關(guān)系是什么？帶著對以上問題的思考和解決，本文設(shè)計(jì)了如下系統(tǒng):以ARM作為中央微處理器的監(jiān)控終端，由ADXL345，ITG3200傳感器實(shí)現(xiàn)加速度、角速度的信息采集。用GPS模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時定位，當(dāng)遇到信號盲區(qū)，采用ADXL345和ITG3200的組合實(shí)現(xiàn)INS慣性導(dǎo)航。GPS和INS都是依靠定位計(jì)算出車長從而實(shí)現(xiàn)完整性監(jiān)控的，與此同時INS慣導(dǎo)系統(tǒng)中實(shí)時采集加速度傳感器獲

4、得的加速度值也能夠判斷列車完整性。綜上所述在這個系統(tǒng)中有兩條監(jiān)測主線，一條是GPS/INS，一條是加速度計(jì)，同時這兩條主線又由于加速度計(jì)這個公共器件而互為補(bǔ)充，互相依賴，這樣系統(tǒng)既降低了成本，又提高了監(jiān)測效率。在本系統(tǒng)中采用GPRS無線通信為這兩條主線的實(shí)現(xiàn)提供信息傳輸通道，同時系統(tǒng)還帶有LCD液晶顯示屏實(shí)時顯示經(jīng)緯度，通過LED顯示各個模塊的工作狀態(tài)便于系統(tǒng)的調(diào)試和監(jiān)測。完成了系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試后，本文以INS信息為研究對象，進(jìn)