高速鐵路防災安全智能監(jiān)測單元的研究與實現(xiàn)

1、高速鐵路防災安全智能監(jiān)測單元的研究與實現(xiàn)高速鐵路防災安全智能監(jiān)測單元的研究與實現(xiàn) 開題報告的主要內(nèi)容開題報告的主要內(nèi)容擬選課題的可行性分析4擬選課題的背景及研究意義1擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)及存在問題2擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線3 進度安排5參考文獻6一、擬選課題的背景及研究意義一、擬選課題的背景及研究意義 1、背景、背景l(fā) 安全是一切交通運輸方式的先決條件，是鐵路運輸永恒的主題。l 隨著列車運行速度提高，密度加大，高速鐵路遇到的各種危險因素也在增多，如自然災害(強風、暴雨、大雪、地震)、突發(fā)事故(坍方落石、異物侵限)、設備故障等對鐵路安全的影響也不容忽視。一、擬選課題的背景及研究意義一、擬

2、選課題的背景及研究意義2、研究意義、研究意義l 強風、暴雨、大雪、地震等自然災害會威脅高速行駛的列車安全，因此對高速鐵路通過地區(qū)實際可能發(fā)生的災害，建立相應的監(jiān)測、報警系統(tǒng)，并制定各種預防措施，控制列車運行速度，防止事故發(fā)生，是現(xiàn)代化鐵路運輸系統(tǒng)中不可缺少的措施。所以為了提高鐵路運行的安全性，如何組建鐵路安全監(jiān)控系統(tǒng)已成為重要的研究課題。二、二、 擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題國外現(xiàn)狀國外現(xiàn)狀l 日本新干線采用的是綜合防災安全監(jiān)控系統(tǒng)。具體監(jiān)控內(nèi)容如下：地震、長大隧道火災、工作人員進出門的金屬防護柵及專用鑰匙、ID卡 無縫線路溫度監(jiān)控。l 法國地中海高速鐵

3、路其防災安全監(jiān)控系統(tǒng)中心設在馬賽，沿線設置大風、地震、異物侵限和防護開關等安全防災監(jiān)測設備，通過法國國家鐵路(SNCF)的通訊網(wǎng)絡將監(jiān)測點和監(jiān)控中心相連。 國內(nèi)現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀l 目前國內(nèi)鐵路防災系統(tǒng)的現(xiàn)狀是因地區(qū)差異而不同。比如烏魯木齊地區(qū)受風災最為嚴重，其防風子系統(tǒng)就相對完善與成熟；西南地區(qū)的雨量監(jiān)測系統(tǒng)就相對完善。l 新建的客運專線鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)作為保證行車安全的重要設備，陸續(xù)在京津、鄭西、武廣、滬寧、海南東環(huán)等鐵路應用。二、二、 擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題該領域存在的問題該領域存在的問題l 缺乏詳細統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范，各廠家產(chǎn)品紛呈各異；l 已有

4、的防災系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)采集器接口類型多樣，而且只能采集單一的數(shù)據(jù)形式（如只能采集風速或雨量或雪量數(shù)據(jù)），可擴展性差；l 在遠程通信方面，從監(jiān)測點到中心的數(shù)據(jù)傳輸方式多樣，有光纖以太網(wǎng)通信、無線通信等方式，而且性價比較低。 二、二、 擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題擬選課題的國內(nèi)外動態(tài)水平及存在問題擬選課題研究的主要內(nèi)容擬選課題研究的主要內(nèi)容l 本課題要實現(xiàn)的主要功能如下： 1.數(shù)據(jù)采集，開發(fā)基于單片機的數(shù)據(jù)采集模塊，用一塊采集板即可實時地對現(xiàn)場雨量、風速雪量數(shù)據(jù)采集并傳輸。 2.遠程通信，將采集到的數(shù)據(jù)通過總線的方式傳輸?shù)杰囌镜谋O(jiān)控單元，再通過通信專業(yè)的MSTP的雙環(huán)網(wǎng)絡傳輸?shù)街行模瑢崿F(xiàn)數(shù)據(jù)

5、的遠程通信。搭建性價比高、實用性強的鐵路防災監(jiān)控的遠程通信網(wǎng)絡。 三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線 三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線擬選課題研究的主要內(nèi)容擬選課題研究的主要內(nèi)容l 鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)分為三級結(jié)構(gòu)1.現(xiàn)場監(jiān)測設備 主要功能：采集雨量、風速等數(shù)據(jù)并傳輸?shù)杰囌尽?.車站 主要功能：將多個現(xiàn)場監(jiān)測點傳來的數(shù)據(jù)匯總后統(tǒng)一通過通信專業(yè)提供的通道(MSTP)發(fā)送到中心，本地可以暫存數(shù)據(jù)(至少1天)，同時可以給現(xiàn)場監(jiān)測設備遠程供電AC220V。3.中心 主要功能：以圖形、文本并音響方式報警，提供信息查詢、報表輸出

6、和相應的工作預案等功能。三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖擬選課題研究的主要內(nèi)容擬選課題研究的主要內(nèi)容三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線擬選課題研究的主要內(nèi)容擬選課題研究的主要內(nèi)容 l 數(shù)據(jù)采集模塊l 主控系統(tǒng)的處理器采用ATMEL公司生產(chǎn)的單片機AT90CAN128。AT90CAN128通過將8位RISC CPU與在系統(tǒng)自編程Flash融合在一個單芯片上，是一種高效的單片機，可以為很多嵌入式控制應用提供一種極為靈活且成本有效的解決方案。 l 安全監(jiān)控系統(tǒng)傳輸通道由通

7、信專業(yè)提供的MSTP（基于SDH的多業(yè)務傳送平臺）專網(wǎng)構(gòu)成，帶寬不低于2Mbps。三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線三、擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線擬選課題研究的技術(shù)路線擬選課題研究的技術(shù)路線四、擬選課題的可行性分析四、擬選課題的可行性分析l鑒于本課題前期搜集了大量相關資料，并認真 分析了課題的可行性，初步擬定了研究設計方案。 l硬件方面，采用的以AVR單片機為核心的數(shù)據(jù)采集模塊可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理及傳輸，通過其JTAG接口還可以測試PCB，在線編程及片上調(diào)試。l網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)方面，實驗室有必要的實驗設備能夠完成系統(tǒng)的網(wǎng)絡搭建。五、進度安排五、進度安排起止時間起止時間主要內(nèi)容簡述主要內(nèi)容簡述

8、主要工作地點、方式主要工作地點、方式和擬達到目的和擬達到目的2012.10-2013.01 查閱相關的資料和書籍；學校，看資料，對課題加深理論了解。2013.02-2013.06硬件組網(wǎng)及編程實現(xiàn)；實驗室，對硬件進行連接，編寫功能實現(xiàn)的程序。2013.07-2013.12進行測試實驗；實驗室，進行系統(tǒng)功能測試，查找錯誤并修正。2014.01-2014.03 撰寫學位論文；學校，撰寫學位論文。2014.03-2014.06準備相關資料答辯。學校，準備答辯。六、參考文獻六、參考文獻1 朱飛，楊平.AVR單片機C語言開發(fā)入門與典型實例 M.北京:人民郵電出版社,2009.2姚云，趙玉昆.鐵路雨量監(jiān)測

9、系統(tǒng)中的遠程通信J.單片機與嵌入式系統(tǒng)應用，2001(5)3 陳匯遠.客運專線綜合安全防災監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡傳輸J.鐵路計算機應用，2006(8)4 張新芳.高速鐵路、客運專線防災安全監(jiān)控系統(tǒng)設計探討J.鐵道工程學報，2006(2)5 王彤.高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)研究與開發(fā)J.中國鐵路，2009(8)6 陳東云，杜敬倉，任柯燕等 ATmega128單片機原理與開發(fā)指導M 北京：機械工業(yè)出版社，20057 陳天華.面向?qū)ο蟪绦蛟O計與Visual C+6.0教程M.北京:清華大學出版社,2006.8 趙望達.高速鐵路安全監(jiān)控和信息傳輸系統(tǒng)的研究J.中國鐵路，2004(8).9 張翼.關于防災安全監(jiān)控系統(tǒng)設計方案的探討J.鐵路通信信號工程技術(shù)，2009(8)10石耀忠.京津城際軌道交通防災安全監(jiān)控系統(tǒng)簡析J.鐵路通信信號工程技術(shù)，2008(8)11 徐超高速鐵路綜合防災安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究D中國鐵道科學研究院 2010年12 高速鐵路防災安全監(jiān)控系統(tǒng)-公跨鐵立交橋異物侵限監(jiān)測方案運技基礎（2010）739號13 新建時速300-350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定14 TG04/2009鐵路客運專線技術(shù)管理規(guī)定（試行）（300350km/h部分）15 王瑞鐵