高速鐵路防災(zāi)安全智能監(jiān)測(cè)單元的研究與實(shí)現(xiàn)

1、高速鐵路防災(zāi)安全智能監(jiān)測(cè)單元的研究與實(shí)現(xiàn)高速鐵路防災(zāi)安全智能監(jiān)測(cè)單元的研究與實(shí)現(xiàn) 開(kāi)題報(bào)告的主要內(nèi)容開(kāi)題報(bào)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(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)及存在問(wèn)題2擬選課題研究的主要內(nèi)容、技術(shù)路線3 進(jìn)度安排5參考文獻(xiàn)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(yùn)輸方式的先決條件，是鐵路運(yùn)輸永恒的主題。l 隨著列車(chē)運(yùn)行速度提高，密度加大，高速鐵路遇到的各種危險(xiǎn)因素也在增多，如自然災(zāi)害(強(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、地震)、突發(fā)事故(坍方落石、異物侵限)、設(shè)備故障等對(duì)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(qiáng)風(fēng)、暴雨、大雪、地震等自然災(zāi)害會(huì)威脅高速行駛的列車(chē)安全，因此對(duì)高速鐵路通過(guò)地區(qū)實(shí)際可能發(fā)生的災(zāi)害，建立相應(yīng)的監(jiān)測(cè)、報(bào)警系統(tǒng)，并制定各種預(yù)防措施，控制列車(chē)運(yùn)行速度，防止事故發(fā)生，是現(xiàn)代化鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)中不可缺少的措施。所以為了提高鐵路運(yùn)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(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)題擬選課題的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)題國(guó)外現(xiàn)狀國(guó)外現(xiàn)狀l 日本新干線采用的是綜合防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)。具體監(jiān)控內(nèi)容如下：地震、長(zhǎng)大隧道火災(zāi)、工作人員進(jìn)出門(mén)的金屬防護(hù)柵及專(zhuān)用鑰匙、ID卡 無(wú)縫線路溫度監(jiān)控。l 法國(guó)地中海高速鐵

3、路其防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)中心設(shè)在馬賽，沿線設(shè)置大風(fēng)、地震、異物侵限和防護(hù)開(kāi)關(guān)等安全防災(zāi)監(jiān)測(cè)設(shè)備，通過(guò)法國(guó)國(guó)家鐵路(SNCF)的通訊網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)點(diǎn)和監(jiān)控中心相連。 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀l 目前國(guó)內(nèi)鐵路防災(zāi)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(fēng)災(zāi)最為嚴(yán)重，其防風(fēng)子系統(tǒng)就相對(duì)完善與成熟；西南地區(qū)的雨量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就相對(duì)完善。l 新建的客運(yùn)專(zhuān)線鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)作為保證行車(chē)安全的重要設(shè)備，陸續(xù)在京津、鄭西、武廣、滬寧、海南東環(huán)等鐵路應(yīng)用。二、二、 擬選課題的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)題擬選課題的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)題該領(lǐng)域存在的問(wèn)題該領(lǐng)域存在的問(wèn)題l 缺乏詳細(xì)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(zāi)系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)采集器接口類(lèi)型多樣，而且只能采集單一的數(shù)據(jù)形式（如只能采集風(fēng)速或雨量或雪量數(shù)據(jù)），可擴(kuò)展性差；l 在遠(yuǎn)程通信方面，從監(jiān)測(cè)點(diǎn)到中心的數(shù)據(jù)傳輸方式多樣，有光纖以太網(wǎng)通信、無(wú)線通信等方式，而且性?xún)r(jià)比較低。 二、二、 擬選課題的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)題擬選課題的國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)水平及存在問(wèn)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(shí)現(xiàn)的主要功能如下： 1.數(shù)據(jù)采集，開(kāi)發(fā)基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集模塊，用一塊采集板即可實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)雨量、風(fēng)速雪量數(shù)據(jù)采集并傳輸。 2.遠(yuǎn)程通信，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)總線的方式傳輸?shù)杰?chē)站的監(jiān)控單元，再通過(guò)通信專(zhuān)業(yè)的MSTP的雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街行?，?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)

5、的遠(yuǎn)程通信。搭建性?xún)r(jià)比高、實(shí)用性強(qiáng)的鐵路防災(zāi)監(jiān)控的遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。 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(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)分為三級(jí)結(jié)構(gòu)1.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備 主要功能：采集雨量、風(fēng)速等數(shù)據(jù)并傳輸?shù)杰?chē)站。2.車(chē)站 主要功能：將多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)傳來(lái)的數(shù)據(jù)匯總后統(tǒng)一通過(guò)通信專(zhuān)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(shí)可以給現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程供電AC220V。3.中心 主要功能：以圖形、文本并音響方式報(bào)警，提供信息查詢(xún)、報(bào)表輸出

6、和相應(yīng)的工作預(yù)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(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖鐵路防災(zāi)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(jī)AT90CAN128。AT90CAN128通過(guò)將8位RISC CPU與在系統(tǒng)自編程Flash融合在一個(gè)單芯片上，是一種高效的單片機(jī)，可以為很多嵌入式控制應(yīng)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(zhuān)業(yè)提供的MSTP（基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）專(zhuān)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(guān)資料，并認(rèn)真 分析了課題的可行性，初步擬定了研究設(shè)計(jì)方案。 l硬件方面，采用的以AVR單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集模塊可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集、處理及傳輸，通過(guò)其JTAG接口還可以測(cè)試PCB，在線編程及片上調(diào)試。l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)方面，實(shí)驗(yàn)室有必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠完成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)搭建。五、進(jìn)度安排五、進(jìn)度安排起止時(shí)間起止時(shí)間主要內(nèi)容簡(jiǎn)述主要內(nèi)容簡(jiǎn)述

8、主要工作地點(diǎn)、方式主要工作地點(diǎn)、方式和擬達(dá)到目的和擬達(dá)到目的2012.10-2013.01 查閱相關(guān)的資料和書(shū)籍；學(xué)校，看資料，對(duì)課題加深理論了解。2013.02-2013.06硬件組網(wǎng)及編程實(shí)現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)室，對(duì)硬件進(jìn)行連接，編寫(xiě)功能實(shí)現(xiàn)的程序。2013.07-2013.12進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行系統(tǒng)功能測(cè)試，查找錯(cuò)誤并修正。2014.01-2014.03 撰寫(xiě)學(xué)位論文；學(xué)校，撰寫(xiě)學(xué)位論文。2014.03-2014.06準(zhǔn)備相關(guān)資料答辯。學(xué)校，準(zhǔn)備答辯。六、參考文獻(xiàn)六、參考文獻(xiàn)1 朱飛，楊平.AVR單片機(jī)C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)入門(mén)與典型實(shí)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(cè)

9、系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程通信J.單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2001(5)3 陳匯遠(yuǎn).客運(yùn)專(zhuān)線綜合安全防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸J.鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2006(8)4 張新芳.高速鐵路、客運(yùn)專(zhuān)線防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討J.鐵道工程學(xué)報(bào)，2006(2)5 王彤.高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)J.中國(guó)鐵路，2009(8)6 陳東云，杜敬倉(cāng)，任柯燕等 ATmega128單片機(jī)原理與開(kāi)發(fā)指導(dǎo)M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20057 陳天華.面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與Visual C+6.0教程M.北京:清華大學(xué)出版社,2006.8 趙望達(dá).高速鐵路安全監(jiān)控和信息傳輸系統(tǒng)的研究J.中國(guó)鐵路，2004(8).9 張翼.關(guān)于防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的探討J.鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2009(8)10石耀忠.京津城際軌道交通防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)析J.鐵路通信信號(hào)工程技術(shù)，2008(8)11 徐超高速鐵路綜合防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究D中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2010年12 高速鐵路防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)-公跨鐵立交橋異物侵限監(jiān)測(cè)方案運(yùn)技基礎(chǔ)（2010）739號(hào)13 新建時(shí)速300-350公里客運(yùn)專(zhuān)線鐵路設(shè)計(jì)暫行規(guī)定14 TG04/2009鐵路客運(yùn)專(zhuān)線技術(shù)管理規(guī)定（試行）（300350km/h部分）15 王瑞鐵