EGS-1123无砟轨道三维精测小车的研制

论文摘要

2007年4月18日,中国铁路实施了第六次大提速,跨入了铁路准高速时代。但由于既有线客货混跑等现实情况,我国将终结在既有线上再提速,转而关注高速客运专线的建设,因此,客运专线无砟轨道及其检测装置在我国拥有广泛的市场。针对双块式无砟轨道施工工艺的要求,EGS-1123无砟轨道三维精测小车采用了“相对不平顺测量+三维定点测量+三维连续测量”三位一体的全能测量系统构架,改进了GJY系列轨道检查仪的相对测量功能,研究了轨道三维坐标自动测量方法,独创了配套用全站仪的兼容性设计模式,使轨道三维精测技术达到国外先进水平。本文详细介绍了轨道三维测量系统方案和三维精测小车下位机软硬件系统的设计,其中等里程间隔采样控制模块用编码器进行双向定距触发,通过预置数实现采样间隔的局部修正或连续修正,里程测量精度达到0.75‰。2007年11月,中国铁路工程总公司组织国内权威专家对包括该设备在内的双块式无砟轨道施工关键设备进行了现场综合测试与试验,并对EGS-1123无砟轨道三维精测小车给予肯定。目前该小车已经在温福客运专线、合武客运专线、武广客运专线正式应用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 铁路高速化与客运专线建设
• 1.1.2 有砟轨道与无砟轨道
• 1.1.3 轨道内部几何状态
• 1.1.4 轨道外部几何状态
• 1.2 轨道三维精测系统
• 1.3 无砟轨道三维精测小车的发展概况
• 1.3.1 国外
• 1.3.2 国内
• 1.4 课题的来源与进展
• 1.5 课题的意义
• 第2章 无砟轨道三维精测小车总体方案
• 2.1 无砟轨道施工工艺分析
• 2.2 EGS-1123精测小车的性能定位
• 2.3 EGS-1123精测小车的总体方案
• 2.3.1 三位一体的全能测量系统构架
• 2.3.2 EGS-1123无砟轨道精调检测小车系统构成
• 2.3.3 系统主要组成部分
• 2.3.4 机械系统
• 2.3.5 电气系统
• 2.3.6 软件系统
• 2.3.7 测量基准数据来源
• 2.3.8 EGS-1123精测小车的三维坐标测量系统
• 2.3.9 相对不平顺测量方式的实现
• 2.4 产品技术定位
• 2.4.1 EGS-1123精测小车检测项目
• 2.4.2 EGS-1123精测小车性能指标
• 2.5 本系统解决的主要问题
• 2.6 本人所承担的任务
• 第3章 下位机系统硬件电路的设计
• 3.1 等里程间隔采样控制模块设计
• 3.1.1 光栅编码器
• 3.1.2 辨向电路基本方法
• 3.1.3 辨向电路设计
• 3.1.4 细分电路
• 3.1.5 双向计数电路
• 3.1.6 预置数电路
• 3.1.7 判向电路
• 3.1.8 计数方案的制定
• 3.2 通讯模块设计
• 3.2.1 MCU的选型
• 3.2.2 无线通讯模块的使用
• 3.2.3 通讯芯片的选用
• 3.3 CPU模块、电源模块及数据采集模块设计
• 3.3.1 CPU模块
• 3.3.2 电源模块
• 3.3.3 数据采集模块
• 第4章 下位机应用软件的设计
• 4.1 下位机与上位机通讯的实现及通讯协议的制定
• 4.2 下位机与全站仪的通讯
• 4.3 定里程间隔的数据采集
• 第5章 实验结果分析
• 5.1 RYM EGS-1123与LEICA GRP3000的功能比较
• 5.2 RYM EGS-1123与LEICA GRP3000的技术性能比较
• 5.3 EGS-1123精测小车的验收、试验和使用报道
• 5.3.1 “EGS-1123无砟轨道专业精调检测小车”通过验收初评
• 5.3.2 武广客运专线双块式无砟轨道关键设备综合性试验
• 5.3.3 合武项目部购买了EGS-1123无砟轨道专业精调检测小车
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 下位机硬件原理图
• 附录B 下位机硬件PCB图
• 攻读学位期间的研究成果