近年來,各地的軌道交通已經(jīng)進入網(wǎng)絡(luò)化運營階段,并逐漸改進為無人自動駕駛,大幅度提高了運行效率和降低了人為原因產(chǎn)生的事故。但隨著軌道交通運營設(shè)備數(shù)量和種類的日益增加,使得地鐵設(shè)備開始向智能化管理邁進。地鐵安全管理工作中,如何加強地鐵各個設(shè)備的管理,降低故障率,保證地鐵的安全運營是目前面臨的重要問題。其中,軌道交通的道岔轉(zhuǎn)換設(shè)備負責實現(xiàn)鐵軌的移動和接軌,由于道岔所處環(huán)境造成的道岔誤動作、不動作、不完全動作,很可能會引發(fā)行車事故,因而道岔轉(zhuǎn)轍機缺口、油壓油位、轉(zhuǎn)換阻力等主要技術(shù)指標和狀態(tài)關(guān)乎整體運營效果。本文概括了國內(nèi)外現(xiàn)有道岔監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀,詳細論述道岔檢測系統(tǒng)的技術(shù)研究,從實際需求出發(fā)對軟件進行系統(tǒng)性設(shè)計。并在充分認知物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)代智能傳感器技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,從現(xiàn)場線纜傳輸帶寬受限角度出發(fā),提出基于物聯(lián)網(wǎng)輕量化協(xié)議MQTT的軌道交通道岔安全監(jiān)測系統(tǒng),實現(xiàn)服務(wù)器端與客戶端的設(shè)計與實時數(shù)據(jù)通訊,適應(yīng)軌道交通低帶寬與不穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,有效節(jié)省消息傳輸流量。為保證敏感信息的及時傳送,對預(yù)警信息與環(huán)境數(shù)據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)優(yōu)先級分類并實現(xiàn)動態(tài)時隙分配算法,實現(xiàn)信息的高效傳輸。根據(jù)安全風險等... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學上海市

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

012-2018年全國城市軌道交通運營線路總長度Fig.1.1Totallengthofnationalurbanrailtransitlinesin2012-2018

第2頁上海應(yīng)用技術(shù)大學碩士學位論文障集中以下幾類：計算機軟硬件、車載、計軸、大屏、聯(lián)鎖、道岔和區(qū)域控制器，詳細故障比例如圖1.2所示。地鐵信號系統(tǒng)是一個安全至上的嚴苛系統(tǒng)，系統(tǒng)各個部分都直接影響著列車運行的安全和運營效率[2]。日常一些設(shè)備的故障輕則導致列車的緊急制停，對列車正常運營造成延誤，影響了市民日常的出行，但嚴重的則會導致一系列安全問題。圖1.2信號系統(tǒng)常見故障比例Fig.1.2Proportionofcommonfaultsinsignalsystems在軌旁信號控制設(shè)備中，道岔作為全線段使用非常頻繁的動態(tài)制動設(shè)備，列車頻繁的過車帶來的振動、機械設(shè)備的損傷以及特殊天氣變化的影響[3]，使得道岔的故障率在信號系統(tǒng)中占有不少的比例。由于道岔轉(zhuǎn)換動作不到位，道岔表示電路故障、轉(zhuǎn)轍機連接桿故障以及道岔不能解鎖等一系列問題。1997年4月29日的榮家灣站事件，信號工未登記聯(lián)系就擅自使用二極管封連線，導致12號道岔顯示定位而實際道岔仍處于反位，聯(lián)鎖失效導致追尾造成列車重大事故；2012年5月30日大連有軌電車202路脫軌事故，道岔故障造成車輪掉下軌道導致了有軌電車的脫軌，所幸202路電車是無人區(qū)間車，避免了更嚴重的事故；2018年意大利駛往米蘭的列車由于道岔機械裝置故障造成列車脫軌，導致至少5人死亡，百余人受傷的特大列車運行事故。至今我國多個一線二線城市比如上海、廣州、西安等地出現(xiàn)道岔故障致使列車停運、列車晚點或列車無法折返等情況，作為大都市人們首選出行的公共交通設(shè)施，尤其早高峰的運營事故尤其容易給市民帶來上班遲到的困擾，高密度人群集中在站臺，易造成一系列不安全事件，故道岔設(shè)備狀態(tài)的穩(wěn)定性直接影響列車的通過安全，對列車運輸效率起著至關(guān)重要的作用。目前維修人員日常道岔檢修仍是信號工的主要工作之一，現(xiàn)場巡檢

第8頁上海應(yīng)用技術(shù)大學碩士學位論文圖2.1通信系統(tǒng)模型Figure2.1Communicationsystemmodel從圖2.1中可以了解到，信道是通信系統(tǒng)三大重要組成部分之一，信道的傳輸性能直接影響整個通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。系統(tǒng)傳輸信道一般分為有線與無線兩種，無線信道是指利用電磁波在空氣中實現(xiàn)信號傳輸，如移動電話、廣播與衛(wèi)星通信等；有線信道是指借助明確的媒介進行信號傳輸，包括電話線、電纜和光纖等。無論何種傳輸方式，其信道都特性都直接影響著整個系統(tǒng)的傳輸效果。（2）信道容量信道容量是指信道能夠傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾�，道岔安全監(jiān)測系統(tǒng)傳輸信道屬于存在噪聲干擾的連續(xù)信道，那將是一種特殊情況，噪聲附加在發(fā)送的信號上但是從概率角度講相對獨立于發(fā)送信號，假設(shè)信號與噪聲都滿足正態(tài)分布，x為信號，噪聲為n，y為接受到的附帶噪聲的信號，那么從現(xiàn)線性角度講存在y=x+n，條件概率密度函數(shù)滿足式（2-10）：(y)=(y)=(n)xPQxQ（2-10）從連續(xù)信息源的定義出發(fā)，其相對條件熵具備可加性，所以上述（2-10）從熵的角度定義可表示為式（2-11）：H(Y)H(X)H(X|Y)H(X)H(N)（2-11）因為噪聲與信號相對獨立，已知信號與噪聲的條件熵，則在存在噪聲的情況下，對于帶寬為B的連續(xù)信號利用抽樣定理獲得理想情況最低抽樣帶寬為2B，信道中可傳輸連續(xù)信源的平均信息量的最大值信道容量tC可表示為式（2-12）：=[()-()]2tCMAXHYHYXB=MAX[H(Y)-H(N)]2B（2-12）連續(xù)信源一般考慮特定條較大的最大微分熵，假設(shè)信道中存在是高斯白噪聲，輸入信號的功率為S，噪聲功率為N，最佳分布下，信號的最大微分熵為式（2-13）：

【參考文獻】：
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碩士論文
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[7]一種基于自適應(yīng)心跳機制的MQTT通信協(xié)議的研究與應(yīng)用[D]. 溫彬民.華南理工大學 2015
[8]物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下輕量級發(fā)布/訂閱系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張亞慧.北京郵電大學 2015
[9]城市軌道交通安全管理模式及應(yīng)急管理研究[D]. 彭玲云.長安大學 2014
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本文編號：2966112