本文針對(duì)鐵路部門對(duì)線路進(jìn)行定期巡檢和列車狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)際需求,提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)鋼軌檢測(cè)系統(tǒng),包括ZigBee檢測(cè)端、ZigBee傳輸端和云端服務(wù)器3部分,用于長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)采集鋼軌振動(dòng)信息,分析扣件松緊程度、列車載重及運(yùn)行速度等狀態(tài)參數(shù)。與傳統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)相比,該系統(tǒng)將多種傳感器融合,并利用分段通信方式將檢測(cè)端數(shù)據(jù)上報(bào)至云端,具有功耗低、成本低、不占用軌道資源等優(yōu)點(diǎn),并可實(shí)現(xiàn)24 h實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),大大提高了鐵路軌道檢測(cè)的效率和質(zhì)量。綜合實(shí)驗(yàn)表明,利用本文系統(tǒng)能夠有效區(qū)分鋼軌扣件的正常和脫落2種狀態(tài),結(jié)合特定型號(hào)的列車參數(shù)還可計(jì)算出列車的車廂數(shù)量、運(yùn)行速度和載重等。本系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng),能夠融合多種復(fù)雜算法,未來(lái)有望在鐵路部門的故障定位和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)任務(wù)中發(fā)揮更關(guān)鍵的作用。 

【文章來(lái)源】：高技術(shù)通訊. 2020,30(08)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

基于無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)傳感器的鋼軌實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)原理圖

檢測(cè)端整體結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)鋼軌及列車狀態(tài)的長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),就需要在野外鐵路線上布置足夠數(shù)量的檢測(cè)端節(jié)點(diǎn),各檢測(cè)節(jié)點(diǎn)采集的振動(dòng)及溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳到云端服務(wù)器進(jìn)行分析和處理,處理結(jié)果則應(yīng)及時(shí)報(bào)告給鐵路安全監(jiān)管部門。由于節(jié)點(diǎn)數(shù)量多,相隔距離長(zhǎng),有線傳輸數(shù)據(jù)的方式顯然是不適用的,為了實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的可靠精確傳輸、節(jié)約成本和降低功耗,本文采用分段式無(wú)線傳輸方案,如圖3所示。首先,利用低功耗、低成本的短距離通信技術(shù)ZigBee將檢測(cè)端節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)匯總到ZigBee傳輸端,二者之間的通信鏈路是通過(guò)ZigBee通信協(xié)議建立的,其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型,包含一個(gè)協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)和一系列的終端節(jié)點(diǎn),規(guī)定每一個(gè)終端節(jié)點(diǎn)只能與協(xié)調(diào)者節(jié)點(diǎn)通信而不能與相鄰終端節(jié)點(diǎn)通信。然后,采用適用于長(zhǎng)距離傳輸?shù)恼瓗锫?lián)網(wǎng)(NB-IoT),將中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)中暫存的數(shù)據(jù)上報(bào)到云端服務(wù)器進(jìn)行分析和處理;最后,利用互聯(lián)網(wǎng)(Internet)將處理結(jié)果上報(bào)給鐵路監(jiān)管部門。由于該方案在每段距離傳輸時(shí)僅采用單一線路,因此能夠有效解決多線路傳輸方式中的數(shù)據(jù)不同步等問(wèn)題。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于機(jī)器視覺(jué)的鐵路信號(hào)燈檢測(cè)技術(shù)[J]. 張坤,李珊珊,王曉紅,李雪菲,溫濤.  河北工業(yè)科技. 2019(02)
[2]基于ARM cortex M3鐵軌塌方自動(dòng)檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)[J]. 胡榮,羅小青,何尚平.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(03)
[3]基于機(jī)器視覺(jué)的鐵軌扣件邊緣檢測(cè)研究[J]. 李錦瓏,馬宏鋒,張維昭,李祥林.  西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[4]基于無(wú)源RFID的卸貨列車行程定位方法研究[J]. 陳冠軍,王英健,徐大遠(yuǎn).  自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用. 2015(10)
[5]基于頻域方法的軌道隨機(jī)振動(dòng)特性及試驗(yàn)驗(yàn)證分析[J]. 王開(kāi)云,蔡成標(biāo),徐志勝.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2005(11)



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