运行轨道车的技术运用研究论文

运行轨道车的技术运用研究论文（精选3篇）

运行轨道车的技术运用研究论文 篇1

概述

随着我国经济的快速发展，铁路行业也随之发展壮大起来，根据资料显示，近几年，我国立项铁路在建项目多达几十项，且仍呈上涨趋势，可见我国铁路的发展很兴盛，同时作为我国支柱行业的铁路，其安全与技术运用受到了行业专家与外界的关注，然而，即便最近几年，我国铁路取得了突破性的成就，但是，其速度提升还是受到限制，同时，在日常维护与管理中，仍然存在一些问题，而这些问题就其根本而言，还是轨道车在执行铁路设备维修、大修、基建等工作时出现一些疏漏，甚至不重视，进而威胁着铁路运输的安全，因此，本文基于此情况，对运行轨道车的技术运用做了一些分析探讨。运行轨道车现状及其问题所在在制动机方面，我国目前多数轨道车所安装的是 K2 空气制动机，但由于近几年铁路的高速发展，K2 空气制动机明显显得有些乏力，并且其负责检修的部门通常局限于车辆部门，因此，难免造成正常检修施展不开的现象。在踏面方面，对于一些 GPC30 型轨道车，通常都是采用磨耗型踏面，在运行时，一旦轨道车速超过 70km /h，就会有晃车等现象,且其运行速度将会受到影响，同时，占用道路过多，严重影响着铁路运输效率。在车轴探伤方面，工务与机务部门使用的探伤方法不统一，且取得的效果不太一样。在防护方面，采用干电池与二极管的双面红灯，前一种因灯熄灭或者操作不当，造成了在调车过程中的碰撞现象。在防火方面，由于轨道车存在的特殊性，其工作人员的饮食起居基本在车上，因此，难免会因为不同原因而造成火灾现象。运行轨道车的技术运用

通过轨道车进行信号电缆敷设。其流程为：前期准备→电缆支架安置与固定→电缆盘吊装→电缆展放→电缆固定。在敷设过程中，用卧式放线架进行支架的安置，摆脱了必须利用千斤顶来托住电缆，同时减少了电缆盘经常出现的一些倾斜或者因重心低等因素而发生的翻倒现象，而且，只要操作得当，还可以避免电缆相互碰撞，有效减小电缆损坏率。在轨道车运行过程中，应控制好其速度，以免速度太快，造成电缆拖拉时绊倒施工人员。

轨道车运行过程中出现故障所采用的处理技术。通常轨道车出现故障基本是 GYK 系统设备出现问题，对其处理所用到的技术通常有以下几点:第一，检查主机保险、电源线是否有损坏或者接触不良;其次，电压电流是否超过规定值;接着，检查各操作开关是否接通，检查参数设置是否与路线相匹配以及信号灯是否出现异常情况等;最后，检查系统是否已升至最新版本，并校对显示信息与后台操控室的信息是否一致。当然，也有利用一些 APP 软件进行简单的确认，甚至也可以利用一些高科技设备进行故障查找，但不管以何种形式进行处理，但运用技术前，应进行调试，以免损坏 GYK 系统设备，进而影响轨道车正常的运行。

轨道车燃油消耗监控技术。目前国内轨道车基本使用的动力系统为柴油发动机，但对其油量消耗却没有一个很好的监控系统，基于此，本文设计了一套监控系统，该系统由副油箱、油路系统、执行部分、检测系统以及控制系统组成。同时，在 ARM 基础上，合理优化系统硬件。软件方面，均使用 C 语言进行程序设计，包括初始化、指令程序以及各模块实施等。采集方面，选择一些抗干扰能力较强的采集器，其它配置设置与设计详见文献[5]。在测试后发现，油量计量还是能够满足要求的，且误差较小，因此，值得推广使用。运行轨道车实现远程数据传输技术。由于目前我国运行轨道车在作业时比较分散，所以其数据信息很难及时准确地传送回来，这将影响到我们铁路运输正常运行，为解决这个问题，必须研发一套高效的系统设备。为此，利用一些通信技术将数据传输至各接受平台，并且以加密形式对数据信息进行加密，保证数据信息不被窃取，同时，利用一种新的传输系统设备实现远程数据的传输。但这个新的传输系统设备必须具备以下功能：其一，该系统能够进行数据传送，且对于程序版本能够及时升级，同时，其操作界面必须简洁。其二，能对 GYK 设备进行统一管理，能监控其运行状况，即便出现状况，能及时查找，并能及时更换。其三，系统设备自带 GPS 定位系统，能准备定位运行轨道车的具体位置，方便运行轨道车之间的联系以及后台操作人员的管理。其四，能进行必要的通信，以便掌握运行轨道车的情况以及出现故障时的信息。其五，能对多台运行轨道车进行控制，包括数据信息传送、程序版本升级以及数据采集等。结论

综上所述，轨道车对于铁路运输至关重要，其技术运用对整个铁路运输的提升有着极大的促进作用，同时，引进一些处理技术可有效帮助轨道车在执行铁路设备检修等工作，这样，能在一定程度上保障铁路交通运输的安全运行，进而为高铁、普通列车以及动车等做好最优质的后勤服务。

运行轨道车的技术运用研究论文 篇2

关键词：通信技术,城市轨道交通,运用

前言:随着我国国民经济的发展、工业化进程的大力推进, 我国城市化发展日益迅速, 使城市规模迅速扩张, 人口快速增长, 从而使居民出行频繁, 造成客运需求的大幅度上升。因此城市轨道交通的建立健全不仅能帮助缓解当前的交通紧张状况, 更能促进城市建设与经济建设的协调发展。为相对可靠、独立、易于拓展的信息网的构建, 就成为轨道交通安全高校的保障。

一、城市轨道通信系统的整体规划

对城市轨道交通专用的通信系统的构建, 应以运营相关人员与系统设备提供可靠数据信息交互方式、保障轨道交通安全守时的运送目标来设计。同时, 应尽量保障系统的安全性与可靠性, 尽量规避子系统隐患与因借口匹配而产生的故障[1]。各个子系统的设计中, 应保证能对内部故障预警或自行检测, 保障系统运行的流畅性与安全可靠性。轨道交通中的通信系统不仅为运营管理中的数据信息、图像信息、文字信息和语音信息等提供管理平台, 更是保障客运安全、提升整体运营效率与旅客舒适度、数字化管理水平以及对突发状况的应急处理等重要的通信保障。

城市轨道交通中, 通信系统子系统包括:公务电话、视频监控、广播、专用无线、专用电话、时钟、乘客导乘、公安/消防无限子系统等共同构成。其中, 整个通信系统的核心是传输系统, 负责其他子系统的业务传输工作。传输系统的准确性与可靠性影响着整个通信系统的稳定性与正常运行, 因此应充分重视选择传输系统的设备与设计方案[2]。

二、城市轨道交通通信系统中的关键技术

2.1通信系统中的传输框架设计研究

由传输系统构成2.SG的MSTP保护环路, 能在各车站与控制中心、车站与车站之间提供2M与10M/100M业务总线型或点对点传输数据的传输通道, 子系统通过这些通道连接车站与控制中心的设备, 从而实现通信系统的整体性功能[3]。公务电话系统通过远端没款连接到控制中心, 交换机进行数据交换实现公务电话的联通, 并由中心交换机与市话中继联通而实现公务电话的外线功能;而专用电话则能完成控制中心和车站之间语音调度的相互连接通信, 并由中心调度台发出指令;作为车站与控制中心的监控二级网络, 视频监控系统能从车站或控制中心。

公安控制中心的在控制键盘来调用车站中的监控图像传送到中心综合显示平或车站监控室的监视器上;广播系统则能在车站与控制中心的广播控制台上发出临时紧急广播, 广播系统也能解析中心发出的ATS指令以获得车辆运营信息, 进而对运行车辆的到站离站进行自动广播预告;时钟系统则是以控制中心的一级母钟向各个站点的二级母钟进行同步, 并向子系统提供相关信号, 二级母钟再向各个位置的子钟实现同步, 便于乘客获取时间信息。

2.2通信接口的设计研究

由上述信息可知, 在轨道交通通信系统中, 传输系统是整个系统的骨干网, 它既要保障通信发展方向性, 又要保障轨道交通的安全性、通信业务的多样复杂性对接口的更要需求。因此IPoverSDH与综合业务介入结合起来是整个传输系统的最佳选择。SDH具有成熟、可靠、标准、可用、通用、灵活的优点, 但在点对多点或多点对点的传输与图像传输中效果却不甚理想。而IP技术则正好能与SDH互补缺憾。通过轨道交通通信传输系统的设计可见, 各车站以太网负责的业务包括:BAS、0A业务;乘客导乘业务、广播音频下载业务、SCADA业务、录像回放业务、公安业务、调度监视业务, 这六项业务之间相对独立, 而控制中心是接受处理各站点业务同时控制整个网络的综合性部门, 因此网管必须在控制中心的设计之中。在综合业务的接入商, 利用标准2M传输通道更加合理, 采用PCM30/32制式, 直接为语音与数据等多种用户提供接口。

这种设计组网相对灵活, 能形成环形、链路、点对点等网络模式。较差能力能达到64K, 沿途电路无阻碍, 可根据用户需求在电路眼线自由上下。双电源供电能提升系统的安全系数。模块化的设备设计也能有效提升设备的可靠性、易于扩容、节约投入资金。

三、结束语

城市建设中, 城市轨道交通的通信系统设计不仅关系到人们的出行便捷程度, 更关系到安全性等问题, 作者通过对其进行的相关设计与实践研究, 针对城市轨道交通通信系统特点进行了研究, 重点是城市轨道交通通信系统的运用于优化发展, 希望能提升我国城市客运通信系统的规范运营与管理。

参考文献

[1]钟治国.通信技术在城市轨道交通中的应用[D].上海:上海海运学院, 2013.

[2]钦臻文.通信传输系统在城市轨道交通中的应用发展[J].城市轨道交通研究, 2012, 03 (01) :69-72.

一种卫星运行轨道仿真技术的实现 篇3

随着空间任务的日益增多, 人造地球卫星的应用也越来越广泛, 目前, 按照使用的目的划分, 主要的卫星类型有:国土卫星、气象卫星、通讯卫星、侦查卫星等等。由于航天器普遍具有成本昂贵、高风险、不可逆等特点, 有必要在卫星发射之前针对卫星发射过程、运行轨道等的特点来进行模拟仿真, 以验证卫星发射之后的运行效果。

目前, 卫星跟踪与轨道预测的软件主要有Gpredict, Nova, AMSAT等等, 这些软件仅仅能对已发射卫星进行预测与跟踪, 并不能实现轨道设计等功能, 除此之外, 一些学者还做出了自己的贡献, 如黄权等通过OpenGL实现了卫星三维仿真, 获得了比较好的卫星跟踪仿真图;代丽红等针对数字仿真程序的不足, 基于MultiGen Creator和Vega开发了卫星在轨运行的实时视景仿真系统等等, 但是, 上述方法普遍存在着模型构建困难、渲染效率不高、工作量大等缺点。

卫星工具软件 (Satellite Tool Kit) 是美国AGI公司推出的一款用于航天产业设计和分析的专业卫星分析工具软件, 起初多用于卫星轨道分析, 随着软件的不断升级, 其应用也得到了进一步的深入, 目前已经扩展成为分析和执行陆、海、空、天、电 (磁) 任务的专业仿真平台。

虽然STK具有如此优秀的仿真能力, 但由于功能较为复杂, 使得在对具体任务的设计分析方面显得较为复杂, 需要较长时间来熟悉软件, 为了弥补STK软件自身设计能力不足以及操作复杂的问题, 鉴于VC++具有高效的数据分析能力, 本文通过VC++对STK软件进行二次开发搭建了一套卫星轨道仿真技术平台, 简化了轨道设计的操作步骤, 可以实现卫星轨道的设计以及卫星位置实时地跟踪、预测等功能, 具有一定的工程实践意义。

1 平台的开发环境

一般而言, 有两种方法来实现VC++对STK软件二次开发, 一种方式是经由STK/Connect模块进行开发, 该模块提供用户在客户机/服务器环境下与STK连接的功能, 使用TCP/IP或UNIX Domain Socket在第三方软件和STK之间传输数据[5], 在一定程度上提高了软件效率, 其主要缺点是在运行开发程序的同时还需打开STK软件, 程序的功能仅限于对功能的简化调用, 开发的程序与STK软件不能相对独立运行;另一种方式则是主要是通过STK提供连接模块——STK/X, 该模块是使用4DX嵌入技术生成的STK整合模块, 可被嵌入到支持对象链接和嵌入的应用程序或开发环境中[6], 其本身实为一组ActiveX插件——AGI Globe Control 8和AGI Map Control 8。以上两种方式通信模型均可用下面的模型所示:

综上所述, STK/X模块同Connect模块均可提供用户在客户机/服务器环境下与STK连接功能, 将STK/Connect模块相比, STK/X模块使得可以在不开启STK软件的条件下实现STK的场景调用及其他各种功能, 具备三维及二维的可视化效果以及仿真数据可提取分析等优势, 因此, 本文采用第二种方法即STK/X模块来进行仿真平台的开发, 需要说明的是, STK/X中的两个ActiveX插件的功能如下:

AGI Globe Control 8用于展示三维场景, 用以观察卫星在三维地球模型上的位置、运行轨道等信息, 同时还可以标注出地面站位置等信息;AGI Map Control 8用于展示二维场景, 通过二维场景可以观察地面站、卫星在世界地图上的位置以及卫星星下点轨迹。

2 平台的构成

卫星轨道仿真平台在VC++6.0的环境中, 采用面向对象的设计思想进行开发, 将所需的各种功能集成并进行模块化封装, 经过综合实用性考虑, 卫星轨道仿真平台各部分功能应划分为:可视化仿真模块、场景建立模块、附加时延模块、卫星轨道参数设计模块、视角选择模块、数据选择模块、查询模块以及STK模拟操作模块, 通过对以上模块的开发以及操作流程的制定, 熟悉基于STK/X模块的开发方法, 为后续的开发研究奠定一定基础。

2.1 设计思路

基于先前制定的仿真平台的要求, 本文所建立的卫星轨道仿真平台的界面如图2所示, 其中左侧为AGI Globe Control 8控件, 右侧为AGI Map Control 8控件。

卫星轨道仿真平台操作流程如右图所示:

平台在开始运行以后, 首先点选“新建场景”, 建立起二维、三维的仿真视图, 随后通过对卫星轨道坐标类型, 轨道预报模型等卫星建立所需的基础数据进行设置, 确认无误后, 选择“建立卫星”, 如果建立后发现卫星轨道数据有误, 重新设置后, 点选“更新卫星”, 如此, 卫星轨道场景建立完毕。

随后, 可以选择平台所提供的观测视图的角度, 以及所需的数据类型, 点选STK模拟操作模块中的“开始”按钮, 在两个控件中实现卫星轨道场景及卫星运动场景的模拟仿真。

在程序成功运行后可以选择保存数据, 数据将以写字板格式, 生成在安装时用户设置的文件夹下, 名字为“Satellite LLA.txt”与“Satellite1 ATT.txt”, 分别按照规定的时间节点, 保存了卫星的轨道数据和姿态数据。

需要说明的是, 该卫星轨道仿真平台中所用到的卫星基础数据的坐标类型有经典型和笛卡尔型两种, 轨道预报模型则有TwoBody、HPOP和J4 Perturbation三种。图3仿真平台操作流程

2.2 平台的初始化配置

利用VC开发STK连接应用程序, 需要对提供STK连接支持的头文件和库文件进行配置。

在这里, 我们建立一个基于MFC的对话框程序, 需要我们进行配置的文件如下:

1) 3个头文件, 分别是:AgConnect.h、AgConSendData.h和AgCoUtMsg-Common.h;

2) 库文件:AgConnect.1ib。

此文件有调试库文件和运行库文件两种, 分别位于在“STK安装目录ConnectlibDebug”和“STK安装目录ConnectlibRelease”文件夹中。

我们需要在VC中加入以上的头文件以及库文件, 具体方法如下:

单击Tool/Options命令, 打开VC的Option对话框, 将STK连接头文件所在的目录加入到VC的“Project Settings” (工程设置) 对话框, 在“Link”对话框 (链接) 选项卡中, 分别对“Win32 Debug”和“Win32 Release”配置相应的“Object/library modules”。

2.3 平台功能的程序实现

由于要调用STK的各种函数命令, 在加入上述头文件以及库文件之后, 我们还需将, agstkxapplication.h与agexeccmdresult.h加入到相应的对话框头文件中, 否则执行时会出现“未定义类型”的错误。

程序主要功能实现方法如下:

对于之前提到的AGI Globe Control 8控件与AGI Map Control 8控件, 分别通过MFC Class Wizard将其添加为成员变量, 变量名称为m_VOControl与m_2DControl。这样就可以实现控件诸如建立场景、卫星、视角选择等功能的使用。

通过GetApplication () 用于获得当前对象句柄, 随后通过调用ExecuteCommand () 向STK/X来发送指令。需要说明的是, 命令的内容需要遵循STK的命令模式, 以字符串的形式发送。

2.3.1 新建场景功能的实现

2.3.2 向场景中添加卫星功能的实现:

其中, strcmd所代表的字符串, 同卫星选择的基础数据有关, 以经典型坐标, TwoBody轨道预报模型为例, 我们设置其半长轴为9000km, 近地点幅角为0, 偏心率为0.1, 升交点赤经为0, 倾角为40, 真近角点为0, 此时, 我们所获取的strcmd所代表的字符串会相应变为:

其中“1 Jul 2012 00:00:00.00”为开始时刻, “2 Jul 2012 00:00:00.00”为终止时刻, 60为时间间隔, J2000为在J2000时刻的天赤道与二分点用来定义天球参考坐标系。

2.3.3 卫星轨道及姿态报告生成功能的实现:

2.3.4 视角选择功能的实现:

4 仿真结果

为了对卫星仿真平台进行测试, 本文搭建了一个简单的卫星运行场景, 为此, 所选取的卫星轨道参数如下:坐标类型为经典型, 半长轴设计为9000000m, 近地点俯角为0°, 偏心率为0.1, 升交点赤经为0°, 轨道倾角为40°, 真近角点为0。同时, 轨道预测模型选取为TwoBody。

建立完成的卫星场景如下图4所示, 其中, AGI Globe Control 8右上侧的文字部分为卫星实时位置参数, 包括卫星的经度、维度、高度以及上述三个方向的变化速率, 左下侧显示为观察视角以及运行的时间点。

为了检验报告是否成功生成, 在点选“生成报告”按钮后, 在指定的位置, 找到了名为“Satellite LLA.txt”卫星的轨道数据与“Satellite1 ATT.txt”的卫星姿态数据, 如下图5、图6所示。

5 结论

STK是一套功能强大的卫星仿真软件, 本文介绍的场景仿真仅仅是STK应用的冰山一角。利用VC与STK集成化编程, 将STK权威的轨道计算和地球模型数据与VC强大的数据处理能力结合起来, 极大地提高编程效率和软件的灵活性, 两者的结合大大拓宽了STK的应用范围。

参考文献

[1]Luis Esteve, Javier Arribas, Carles Fernández-Prades, Pau Closas Report:First Acquisition of Galileo E1C Signals https://docs.google.com/document/d/1SZ3m1K7Qf9GsZQGEF7VSOEewBD CjbylCClw9rSXwG7Y//edit?pli=1#2012

[2]代丽红, 李世其, 尹文生卫星在轨运行实时视景仿真系统研究与实现[J]《计算机仿真》2006, 23 (1) :36-39

[3]黄权, 徐学军基于OpenGL的卫星跟踪仿真[J]《计算机技术与发展》2007, 17 (2) :131-134

[4]鲍猛, 潘成胜, 冯永新VC与STK的集成及在导弹数字可视化仿真中的应用[J]《沈阳理工大学学报》2009, 28 (5) :5-9

[5]李睿, 曾德贤STK用于网络环境下仿真的实现方法[J]《航天控制》2005, 23 (3) :64-68