[00642961]基于DSP及嵌入式处理器的轮轨疤痕检测平台研究与开发

该项目为黑龙江省科技计划重点攻关项目(项目编号：GB06A102)，主要用于轨道车辆车轮踏面扁疤在线实时检测。轨道车辆车轮踏面出现的扁形疤痕称为扁疤或平轮。平轮已经成为列车重大事故的一大隐患，给列车及人身安全带来严重威胁。该项目的主要任务是为了适应中国轨道交通高速、信息化和安全的现代化发展形势，自行研究和开发具有自主知识产权的实用化在线实时平轮检测系统。该项目集成了“(高速DSP信号采集、处理)+(ARM-VxWorks嵌入式处理器控制)+(数据库-TCP/IP网络远距离传送-多功能可视化实时监测)”等现代科学技术，实现了轨道车辆快速运行中真正意义上的在线实时自动平轮检测。此外，还开创性研发出了平轮模拟信号源。该信号源可以实现将现场一次性采集的原始平轮信号数据还原成现场的平轮模拟信号，是实验室环境下快速研制轨道车辆平轮检测系统的必备装置，对加快中国轨道车辆平轮检测的研发具有非常重要的实用价值。该项目完成了任务书规定的研究内容和技术指标，其中部分超过了任务书的指标。合同规定的技术指标：1.电源：AC220V；系统设计、器件选择满足：室内适应温度+5-+40℃，室外-45-+60℃，电气系统可靠性＞5×10000小时，电气系统可维护性＜6分钟；2.适应列车速度：大于10km/h，预报级别：警报级(1.0mm)、预报警(0.3mm)；3.平轮捕获率大于95%；自动计轴、计辆，计轴误差：不大于3%，计辆误差：不大于1%；4.系统具有监测功能，具有远端传送能力，及时上传检测结果。实际达到的技术指标：1.电源：AC220V；系统设计、器件选择满足：室内适应温度+5-+40℃，室外-45-+60℃，电气系统可靠性＞5×10000小时，电气系统可维护性＜6分钟；2.适应列车速度：大于30km/h(实测45km/h)，预报级别：警报级(1.0mm)，预报警(0.3mm)；3.平轮捕获率大于98%；自动计轴、计辆、计侧，计轴误差：不大于1%，计辆误差：不大于1%；具有自动计时功能；4.系统具有监测功能，具有网络远端传送能力，及时上传检测结果；5.系统具有扁疤检测数据及波形实时显示以及数据库存储及随机查询功能；6.开创性开发出平轮模拟信号源，其工作稳定、可靠，完全能够满足在实验室环境下实时平轮检测系统开发与实验要求。该项目已获授权或申报国家发明专利3项。该系统样机工作稳定、可靠、平轮捕捉率和定位精度高、实时性好，其总体性能水平为国内领先，并达到国际先进水平。在中国，扁疤引起轨道车辆损伤及事故的严峻形势与检测手段的落后状况为该项成果的推广应用提供了广阔的市场需求前景。同时轨道车辆的大发展和大投资背景为该成果的推广应用提供了难得的历史机遇和潜在的经济效益环境。此外，轨道车辆的信息化、数字化的必然趋势为该成果的应用和推广提供强有力的支持和发展动力。因此，该成果在铁路、地铁等轨道车辆领域推广应用中具有广泛的潜在经济效益和市场发展前景。