‌新型传感器在轨道检测中的应用优势与挑战

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

杨文杰1,颜功兴2,吴旺明3,杜建峰2

四川精衡信建设工程检测有限公司 四川,泸州,646000

摘要

在轨道检测系统中使用传感器对于在城市轨道上动态确定轨道状态、检查故障线路类型、水平和位置、维护线路和确保轨道或轨道检测系统的安全非常重要,这些系统包括跟踪距离、曲率、水平、高度和地面、跟踪方向、车体加速度、地面信号、速度和里程。


关键词

传感器;轨道检测;线路养护

正文


随着半导体的快速发展,牵引控制系统、辅助供电、VVVF调压和CVCF辅助牵引逆变器得到了广泛的应用,这些系统中使用电流和电压传感器来确保系统能够通过闭环控制

一、新型传感器技术在轨道交通中分析

城市轨道交通传感器技术的最大驱动力是新的传感器领域,如无线、红外器、受力、气体、速度和光学传感器,不仅在传统传感器领域(如电流和电压传感器)也有许多传统传感器,这些领域要求“通风空调CO2传感器要求很高,地震、速度、轴温、连接部位和不断发展和改进的防盗抢类传感器。玻璃破碎,误进入和电缆盗抢传感器是重要的在高压室这些传感器与城市轨道空调系统中的安全系统和人员密切相关通常使用传感器和电子温控器来控制温度。温控器使用多种电调节器作为温度传感器通常用作热电偶或热敏电阻传感器对内部二氧化碳含量的阻力以便于呼吸。如果浓度的增加会影响人们的健康车内乘客也会使车内空气中携带有害气体所以需要新鲜空气来代替车内的空气所以既然华盛顿的两个地铁站都有化学气体检测传感器特别重要的是轨道交通越来越多运用北京奥运会后越来越多的了轨道交通采用传感技术来保证铁路的安全运行许多城市规定在站点安装爆炸物和有毒化学检测传感器无线传感器网络已成为铁路安全系统的主要传感器技术如地震、电磁场、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、尺寸、速度和方向等。它是现代科学技术中最具挑战性的领域之一这些技术由自适应网络拓扑中的各种传感器节点随机组织它们感知分布式动态信息形成有缺陷的、有限的、自治综合信息系统。在人类神经末梢方面上海微系统研究院超越了MEMS传感器、芯片、节点、网络、无线传感器等几项关键技术和原型在随机组网、多种分簇、网络架构、多虚拟通信系统以及一些关键技术领域如盲源分离、多目标协作、位置监测和识别等方面取得了重大进展他们现在在全世界都很受欢迎。而且在一定程度上用于满足国家对铁路安全的巨大需求另一个重要的工具是屏蔽门过去在屏蔽门和列车门之间出现了多次事故轨道交通越来越多的车站计划安装红外或光学传感器以防止乘客成为夹心饼干轨道建设的重要投资带动传感器市场的发展。除了这些传感器之外视觉传感器也是轨道建设中最高的设备随着传感器市场的增长越来越多的传感器制造商进入市场与汽车等传统行业竞争。随着能源、轨道新市场的出现随着传感器制造商能够跟上市场需求的步伐对传感器产生的信号处理、显示和信息处理的需求也将增加。

二、‌传感器在轨道检测系统中的应用

1.‌位移传感器在轨道上使用来监测轨道的变形例如下沉或隆起位移传感器实时监测轨道的水平和垂直运动以确保轨道的稳定性和质量。

2.速度传感器在检测系统中速度传感器用于测量列车的速度以确保列车以规定的速度行驶防止速度等安全威胁。

3.加速度传感器用于检测列车运行期间的加速度变化并分析列车状态和列车运行计划以确保列车运行正常

4.红外传感器轨道上使用红外传感器来检测障碍物通过红外传感器可以实时监测列车前的障碍物以确保列车的安全运行。

5.‌气体传感器。在城市轨道上用于测量危险气体的浓度(例如二氧化碳浓度)来检测车辆的空气质量保护乘客的健康。

6.无线传感器由不同类型的传感器节点组成实时监测环境参数(如温度、湿度和压力)以确保铁路的安全运行而铁路检测系统中安装传感器的地方主要是模拟和数字信号处理系统由各种传感器组成将信号处理设备的物理量(如位移、速度和加速度)转换为电子数字信号处理存储、处理数字滤波器最后合成所需的轨道参数并实时显示在屏幕上。

三、应用优势

1.‌实时监测分析数据新的传感器可以实时收集和传输数据使工程师能够检查设备的状态并快速响应事故。无源无线压力传感器实时跟踪轨道压力变化并通过无线信号将数据传输到控制中心以帮助工程师识别和解决潜在问题。

2.提高安全和稳定性通过新传感器显著提高了列车的安全性和稳定性例如位移传感器实时监测铁路变形确保铁路安全顺畅

3.复杂环境‌适应。新型传感器具有高度适应性和灵活性适用于复杂环境例如无源无线压力传感器能够适应高温、高温和湿度等环境条件而不会影响运行。

四、挑战

1.虽然新型传感器在轨道检测方面具有出色的性能但其技术成熟度和可靠性仍有待提高。复杂环境中无线传感器网络的稳定性和准确性

2.成本和维护问题新传感器价格昂贵不容忽视的是维护成本。无源无线压力传感器不需要电池降低了频率和维护成本但需要专业知识和安装和维护设备

3.集成和处理多模态数据是一项挑战因为图像数据和点云数据在检测铁路故障方面有优点和缺点。如何有效地整合这些数据提高检测的准确性和效率是解决当前迫切的问题新型传感器在检测应用带来了巨大的优势同时也带来了技术的成熟未来的成本和维护将随着技术的不断改进和成本的降低而越来越多地用于轨道检测。

传感器被认为是现代信息技术的三大支柱被认为是高新技术和昭阳产业。随着传感器的进步和发展它扩大了轨检系统在城市交通不可或缺。它是轨道安全稳定舒适和维护的重要工具可以识别轨道的不同部分进行紧急维修或限速确定维修计划所需的里程并准备维修作业计划。

参考文献:

[1]赵波.无线传感器网络在智能交通中的应用[J].物联网技术202206:25-27

[2]周森.无线传感器网络WSN在工业生产实时监控中的应用[J].工业控制计算机202208:24-25

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