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接触网故障监测系统通信设计

作　者: 蔡培
导　师: 陈德明
学　校: 西南交通大学
专　业: 电气工程
关键词: 接触网 无线传感器网络 定点监测
分类号: U226.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 93次
引　用: 1次
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内容摘要


接触网是电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分,在高速度、高频率发车的铁路运输下,其结构的安全性保证也是列车行车安全的重要要求。目前我国铁路客运专线上的动车组的运行速度已到350km/h。电力机车或动车组的受电弓在从接触网上取流的同时,对接触网的冲击及由其引起的振动对接触网整体结构产生较大的影响。现在对接触网整体结构的监测主要依靠检测车巡检。这样做的周期长,效率低,效果不甚理想。本文首先分析了传统接触网检测技术所检测的项目及其存在的问题。为弥补其缺点,提出了接触网监测系统所监测的项目。该系统为实时监测系统,能够对影响接触网结构安全的主要因素进行实时监测,监测数据及预警信息能及时的传送至监控中心,为保证行车安全提供判断依据。论文首先对当前接触网监测项目进行分析并指出其存在的问题,从三个方面分析了接触网故障监测的项目及其数据特点,确定其监测传输的数据形式和表示方法：其次对系统的几种信息传输方式作了比较分析,选择出适合系统的无线+有线的传输方式,对系统的总体结构及其组成部分的结构进行了分析设计;再次,根据传输方式选择了各部分的通信协议,制定了信息点表和站地址的分配规则,对系统的容量进行了估算,说明了文件传输的一般结构和过程,对数据流量进行了估算和分析；在此基础上,在VC++6.0环境中,用C++语言编写了各部分的通信处理程序,并在每台PC机上运行程序,模拟出真实系统所有的通信动作。实验结果表明：本文提出的通信方案无论是从通信距离,还是通信质量都是可靠、可行的；最后,本文总结了论文的研究成果,并指出了进一步的研究工作。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-16
  1.1 课题研究的背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-15
  1.3 本论文的主要工作  15-16
第2章 接触网故障监测系统分析  16-23
  2.1 牵引供电系统简介  16-17
  2.2 传统接触网检测技术检测项目  17-19
  2.3 接触网故障监测系统监测项目  19-21
    2.3.1 自然灾害因素  20
    2.3.2 接触网结构因素  20-21
    2.3.3 异物侵限因素  21
  2.4 监测值及其数据表达形式  21-22
  2.5 本章小结  22-23
第3章 接触网故障监测系统结构设计  23-35
  3.1 接触网故障监测系统的特点分析  23
  3.2 监测系统几种传输方式比较  23-26
  3.3 有线+无线传输方式的具体方案  26-28
    3.3.1 WSN系统的设计原则  26-27
    3.3.2 接触网故障监测无线通信方案与WSN的区别  27-28
  3.4 系统总体结构设计  28-29
  3.5 系统监测节点设计  29-32
    3.5.1 系统监测节点硬件结构简介  29-30
    3.5.2 监测节点功能框图  30-32
  3.6 汇聚节点设计  32-33
    3.6.1 系统汇聚节点硬件结构简介  32
    3.6.2 汇聚节点功能框图  32-33
  3.7 监控中心设计  33-34
  3.8 本章小结  34-35
第4章 接触网故障监测系统通信协议设计  35-47
  4.1 系统通信概述  35-36
  4.2 IEC60870-5-101协议  36-38
    4.2.1 IEC60870-5-101协议简介  36-37
    4.2.2 IEC60870-5-101协议报文帧  37-38
  4.3 IEC60870-5-104协议  38-40
    4.3.1 IEC60870-5-104协议简介  38-39
    4.3.2 IEC60870-5-104协议报文帧  39-40
  4.4 信息点表制定  40-43
    4.4.1 地址分配  40-41
    4.4.2 信息体地址定义  41-43
  4.5 文件传输协议  43-45
    4.5.1 文件的一般结构  43
    4.5.2 文件传输过程  43-45
  4.6 通信流量估算  45-46
  4.7 本章小结  46-47
第5章 软件设计及验证  47-64
  5.1 接触网监测系统的软件设计  47-53
    5.1.1 监测节点软件设计  47-49
    5.1.2 汇聚节点软件设计  49-53
  5.2 验证系统构成  53
  5.3 距离测试  53-54
  5.4 通信测试  54-63
    5.4.1 参数配置  54-56
    5.4.2 验证步骤及结果  56-63
  5.5 本章小结  63-64
结论与展望  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 电气化铁路 > 电气化铁道养护与检修 > 接触网的检修与养护
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