车轮踏面擦伤检测系统的DSP实现

摘要

轮对是机车车辆的行走重要组成部件，对车轮踏面擦伤的检测一直是轨道交通安全检测的很重要组成部分，同时也是铁路相关部门一直研究和改进的重要课题。车轮踏面擦伤主要是机车在行进的过程中紧急制动等情况而产生的踏面的损伤，踏面擦伤严重的影响了机车和车辆运行的安全性。
　　本文是在对列车安全运行要求越来越高的背景下提出设计一套车轮踏面擦伤检测系统。本文首先通过调研大量国内外车轮踏面擦伤检测系统，比较已有的擦伤检测系统的优劣性，最终采用振动加速度传感器测量轮对与钢轨间的冲击加速度，来判别擦伤轮对的状态，达到对车轮擦伤位置进行检测的目的。本系统通过分析所采集到的擦伤信号，对擦伤信号进行滤波、小波分析、阈值判断等方法实现对擦伤大小和位置的判断。
　　车轮踏面擦伤检测系统是由安装在铁路钢轨下方的振动加速度传感器和多种传感器组成。当车轮通过擦伤检测区域时擦伤信号数据采集系统实现对车轮的擦伤信息的采集。在本文中采用FPGA实现对擦伤检测系统的总体控制，并实现对车轮擦伤信号的多通道数据采集；运用DSP技术实现数据的存储和数据预处理；并运用小波变换、阈值判定、插值处理等数字信号处理技术，实现对擦伤信号的优化处理，最后提取出擦伤信号的特性，实现对车轮擦伤在线自动检测的目的。