高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统可靠性研究

摘要

随着高速铁路列车运行速度的提高，列车对自然灾害及突发事故的敏感程度逐渐增大。为保证列车安全、高速运行，避免或降低自然灾害和突发事故造成的影响，随着高速铁路的建设同步建设高速铁路自然灾害及异物侵限监测系统（简称灾害监测系统）。灾害监测系统在为高速铁路安全、高速运行保驾护航的同时，系统暴露出诸多问题，如何提高系统的可靠性，降低对运营的影响和减少系统维护工作量成为目前亟待解决的问题。
　　本文在对灾害监测系统调研的基础上，分析灾害监测系统存在的问题，对系统的故障进行归纳总结。然后针对主要的故障提出故障的检测方法，最后以雨量监测系统为例，提出提高系统可靠性的建议和措施，并进行了系统可靠性的相关试验。主要进行了以下四个方面的工作。
　　(1)灾害监测系统运用情况调研及分析。调研了灾害监测系统运用中存在的问题并对故障进行统计分析，归纳了系统常见故障，得出气象传感器、监控主机、异物双电网网片、UPS电源、信号防雷、网络接线是灾害监测系统常发生故障的设备。不同路局、不同线路设备故障情况不同。同时，随着系统的不断完善，系统的故障次数发生频率在降低。
　　(2)提出了灾害监测系统主要故障的检测技术。针对灾害监测系统的主要故障:气象传感器、双电网、UPS电源和配电箱的故障，提出了基于小波分析的气象传感器故障检测方法、基于低压脉冲法的双电网故障检测方法，探讨了UPS电源故障在线监测系统，最后提出基于电压和电流监测法的配电箱故障检测技术。
　　(3)提出了提高灾害监测系统可靠性的建议和措施。以雨量监测系统为例，从系统维护周期和监测值异常值评判方面提出了提高系统可靠性的建议。即若要使系统保持在可靠度为90％以上，则维护周期建议为8871h;建议在报警评判中增加分钟累计雨量的异常值判别，可解决系统误报警的情况。
　　(4)对雨量监测设备的可靠性进行试验。在试验期间非接触式雨量计测量数据完整性高，非接触式雨量计在不同降雨强度条件下测量值一致性较高，满足相关规定的最大允许误差要求。非接触式雨量计与翻斗式雨量计在雨强大于60mm/h以后，两者测量值差值随着雨强的增大而增大，而翻斗式雨量计与人工模拟降雨大厅标称值差值并未发生明显改变，疑为人工模拟降雨大厅降雨机高度不够，导致降雨强度较大时雨滴到达地面未达到终速度，需要进一步完善试验环境。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 论文选题背景和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文研究思路

1．4 论文结构及主要研究内容

2 灾害监测系统故障调研与分析

2．1 灾害监测系统建设和运营情况

2．2 灾害监测系统故障调研及分析

2．3 总结

3 灾害监测系统故障检测技术研究

3．1 基于小波分析的风速风向传感器故障检测方法

3．2 基于低压脉冲法的双电网故障检测方法

3．3 UPS电源故障检测技术

3．4 监控单元电源配电箱检测技术

4 灾害监测系统可靠性分析及试验

4．1 系统可靠性及研究方法

4．2 雨量监测系统可靠性分析

4．3 提高雨量监测系统可靠性的技术措施及方案

4．4 雨量监测系统可靠性试验

4．5 小结

5 结论

参考文献

作者简历及科研成果

学位论文数据集