基本信息
- 項目名稱：
- 基于小波與虛擬儀器的鐵路信號電纜故障檢測技術
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 該論文為解決鐵路信號電纜故障自動檢測與準確定位，采用小波算法、利用CPLD和LabVIEW設計了智能測試系統(tǒng)，該方法自動化程度高、檢測精度和效率也很高，而且在硬件條件不變的情況下，可通過軟件改變來增加系統(tǒng)的新功能，具有很好的靈活性。在當前鐵路發(fā)展迅猛的形勢下，該方法具有廣闊的應用前景。 該作品創(chuàng)新性強、思路清晰、方案可行、值得推薦。
- 詳細介紹：
- 鐵路信號電纜大多敷設隱蔽，運行環(huán)境復雜，通常對電纜的故障診斷比較困難。為實現(xiàn)鐵路信號電纜故障的自動定位和故障性質的自動判斷，在傳統(tǒng)低壓脈沖反射法測試基礎上，以單片機及CPLD為核心設計了硬件外圍電路，借助虛擬儀器編程語言LabVIEW，將小波的多辨分析及模極大理論應用到鐵路信號電纜故障自動測距中，最終實現(xiàn)鐵路信號電纜故障智能測試。并且通過現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)來驗證系統(tǒng)的性能指標及測試方法的有效性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：由于鐵路信號電纜大多敷設隱蔽，運行環(huán)境復雜，通常對電纜的故障診斷比較困難，因此迫切需要一種既高效而又方便靈活的鐵路信號電纜故障自動測試手段。 基本思路：在傳統(tǒng)低壓脈沖反射法測試基礎上，以單片機及CPLD為核心設計硬件外圍電路，借助虛擬儀器語言LabVIEW，將小波變換的多辨分析及模極大理論應用到鐵路信號電纜故障自動測距中，實現(xiàn)鐵路信號電纜故障自動定位和故障性質的自動判斷。
科學性、先進性及獨特之處
- （1）將小波變換的多分辨分析和模極大值理論應用到鐵路信號電纜故障智能測試中； （2）采用CPLD技術設計外圍硬件電路； （3）充分利用LabVIEW開發(fā)平臺的優(yōu)越性設計各軟件模塊； （4）實現(xiàn)了自動檢測與準確定位鐵路信號電纜故障。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 基于小波變換和虛擬儀器技術的鐵路信號電纜故障智能測試系統(tǒng)，精度高，自動化程度高，易使用，并能根據(jù)現(xiàn)場不同需求及時更改功能及操作步驟，極大地滿足了現(xiàn)場測試需求。同時，LabVIEW具有很好的數(shù)據(jù)庫接口，有利于歷史數(shù)據(jù)的存儲和比較，并且整個系統(tǒng)的功能擴展更為方便，還可以擴展其他更多的鐵路信號電纜故障定位的功能，如聲磁同步鐵路信號電纜故障定點法等。
學術論文摘要
- 鐵路信號電纜大多敷設隱蔽，運行環(huán)境復雜，通常對電纜的故障診斷比較困難。為實現(xiàn)鐵路信號電纜故障的自動定位和故障性質的自動判斷，在傳統(tǒng)低壓脈沖反射法測試基礎上，以單片機及CPLD為核心設計了硬件外圍電路，借助虛擬儀器編程語言LabVIEW，將小波的多辨分析及模極大理論應用到鐵路信號電纜故障自動測距中，最終實現(xiàn)鐵路信號電纜故障智能測試。并且通過現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)來驗證系統(tǒng)的性能指標及測試方法的有效性。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 在當前鐵路發(fā)展迅猛的形勢下，該方法具有廣闊的應用前景。 該作品創(chuàng)新性強、思路清晰、方案可行、值得推薦。
參考文獻
- [1] 王建立，張志利. 小波變換和自相關分析法在電力電纜故障測距中的應用[J]. 電氣技術. 2009(02): 46-49. [2] 常媛媛,張晨,范季陶,李天石. 電氣化鐵路電力電纜故障電流對信號電纜的電磁影響[J]. 中國鐵道科學.2010(04): 85-91. [3] 韓偉，吳杰. 基于小波變換的信號相關技術在電力電纜故障測距中的應用[J]. 電網(wǎng)技術. 2005(11): 69-72. [4] 王星海，許珉，謝志棠，等. 基于小波變換和自相關分析的電力電纜故障測距[J]. 繼電器. 2005(12): 32-35. [5] 王征. 小波分析檢測線纜故障的應用研究[J]. 高電壓技術. 2007(05): 155-157. [6] 刁彥華，陳國通. 小波變換在電纜故障精確定位中的應用[J]. 儀器儀表學報. 2003(S2): 17-18. [7] 熊小伏，林金洪. 基于小波重構的電力電纜故障測距方法[J]. 電網(wǎng)技術. 2003(06): 36-38. [8] 許珉，王星海，王鈺. 基于虛擬儀器的電力電纜故障測距儀的研究[J]. 電網(wǎng)技術. 2005(02): 68-72.
同類課題研究水平概述
- 傳統(tǒng)鐵路信號電纜故障檢測方法有阻抗法和行波法。由于阻抗法檢測精度易受信號電纜故障點過渡電阻影響，因此使得以低壓脈沖反射法（TDR）和沖閃法為主的行波法在鐵路信號電纜故障測距中廣泛應用。 目前基于行波法的鐵路信號電纜故障檢測設備，由于線芯絕緣介質損耗引起的行波信號衰減，中間接頭等的反射和其他干擾等因素，直接實現(xiàn)自動測量較困難，一般是依靠操作人員確定發(fā)射脈沖和反射脈沖的起始點，因而受到操作人員主觀影響較大，測距精度不高。另外，受儀器本身條件所限，無法充分利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術如小波技術等，以實現(xiàn)自動測量。還有，目前鐵路信號電纜故障檢測產品主要是以微處理器為核心，以大規(guī)模集成芯片為外圍電路設計，一旦成型則其檢測功能固化，很難更改，不具備可擴充性，無法隨用戶需求及時調整功能。 因此，迫切需要一種高效而又方便靈活的現(xiàn)場鐵路信號電纜故障自動測試手段?；诖耍疚囊詥纹瑱C與CPLD為核心設計外圍硬件電路，并在LabVIEW平臺下進行電纜檢測系統(tǒng)各軟件模塊設計，實現(xiàn)了鐵路信號電纜故障信號的實時采集、分析、處理、存儲等多種功能，并應用數(shù)字信號處理技術及小波變換等復雜數(shù)學運算，實現(xiàn)了自動測距，提高了鐵路信號電纜故障智能檢測儀器的可靠性、檢測精度和效率。同時，在硬件條件不變的情況下，可通過軟件改變來增加系統(tǒng)的新功能，具有很好的靈活性與較高的性能價格比。
