铁路路基剖面沉降监测系统的研究

论文摘要

本课题目的是研制一套系统实现远程监测铁路路基的沉降状态,为掌握工程施工进度和避免工后路基沉降引起安全事故提供数据支持。该系统的使用将对铁路运输起到重要的保障作用。本论文根据实际工程的适用性,对比其它常用的路基沉降测量方法,在一般水平测斜仪应用的基础上,研究制作一套实时自动监测铁路路基沉降位移的系统。监测系统由一套控制部分和一个测量部分组成,控制部分主要包括单片机控制系统、步进电机、无线通讯模块、编码器、牵引钢丝和限位保护装置,测量部分主要包括单片机控制系统、水平测斜仪、无线通讯模块等部分。配合实验室已有的远程数据传输设备,组成一套监测系统,达到远程监控的目的。本论文的主要工作有：1、介绍各种常用的路基沉降测量方法,比较其优缺点,讨论使用水平测斜仪作为测量手段的可行性；2、结合水平测斜仪的工作机理,设计监测系统的组成；3、具体设计监测系统各功能部分,制作电路并编写程序使其实现功能；4、分别于实验室环境下与实际应用环境下调试系统；5、通过数据处理实现系统定性及精度确认,并分析影响系统稳定性及精度的主要因素。该系统已安装在京沪高铁济南段,测量结果表明其工作可以满足对路基沉降监测的精度要求。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 沉降测量方法
• 1.3 研究目标
• 第二章 水平测斜仪的选用
• 2.1 测斜技术
• 2.2 测斜仪原理
• 2.2.1 电子测斜仪
• 2.2.2 气泡式测斜仪
• 2.2.3 选用的测斜仪及相关计算
• 第三章 监测系统组成设计
• 3.1 系统设计思想
• 3.2 系统构成与部分概述
• 3.3 系统结构具体介绍
• 3.3.1 主控部分功能设计及部件选型
• 3.3.2 从控部分功能设计
• 3.3.3 测量部分功能设计及部件选型
• 第四章 电路及程序的设计
• 4.1 电路设计
• 4.1.1 主控部分的电路设计
• 4.1.2 从控部分的电路设计
• 4.1.3 测量部分电路设计
• 4.2 软件设计
• 4.2.1 PSoC Designer芯片级设计
• 4.2.2 主控部分程序设计
• 4.2.3 测量部分程序设计
• 4.3 无线数据传输系统与控制软件
• 第五章 监测效果与误差分析
• 5.1 数据处理
• 5.1.1 单片机内程序初步处理
• 5.1.2 控制中心的数据处理
• 5.2 系统误差分析与应对方法
• 5.2.1 电路上减少系统误差的处理
• 5.2.2 机械上减少系统误差的处理
• 5.3 监测效果
• 5.3.1 实验室内测试
• 5.3.2 现场调试
• 5.3.3 监测数据分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集