铁路线路维护检测技术应用综述
王令朝
（上海铁路局技术监督所，上海200072）
摘要：随着重载铁路、客运专线和城际铁路的迅速发展，铁路线路日常维护检测工作变得越来越重
要，而且工作量大，技术要求越来越高。传统的线路维护检测方式和技术已很难适应当前铁路的发展步伐，面临着巨大的挑战。通过介绍国外铁路线路维护检测先进技术和装备，为提高我国铁路维护检测工作效率和准确性，以及建立状态修等新型铁路维修体制出谋划策，以解决繁忙运输与线路维护检测之间的矛盾。
关键词：线路养护；线路检测；数字化技术；综述中图分类号：U216.3
文献标识码：C
文章编号：1006-9178（2010）01-0016-05
2010年1月（总第279期）
第38卷Vol.38第1期
No.1
铁道技术监督
RAILWAY QUALITY CONTROL
收稿日期：2009-07-23作者简介：王令朝，高级工程师
在过去的10多年中，铁路和地铁等公共轨道交通已成为颇受世界各国人们青睐的一种运输方式。随着乘坐人数、舒适性、便捷性和安全性的要求不断提高，更高的列车速度和更短的列车间隔使得铁路和地铁等公共轨道交通装备处于极端的机械应力状态。在这种情况下，不可避免地需要耗费大量时间对系统装备进行维护和检测，不仅加重了维修人员的工作负担，而且在实施缺陷调整过程中还会存在一定的风险。为此，在当今高速客运铁路和城市轨道交通网建设突飞猛进的时代，研发一种全新的系统维护检测方案不仅是一项迫在眉睫的任务，而且也是一个行之有效的技术措施。
这种支持维护检测铁路和地铁等公共轨道交通系统的解决方案是一个采用数字化技术的应用系统，这是因为采用诸如轨距尺、超声波探伤小车等人工巡视检测手段，以及诸如低速、低性能线路测量车等传统检测设施，都已无法适应现有线路的运
行维护需求。先进的数字化应用系统包括测量、定位、调整和修复缺陷等功能在内的全部维护检测范畴，与此同时，它还具有强大的实时性、低维护成本和恶劣环境下所需的高可靠性。
应用总部设在美国马萨诸塞州诺伍德市的亚德诺半导体技术公司（Analog Devices,Inc.）Blackfin 处理器和美国国家仪器公司（NI ）LabVIEW 图形化测试软件为核心技术的铁路维护检测系统就是其中的一个典范。ADI 公司作为领先业界40多年的高性能集成电路制造商，其产品广泛用于模拟信号和数字信号处理领域，它的高端领域ADSP Black －
fin 系列产品辅以NI 公司的软件平台，可以确保所
有测量和实时数据正确地存储、处理和响应。
实践证明，先进的数字化技术的铁路维护检测系统使用效果十分明显，与传统铁路维护检测模式相比较，它可以使换轨后的运行时间比以往更长，使铁路和地铁等公共轨道交通的服务更加经济有效。以下针对近年来以ADI 公司为代表开发的铁路数字化维护检测系统，就其各组成部分加以分析
质量检验
QUALITY MANAGEMENT AND INSPECTION
Abstract ：With the fast development of heavy haul railways ，passenger dedicated railways and intercity railways ，daily inspection and maintenance work for railway track is becoming more and more important ，the work load is heavier and heavier ，the technical requirements are higher and higher.Traditional Inspection and maintenance method and technology for railway track could not keep up with the development pace of railways ，and face great challenges.After introducing the advanced technologies and equipments used for railway track inspection and main －tenance in other countries,the paper tries to contribute to the improvement of China railway track inspection and maintenance work efficiency and accuracy ，and gives reference for the establishment of new maintenance system such as status-based maintenance ，in order to solve the conflict between busy traffic flow and railway track inspec －tion and maintenance.
Keywords ：Railway Track Maintenance ；Railway Track Inspection ；Digital Technology ；Comprehensive Review
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和叙述。
1线路轨道的维护
当新建铁路或地铁线路铺设完成之后，经过一段时间的日常运行，线路轨道参数会发生变化或产生某些缺陷。因此，如何通过高质量的检测和验证来确认线路轨道的状态，是铁路维护检测系统的一个重要组成部分。
通常，线路轨道参数分为轨道几何尺寸、纵向断面和横截面等几类。这是由于轮轨系统中线路轨道的机械接触是一个非常复杂的动态弹性质量系统，它涉及到从机车车辆的走行部到线路轨道的下部基础设施。而这些关键参数的缺陷和容差范围由铁路工程标准进行分类，它的目标是为了制定铁路的维修计划，以处理不符合标准的缺陷，使线路轨道达到正常运行的水平。
对于正常的线路轨道几何尺寸而言，轨距担负着保障列车直道和弯道行驶的责职。轨道倾角的变化可以引发行驶列车振动和摇晃，轨道倾斜的缺陷也可以反映出诸如波纹和孔洞等轨道表面不符合标准的情况。然而，弯道处轨道系统的纵向剖面倾斜也是必要的，因为当列车行驶在弯道时可以减少列车的离心力。当列车高速行驶时，一个标准的轨距可以防止任何碰撞的发生。
对于轨面纵断面而言，其发生裂缝和崩落是最令人担心的，因为它们可能会导致列车出轨等事故。然而，钢轨波纹磨损则是问题的另一个方面，这种不符合标准的波纹磨损特征是其波长通常在20~100mm之间，当其振幅超过0.05mm时，会产生令人厌烦的环境噪音。更严重的是，当这种由钢轨波纹磨损所产生的振动峰值达到0.3mm时，会对线路路基造成不可逆转的损害。这也是轮轨系统列车沿着钢轨运行的一种自然属性，至今铁路专家们仍在不断地追踪它们的源头。单个孔洞大多数是由车轮磨擦或车轮通过岔道时所产生的，它们使得列车在轨道上运行时会产生偶然性的颠簸现象，而在陈旧铁路线上则会出现经常性的颠簸现象，这是因为陈旧铁路线区段往往是采用诸如18m长钢轨焊接而成的。
对于钢轨横截面而言，通常一个新安装的钢轨头部几何形状可以被准确地计算出其规格尺寸，并被用以优化至关重要的车轮对钢轨的界面。其几何形状包括了切向线和特定半径，为车轮以安全、平稳和经济地在轨道上滚动提供条件。
2线路轨道的检测
2.1线路轨道的检测方案
线路轨道检测系统应以轨道维护的关键点和目标要求为导向，并应是一个涵盖已掌握的钢轨现状或轨道网络几何结构在内的系统。它具有一个结合测量结果里程表（即含有测量距离参数）、钢轨几何尺寸、纵向剖面图和横断面等内容的智能化检测策略，且所有被测得的参数都有相对应的精确的GPS位置。
采用一种移动式计量装置或配备完善的线路测量车就能获得以上所述的全部线路轨道参数。在移动式计量装置或线路测量车中，引进和预置ADI 公司Blackfin处理器，其所测得的数据最终都会被转移到一个高水平的分析软件中，以便实现精确测量功能，形成附有GPS数据的缺陷数字地图地理信息系统（GIS）以及信息分析结果。
2.2轨道几何尺寸的检测
利用非接触式感应传感器原理检测轨距，其精度可达到0.01mm范围之内。基于软件的有限脉冲响应（FIR），低通滤波器用来抑制高频噪声，其后续的流动可调的平均滤波器则能确保在持续检测结果中不发生“伪峰值”的状况。类似的做法也适用于倾角传感器，其运行操作就像一个附带有±10°角度范围和不大于0.025°精确度的电子水位仪。鉴于该检测装置的工作原理，其检测结果只适用于一定的频率范围之内，其典型的数值为1Hz 以下。
测量轨道至轨道间的距离需要一套复杂计算要求的浮点算法，其最后可输出一个相对简单的结果，即绝对水平距离和垂直距离。测量时，其高精度激光束是附加在线路测量车的一边，在Blackfin 处理器的控制下，在1~5m的距离范围内其摆动为±5°。在预期的相邻钢轨扫描区域内，对其纵断面数据进行低通和中位数过滤，且从极坐标转换到直角坐标系统。在应用类似矢量旋转和重新采样的某些处理之后，通过样本匹配算法即可完成纵断面的测量。
检测的目标是及时准确地找到钢轨端头一个特性几何尺寸的特征矢量。由于在被测的线路中会有许多岩石或茅草等干扰物存在，通过可信度检查器和跟踪算法便可提供可靠有效的矢量测试结果。所
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有这一切的检测都是在实时条件下的一个5Hz环路内完成的。
2.3纵向断面的检测
利用一种非接触式的高速涡流传感器，通过磁编码器脉冲能够以微米级的精度来记录两侧钢轨的表面。
线性编码器通过处理从磁环产生的信号，可以作为里程表和用作传感器AD转换器的触发信号。然后，这个信号通过具有带通集成电路布局的有限脉冲响应滤波器以减少特性波长的频谱。在表面纵向断面的顶部，诸如局部硬化点和焊接点等不符合标准的缺陷也能被记录。
2.4钢轨横截面的检测
采用一种高速激光扫描仪来检测钢轨横截面，这是因为激光技术是当今用以精确检测钢轨端头横截面最先进的非接触式测量技术手段。它可以根据所需的精确度或者捕捉速度，无论是采用穿越式激光束或者是激光“窗帘”都可被用来完成这项检测工作。对未经处理的钢轨断面图而言，它是线性化的，其刻度和峰值都按实时进行过滤。
3计量技术装置
3.1智能化计量技术装置
直到几年前，维修人员仍在使用许多不同的计量装置来检测钢轨的裂缝和差值。然而，每种特定的检测装置和方法所记录的钢轨某种特定缺陷，几乎都无法获得准确的和可重复性的结果。
近几年来，诸如Schmid Engineering公司等企业开始利用嵌入先进处理器技术以及引入现代化的设计方法来制定工业解决方案，这些方案为铁路基础设施维护检测工作提供了可移动的和多功能化的智能计量装置。
例如，钢轨监控装置是一种利用现代化测量技术的计量设备，是对环境和时间要求不高、易于使用和制造的计量设备。它可以用来测定钢轨横截面、头部高度、轨距、倾角、深度和环境温度等参数，能够在任何特定的位置上进行检测和记录。
又如，Railsurf钢轨滑板计量装置可以用来连续监测和记录纵向轨道参数，其测得的所有主要特性参数都可以实现现场处理和可视化，并能将其保存到移动存储器内。Railsurf滑板式计量装置既可以1人操作也可以用车辆沿着轨道拖拉作业，当Railsurf滑板式计量装置移动时，其Blackfin处理器嵌入的LabVIEW测试软件能记录钢轨的纵向波浪不均匀度，在装置的操作面板内配置有GPS接收器和倾角传感器。此外，它还带有若干个传感器，用来检测诸如钢轨波纹磨损、孔洞、裂缝以及轨距和倾角变化等缺陷。由此产生的各种数据信息可以储存到移动存储器内，或者通过无线方式传送至任何的操作接口界面。
3.2以Blackfin处理器为核心的检测系统
所有以Blackfin处理器为核心的检测工具都是聚合了MCU技术和DSP技术，它通过提供动态电源管理功能适用于任何给定的蓄电池运行。MCU 部分带有可扩充称量的输入输出（I/O）便利接口，如激光扫描仪、模拟和数字传感器、键盘、TFT、蓄电池/油量计和移动式装置，等等。DSP部分则是专门用于先进的数字算法，如滤波、FFTs或确定几何尺寸残差，以及其他所要求的计算任务。
利用嵌入式LabVIEW图形化系统设计的最近进展，可以为任何一种具有高级框图和数据流语言的Blackfin处理器提供一个直接编程的模型。这种高水准的方法对于下一级别的数字化嵌入式设计，可以随时使用数学分析模块和图形多任务移动功能。
3.3线路测量车
一种由5个相互关联的Blackfin处理器组构成的多功能线路测量车，能够记录长达10km铁路区段的轨道参数，其点对点的分辨率可达到5mm。1号Blackfin处理器允许使用者交互操作键盘和2个液晶显示器，2号Blackfin处理器能够在车辆高速运行条件下记录轨道几何尺寸和纵断面图，3号Blackfin处理器嵌入GPS系统在测量中接收地理位置信息，4号Blackfin处理器用来计算包括横截面在内的各种参数，而所有的数据最终都汇集至5号Blackfin处理器，在内存缓冲区存储大量数据，并最终将二进制文件保存到移动式装置上。
4线路轨道缺陷的定位
4.1缺陷定位概述
在进行缺陷定位工作时，可把利用检测装置所得到的测量结果都馈入到一个共同的软件平台，用来连接轨道几何尺寸、纵断面和横截面与GPS位置及里程表信息。通过LabVIEW软件及其工具包的运行，这个平台可以作为一个公共数据的交换和分析库，它具有与测量设备、车辆和维修装备等各
铁路线路维护检测技术应用综述质量检验
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种检测设施的接口。
智能化滤波器适用于X射线等检测手段的测量功能，这类X射线装置可用来定位线路轨道的最关键缺陷。其检测结果以全数字化形式反映钢轨几何尺寸全貌的特征，这个重要的基本信息目前可以直接用于线路轨道维修或更换等作业。其最终的数据记录可再次通过无线方式连接到外部数据库，通过CAD软件可将其结果转移到任何一个使用者的IT环境。
4.2应用LabVIEW滤波器检测缺陷
智能化LabVIEW滤波器通过纵向数据的筛分检测可找到有价值的缺陷症状，通过快速傅里叶变换分析（FFT）可对钢轨波纹进行检测，并观察纵断面中的特征波长。
通过已存模型与实测截面图的比较，以及模拟轮轨机械接触来实施轨道孔洞缺陷的跟踪。由于钢轨裂缝在检测图形中会有明显的变化，因此，通过移动数据窗口的鉴别，检测到它们。最后，借助模型的连续运行和评估分析，在倾斜截面图中确定其独特的振动模式。由此产生的缺陷症状也可输入到相关的智能“超级算法”进行处理，这样不是可以减少信息处理量就是可以增加从测量数据中提取高等级信息数量。例如，对于毫无意义的倾角症状，它就会阻止钢轨表面无关的信号峰值数据，然而，对于横截面所显示的明显裂纹、磨损、纵向误差将会触发报警。
其主要的背景概念是参考被测截面图的比较来评价钢轨的横截面，其智能分析算法是基于矢量数学和随机方法来调整和重叠2个截面图所规定的关键特征，其纵向和垂直有效剩余能够直接显示其磨损程度。其他参数包括有轨头剩余高度、标准和整形钢轨头半径或闭合道岔的活动间隙。对于高速列车通过道岔不发生脱轨而言，保证后者的公差是一个关键的技术要求，这就是为什么铁路运营方目前十分关注全面监测道岔的原因。而铁路工程技术可以通过调整滤波器参数的容差窗口，把“伪报警”信号从严重影响乘坐舒适性或安全性的轨道缺陷中分离出来。
4.3精确定位“缺陷”数字地图
内嵌在被测线路缺陷中的GPS数据能够使缺陷的精确位置显示在数字地图上，这个重要地理信息增加了有用信息成分和涉及诸如大弯道、道岔、车站等铁路“热点”的新内容，这种“简易GIS”已经实现了具有LabVIEW软件的图像处理功能。
对于诸如某个城市的局部区域地图可以被细分成单个条块，并将其中每个都标上准确的地图坐标，以便铁路工程技术人员通过缺陷设置进行浏览。LabVIEW能够根据单个条块从硬盘不断地加载到内存，并将它们拼装成单一的JPG图片，然后，再将此图片复制到一个LabVIEW的曲线图表指示器，并用数字光标叠加缺陷的确切位置。
4.4检测结果的其他应用
系统的检测结果最后可以移交给上一级部门进行分析利用。如磨损、孔洞等几何外形的关键缺陷可以用标准的CAD系统进行转换，以便进一步分析，该分析可由绘图交换格式（DXF）文件获得。
连接外部数据库管理系统是通过ActiveX数据对象（ADO）建立起来的，对于连接型式和路径则可使用通用数据链接（UDL）。一组高级别的视觉指示器（VI）允许数据平台执行表格处理、数据交换等最常见的数据库任务。例如，VAG运输公司在纽伦堡拥有一个关键地点和预测矩阵的MS Ac－cess数据库，可用以连续筛选各种数据变化。当某些“热点”数据超过容差“窗口”时，就会生成一个电子维修计划并部署启动维护设施中的测量装置。
又如，苏黎世公共交通（VBZ）的维护是依赖于公共地理信息系统工具，其内置1个MS Access 数据库，包括铁路区段、车站、道岔等所有基础设施都位列于其中，并可实现可视化地理地图功能，在地图中按下一个按纽即可模拟城市的整个轨道交通网络。类似纽伦堡市这样的系统正在某些国家铁路中运行，用它来连续监测短期和长期维护周期中的重点部分，并通过ActiveX和点式网络设备将LabVIEW平台与地理信息系统工具相互连接。
5解决轨道缺陷问题
一种通过IT环境反馈产生的电子维修计划可以下载到质量设置点的维修设备中，以便解决轨道缺陷问题。以磨削轨头修整钢轨横截面形状为例，1对Blackfin处理器架构用来支持快速和系统地定位磨损或铁路区段缺陷，通过几次反复的磨削运作使线路恢复其原来的形状。其中1个Blackfin处理器为操作人员提供了1个多功能键盘、2个显示钢轨图像的液晶屏和1个可移动存储器。2个激光扫
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描仪以20Hz 的频率连续捕捉横截面快照，并通过
CAN 网络在线传输数据到CPU 。然后，该处理器
计算与参照横截面之间的偏差，并提供新设置点到由其他Blackfin 处理器控制的基本磨削装置。
这种磨削装置一共有6个独立的磨削头，每个磨削头具有基于静水原则操作机构的3种自由度。首先，磨削槽要横向水平移动到钢轨的内侧、外侧或轨端中间，然后，轮流移动到钢轨的最差部位，最终，磨削头被移动离开，一直到它接触轨头开始清除材料。Blackfin 处理器采用PWM 信号同时控制18个机械装置，每个装置可控制静水操作机构的阀门。此外，6个旋转传感器、6个译码计量仪表、18个无触点位置开关和6个压力传感器连续监测上述的定位过程。在采用传统方法时该定位过程需要数分钟的时间，而现在仅在几秒钟内就能将磨削头自动就位，最后磨削头开始工作除去钢轨的多余材料。一些坚固安全的外壳用来保护传感器等电子装置，以免它们受到飞溅火花、尘埃、湿气和热量的侵害。在钢轨磨削过程中，使用可移动媒体将一系列横截面测量数据下载反馈到IT 环境，以确保钢轨磨削质量。
6结语
综上所述，对诸如轨道、道岔、接触网等铁路
基础设施和机车车辆进行全面状态检测分析，是确保铁路尤其是高速、重载铁路安全运行的重要环节，也是制定经济合理维修计划的科学依据。实践证明，电子化、自动化和智能化检测手段是当今铁路装置设施检测的发展方向，它不仅比传统检测手段具有更高的工作效率和准确性，而且更重要的是它还能建立诸如状态修等新型铁路维修体制，以解决繁忙运输与维修之间的矛盾。为此，我国铁路应在现有检测手段的基础上，引进和消化吸收国外先进的数字化检测技术，大力发展国产化智能数字检测装备，为铁路安全快捷运营保驾护航。参考文献
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Schienenfehler in Gleisen und Weichen.
2009年12月23日，2009年全路计量工作会议在银川
召开。参加会议的有铁道部科技司调研员冯双洲、铁道部标准计量研究所书记杨琦和各铁路局计量主管人员。
冯双洲主持会议并代表铁道部科技司对2009年的铁路计量工作做了总结报告，提出2010年铁路计量的重点工作。
总结报告中指出，2009年，铁路计量战线的同志们深入学习实践科学发展观，按照“高标准、讲科学、不懈怠”的要求，围绕铁路运输安全的主线，规范铁路计量各项规章制度，强化铁专量具、技术机构和计量技术人员的管理，加大计量监督检查的力度，加强计量技术认证工作的监督管理，较好地完成了铁路计量各项任务。通过对客运专线、动车组现场计量器具配备状况、配备需求及计量技术管理的调研，为解决当前客运专线、动车组等检测设备（计量器具）的量值溯源中存在的困难和问题创造了基本条件。
2010年的铁路计量工作要继续以科学发展观为指导，
全面落实“高标准、讲科学、不懈怠”的要求，完善规章制度，提高人员素质，加强监督检查，努力提升铁路计量管理水平，在和谐铁路建设和铁路安全持续稳定中发挥作用。重点工作包括对计量管理专项检查发现问题的整改、继续做好铁路专用计量器具技术认证、完善铁专计量培训考核体系、做好计量人员培训、规范铁专计量标准考核管
理、加强铁专计量器具的量值溯源管理、做好铁道行业计量认证评审工作、开展铁路计量技术研究和铁路计量技术委员会工作等。
参加会议的各铁路局代表总结了本单位2009年的计量工作，反映工作中存在的主要问题，对2009年的铁路计量工作总结报告进行了充分讨论，并提出2010年计量工作建议。
会上还通报了2009年的计量管理专项检查结果。这次检查，从各铁路局的计量机构设置、计量器具管理、量值溯源管理、计量资源配备、站段计量管理、铁专量具管理、计量监督检查等方面综合评价。通报指出，各铁路局能够积极贯彻国家和铁道部的各项规定，结合本局的工作实际，创造性地开展工作，取得了一定的成绩。通报同时分析总结了一些单位在计量管理中存在的问题。
冯双洲在会议总结时就计量人员管理、培训，技术机构设置，计量监督检查，铁专量具管理、建标考核等工作提出了具体要求。
与会人员一致认为，应以科学发展观为指导，以铁路运输安全为重点，不断总结经验，适应新形势，加强计量管理。大家一致表示，要努力学习，适应新形势下高速铁路发展的需要，为铁路计量工作做出应有的贡献。
铁道部标准计量研究所李俊霞
2009年全路计量工作会议在银川召开
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铁路线路维护检测技术应用综述
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国内外高速铁路线路养护维修浅析 摘要：高速铁路线路养护维修的主要特点是按设备的状态进行必要的“状态修”，做到既不失修也不过剩修，避免了养护维修中的盲目性，使设备始终处于可靠受控状态。用地理信息系统将轨检车和车载添乘仪自动生成的设备数据与线路平面图连接，做到实时监控线路状态，同时将生成数据与历史数据对比。建立综合信息传输网，及时制定检修对策，用管理信息系统管理线路设备数据，指导养护维修。线路养护维修的组织管理分为“修养分开”和“修养合一”形式。我国线路养护维修组织管理以“修养分开”为目标，鼓励专业维修公司的发展，注重线路维修质量以及维修新技术的应用，以适应客运专线的养护维修。 关键词：高速铁路；养护；维修；分析 我国铁路线路养护维修主要是贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的维修原则，按照设备技术状态的各种变化不同程度地进行相应的维修工作。线路检测以人工每月检查为主，轨道检查车主要负责线路的动态检查。铁路线路的养护维修按周期有计划地进行，分为综合维修、经常保养和临时维修。 线路是列车高速、安全运行的基础设施，不论是整体，还是各组成部分都要有一定的坚固性和稳定性。受自然条件的影响和列车荷载的作用，线路设备的技术状态不断地发生变化。为适应高速运行和繁重运输任务的需要，必须采用先进的技术手段加强线路的养护维修工作，以保证线路的质量和行车安全。世界上一些国家在高速铁路线路的养护维修方面进行了大量的探索和实践。正确地认识和理解国外的实践成果，结合我国客运专线线路设备的特点，找出适合线路检修的模式，是尽快提高我国线路检修水平的捷径。 国外高速铁路的发展及其养护维修特点:外高速铁路发展三十多年，尤其是近十多年以来迅猛发展飞速发展。世界铁路处在各种交通运输的激烈竞争中，取得了高新技术，在某种程度上，铁路线路的质量代表了铁路技术的水平和行车速度的高低，而保证线路质量的关键是做好线路维修养护。 国外铁路发展的共同特点是想将线路变为少维修或不维修的轨道，以省力、经济、高效的新型线路维修为目标。维修水平主要表现在采用先进的检测系统、高度机械化作业方式、科学诊断和自动化管理方面。 国外铁路的研究及经验证明:在线路方面直接影响、控制行车速度的主要因素，一是线路的平、纵断面:另一是线路的平顺性。日本铁道线路专家佐藤吉彦
铁路线路养护-正文 为保持铁路经常处于符合铁路技术标准所规定的良好状态，对铁路路基、轨道等进行的养护修理作业。 铁路线路在列车重力和列车运动产生的各种力的作用下，以及在自然环境的影响下，会发生各种病害。常见的病害有：①铁路线路及其各组成部分在空间位置上的改变，如线路爬行，轨距扩大或缩小，线路方向错动，线路不均匀下沉或冻起等；②钢轨及其各组成部分发生磨损和疲劳；③轨枕损坏和道床脏污等。铁路线路病害影响列车的正常运行,甚至危及列车运行安全。因此,铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查，及时发现线路上一切不符合技术标准的现象和病害，并查清其原因，以便合理地计划和组织线路养护作业，消除病害或缩小病害影响，使线路经常处于完好状态，保证列车按照规定的速度，平稳、安全和不间断地运行。养护内容包括线路状态检查作业和线路养护修理作业。 线路状态检查主要形式是：①日常检查，是定时进行的例行检查；②定期检查，在春、秋两季对线路设备进行的全面检查，秋季检查结果是编制设备技术档案的原始资料，也是制定下一年度设备养护工作计划的依据；③专门检查，对钢轨状态、线路动态、线路纵断面和线路平面等进行的定期检查。 线路养护修理主要作业有：①轨道几何状态的整修，包括顺平线路、拨正方向、改正轨距、矫正轨底坡、调整轨缝和防爬锁定线路等；②保养并个别更换伤损的钢轨、轨枕及联结零件，或全部更新钢轨、轨枕及联结零件；③清筛并补充道碴，使其既密实又有弹性，并具有良好的排水性能；④保养并整修路基、排水及防护加固设备；⑤整修道口和线路标志；⑥做好其他属于延长设备使用寿命的修理工作，如焊补钢轨、辙叉，整修联结零件，补修轨枕等。道岔和曲线是线路上的薄弱环节，除进行上述有关作业外，还需根据特别规定的技术标准和要求，进行相应的作业项目。 线路养护修理一般采取周期性修理为主的方式，主要包括周期性轨道更新或大修,周期性轨道综合维修,以及经常性巡检和重点补修。中国铁路对线路养护修理作业划分为线路经常维修、线路中修和线路大修三个方面。 经常维修是预防线路发生一切不良现象，并及时消除已经发生的病害的作业。它包括：①线路维修，主要是以整修轨道几何形状及个别更换和修理保养轨道构件为主。维修工作程序采取周期性综合维修，经常保养和紧急补修相结合的方式。②线路巡查，包括巡道、巡山和巡河工作,巡道由专职巡道工按照批准
TG/GW102-2019 中国铁路总公司 普速铁路线路修理规则 2019年3月
前言 2006年铁道部发布的《铁路线路修理规则》（铁运〔2006〕146号）对指导线路修理，保证线路质量，确保铁路运输安全生产起到了重要作用。十多年来，铁路管理体制发生了较大的变化，工务“线桥结构现代化、施工作业机械化、企业管理科学化”取得了长足进步，工务维修体制改革收到了显著成效，现行《铁路线路修理规则》已不适应铁路改革和运输发展的要求。为贯彻落实“强基达标、提质增效”工作主题，不断提高普速铁路线路维护管理水平，提升线路设备质量和设备修理效率效益，中国铁路总公司工电部组织对《铁路线路修理规则》进行了修订，并更名为《普速铁路线路修理规则》。 本规则共分十一章和八个附录，主要规定了线路设备修理工作内容及工作组织、线路设备标准和修理要求、线路设备修理主要作业要求、线路设备大修设计及预算、线路设备修理标准、线路质量评定、线路设备检查、道口看守、平面和高程控制网、附则等内容。 本规则体现了进一步深化工务维修体制改革，实行检养修分开、车间组织生产、设备分级管理以及“集中修、专业修、机械修”的精神，吸收了近年工务维修体制改革和相关科研课题研究成果，吸纳了各铁路局集团公司线路维护管理经验，在确保安全的前提下，按照设备分级管理以及周期修与状态修相结合的原则，对设备修程修制、维护标准、检查评价等进行优化调整，以提高线路修理的科学性、经济性。 请各单位在执行本规则过程中认真总结经验，及时将意见反馈给中国铁路总公司工电部（北京市海淀区复兴路10号，邮政编码：100844），供今后
修订时参考。 本规则技术总负责人：康高亮、王保国 本规则主要起草人：赵文芳、曾宪海、郭战伟、吕关仁、吴细水、杨忠吉、张晓阳、田新宇、杨飞、马战国、肖俊恒、王树国、蒋金洲、姜子清、田常海、胡玉堂、刘维帧。 本规则主要审查人：李育宏、牛道安、万坚、姚冬、杨桉、孙晓南、贾跃军、冯文波、邱金帅、罗国伟、刘丙强、涂文靖、刘秀波、唐文龙、孟亮、江广坤、马生、闵国石、李明、雷重振、代永波、奚绍良、詹文华、陈福宾、许圣强、赵英超、谭丙磊、康庆涛、支洋、张启峰、魏刚、贾桂良。
《微弱信号检测技术》练习题 1、证明下列式子： （1）R xx(τ)=R xx(-τ) （2）∣ R xx(τ)∣≤R xx(0) （3）R xy(-τ)=R yx(τ) （4）| R xy(τ)|≤[R xx(0)R yy(0)] 2、设x(t)是雷达的发射信号，遇目标后返回接收机的微弱信号是αx(t-τo)，其中α?1，τo是信号返回的时间。但实际接收机接收的全信号为y(t)= αx(t-τo)+n(t)。 （1）若x(t)和y(t)是联合平稳随机过程，求Rxy(τ)； （2）在（1）条件下，假设噪声分量n(t)的均值为零且与x(t)独立，求Rxy(τ)。 3、已知某一放大器的噪声模型如图所示，工作频率f o=10KHz，其中E n=1μV，I n=2nA，γ=0，源通过电容C与之耦合。请问：（1）作为低噪声放大器，对源有何要求？（2）为达到低噪声目的，C为多少？ 4、如图所示，其中F1=2dB，K p1=12dB，F2=6dB，K p2=10dB，且K p1、K p2与频率无关，B=3KHz，工作在To=290K，求总噪声系数和总输出噪声功率。 5、已知某一LIA的FS=10nV，满刻度指示为1V，每小时的直流输出电平漂移为5?10-4FS；对白噪声信号和不相干信号的过载电平分别为100FS和1000FS。若不考虑前置BPF的作用，分别求在对上述两种信号情况下的Ds、Do和Di。 6、下图是差分放大器的噪声等效模型，试分析总的输出噪声功率。
7、下图是结型场效应管的噪声等效电路，试分析它的En-In模型。 8、R1和R2为导线电阻，R s为信号源内阻，R G为地线电阻，R i为放大器输入电阻，试分析干扰电压u G在放大器的输入端产生的噪声。 9、如图所示窄带测试系统，工作频率f o=10KHz，放大器噪声模型中的E n=μV，I n=2nA，γ=0，源阻抗中R s=50Ω，C s=5μF。请设法进行噪声匹配。(有多种答案) 10、如图所示为电子开关形式的PSD，当后接RC低通滤波器时，构成了锁定放大器的相关器。K为电子开关，由参考通道输出Vr的方波脉冲控制：若Vr正半周时，K接向A；若Vr 负半周时，K接向B。请说明其相敏检波的工作原理，并画出下列图(b)、(c)和(d)所示的已知Vs和Vr波形条件下的Vo和V d的波形图。
海洋激光遥感技术综述 随着国内确立了由海洋经济大国向海洋经济强国转变的发展战略，海洋参数遥感、海洋资源测绘、水下目标探测等领域的新原理及关键技术研究日益受到关注。利用上述研究成果获得海洋水体特征参数(如声速、温度、盐度、折射率、体粘滞系数等)，可为研究全球气候和生态环境体系，改善海洋环境、海洋灾害预警与海洋气象预报准确度，研究全球气候变暖对策等基础科学领域提供可靠的数据支持；也为我国在民生经济领域对海洋信息的探索与研究，以及对海洋资源的全方位、高效益和可持续地开发与利用具有重要的研究价值和显著的社会效益；特别对我国海军新的战略需求、海上利益保障和积极探索全球全域作战的战略战术提供技术保障。目前，声学探测手段在海洋探测领域一直占据着统治地位。然而，声波在海水中的传播速度不仅受海水的盐度、温度和水压等环境因素的影响较大，而且还受到海洋的边界条件和时空变化等的制约。声纳水下成像技术虽然探测距离较远，但图像分辨率较低，不易辨识小目标。此外，传统的接触式光学与电学海洋探测手段存在覆盖面小、测量速度慢、同步测量困难等缺点；而非接触式的星载微波辐射和红外辐
射遥感探测技术虽然可实现快速、大范围探测，但由于水体对微波和红外极高的吸收性，只能获得海水表层信息。因此，急需发展激光遥感新原理及关键技术来弥补海洋探测中的不足，实现高速、高精度、低成本和大面积的海洋探测。 近年来，随着光谱探测、干涉测量、微弱信号检测等技术和水体布里渊散射、拉曼散射理论的迅猛发展，以及相关高性能器件的相继出现，使海洋激光遥感的实时、多参量、高精度探测成为可能。目前，国内研究包括基于光散射理论的频率探测和基于成像的幅度探测的海洋激光遥感新原理及关键技术。众多科研院所在布里渊散射基础理论、布里渊散射谱信息获取技术、布里渊激光雷达探测水温、海洋水体特征参量获取、水体气泡、海洋地形地貌等领域开展了大量的基础理论与工程技术方面的研究工作，取得了多项原创性的研究成果。
浅析铁路线路中的维修与养护 摘要：作者针对铁路线路中的维修与养护进行了探讨，内容主要包括铁路线路病害分析、铁路线路维修的基本原则，最后对铁路线路维修以及维护的措施进行了全面的介绍。 关键词：铁路线路维修养护 随着我国铁路第六次大提速，铁路运量日益增长，轴重日益增加，对铁路线路维修与保养提出了更高的要求。铁路线路维修养护工作，应贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则。按线路设备技术状态的变化规律和程度相应地进行综合维修、经常保养和临时补修，有效地预防和整治线路病害，有计划地补偿线路设备损耗，以取得较好的技术经济效益[1]。 1、铁路线路病害分析 铁路线路由于长期裸露在恶劣的自然条件下，以及火车机车车辆的动力作用，线路设备不断机械磨损，道床、路基随时发生变形，轨道的几何尺寸也在不断地发生着变化。在加上未能够及时进行周期性的大、中修工作，或者紧急补修、计划维修的维修方法不当，亦或者重点整治比例安排的不合理等等因素都会对铁路线路造成很多的病害。从铁路线路的维修保养中我们可以看到，铁路轨道结构破坏主要有以下几种，曲线病害、钢轨及接头联接零件病害、线路爬行。为了保持线路质量均衡和设备完整，加强设备的使用寿命，找出其病害形成的原因，有效地预防病害的发生和发展，那么，加强铁路线路维修养护就显得尤为重要[2]。 2、铁路线路维修的基本原则 铁路线路是由路基、道床和轨道等组成，它是一个整体工程结构，其任何组成部分的改变或损坏，都将影响整体功能。铁路线路设备常年裸露在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使线路设备的技术状态不断地发生变化[3]。线路维修养护应贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，经常保持线路设备完整和维修质量，才能使列车以安全、平稳和不间断地运行。 3、铁路线路维修以及维护的措施 3.1线路整修 铺设前的线路整修工作。在无缝线路铺轨之前，要求工区根据铺轨安排，提前3-6 个月停止综合维修，有计划地进行线路全面整修工作，并在铺轨前不少于15 天完成。
1213225 王聪 微弱信号检测技术概述 在自然现象和规律的科学研究和工程实践中, 经常会遇到需要检测毫微伏量级信号的问题, 比如测定地震的波形和波速、材料分析时测量荧光光强、卫星信号的接收、红外探测以及电信号测量等, 这些问题都归结为噪声中微弱信号的检测。在物理、化学、生物医学、遥感和材料学等领域有广泛应用。微弱信号检测技术是采用电子学、信息论、计算机和物理学的方法, 分析噪声产生的原因和规律, 研究被测信号的特点和相关性, 检测被噪声淹没的微弱有用信号。微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用信号, 任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术, 从而将其应用于各个学科领域当中。微弱信号检测的不同方法 ( 1) 生物芯片扫描微弱信号检测方法 微弱信号检测是生物芯片扫描仪的重要组成部分, 也是生物芯片技术前进过程中面临的主要困难之一, 特别是在高精度快速扫描中, 其检测灵敏度及响应速度对整个扫描仪的性能将产生重大影响。 随着生物芯片制造技术的蓬勃发展, 与之相应的信号检测方法也迅速发展起来。根据生物芯片相对激光器及探测器是否移动来对生物芯片进行扫读, 有扫描检测和固定检测之分。扫描检测法是将激光器及共聚焦显微镜固定, 生物芯片置于承片台上并随着承片台在X 方向正反线扫描和r 方向步进向前运动, 通过光电倍增管检测激发荧光并收集数据对芯片进行分析。激光共聚焦生物芯片扫描仪就是这种检测方法的典型应用, 这种检测方法灵敏度高, 缺点是扫描时间较长。 固定检测法是将激光器及探测器固定, 激光束从生物芯片侧向照射, 以此解决固定检测系统的荧光激发问题, 激发所有电泳荧光染料通道, 由CCD捕获荧光信号并成像, 从而完成对生物芯片的扫读。CCD 生物芯片扫描仪即由此原理制成。这种方法制成的扫描仪由于其可移动, 部件少, 可大大减少仪器生产中的失误, 使仪器坚固耐用; 但缺点是分辨率及灵敏度较低。根据生物芯片所使用的标记物不同, 相应的信号检测方法有放射性同位素标记法、生物素标记法、荧光染料标记法等。其中放射性同位素由于会损害研究者身体, 所以这种方法基本已被淘汰; 生物素标记样品分子则多用在尼龙膜作载体的生物芯片上, 因为在尼龙膜上荧光标记信号的信噪比较低, 用生物素标记可提高杂交信号的信噪比。目前使用最多的是荧光标记物, 相应的检测方法也最多、最成熟, 主要有激光共聚焦显微镜、CCD 相机、激光扫描荧光显微镜及光纤传感器等。 ( 2) 锁相放大器微弱信号检测 常规的微弱信号检测方法根据信号本身的特点不同, 一般有三条途径: 一是降低传感器与放大器的固有噪声, 尽量提高其信噪比; 二是研制适合微弱检测原理并能满足特殊需要的器件( 如锁相放大器) ;三是利用微弱信号检测技术, 通过各种手段提取信号, 锁相放大器由于具有中心频率稳定, 通频带窄,品质因数高等优点得到广泛应用。常用的模拟锁相放大器虽然速度快, 但是参数稳定性和灵活性差, 而且在与微处理器通信时需要转换电路; 传统数字锁相放大器一般使用高速APDC 对信号进行高速采样, 然后使用比较复杂的算法进行锁相运算, 这对微处理器的速度要求很高。现在提出的新型锁相检测电路是模拟和数字处理方法的有机结合, 这种电路将待测信号和参考信号相乘的结果通过高精度型APDC 采样,
《微弱信号检测与放大》 摘要：微弱信号常常被混杂在大量的噪音中 ,改善信噪比就是对其检测的目的，从而恢复信号的幅度。因为信号具备周期性、相关性,而噪声具有随机性，所以采用相关检测技术时可以把信号中的噪声给排除掉。在微弱信号检测程中，一般是通过一定的传感器将许多非电量的微小变化变换成电信号来进行放大再显示和记录的。由于这些微小变化通过传感器转变成的电信号也十分微弱，可能是VV甚至V或更少。对于这些弱信号的检测时，噪声是其主要干扰，它无处不在。微弱信号检测的目的是利用电子学的、信息论的和物理学的方法分析噪声的原因及其统计规律研究被检测量信号的特点及其相干性利用现代电子技术实现理论方法过程，从而将混杂在背景噪音中的信号检测出来。 关键词：微弱信号；检测；放大；噪声 1前言 测量技术中的一个综合性的技术分支就是微弱信号检测放大，它利用电子学、信息论和物理学的方法，分析噪声产生的原因和规律，研究被测信号的特征和相关性，检出并恢复被背景噪声掩盖的微弱信号。这门技术研究的重点是如何从强噪声中提取有用信号，从而探索采用新技术和新方法来提高检测输出信号的信噪比。 微弱信号检测放大目前在理论方面重点研究的内容有： a.噪声理论和模型及噪声的克服途径； b.应用功率谱方法解决单次信号的捕获； c.少量积累平均，极大改善信噪比的方法； d.快速瞬变的处理； e.对低占空比信号的再现； f.测量时间减少及随机信号的平均； g.改善传感器的噪声特性； h.模拟锁相量化与数字平均技术结合。 2.微弱信号检测放大的原理 微弱信号检测技术就是研究噪声与信号的不同特性，根据噪声与信号的这些特性来拟定检测方法，达到从噪声中检测信号的目的。微弱信号检测放大的关键在于抑制噪声恢复、增强和提取有用信号即提高其信噪改善比SNIR 。根据下式信噪改善比（SNIR）定义
铁路工务线路车间安全大反思大检查全面整治阶段细化措施 集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
铁路工务线路车间安全大反思大检查全面整治阶段细化措施为深刻汲取“4.28”特别重大事故教训，确保我车间安全大反思大检查活动取得实效，按照桥工段安全大反思、大检查第三阶段活动安排统一部署，对照“三查三看六整治”的要求，现对车间安全生产大反思、大检查第三阶段活动作出安排。 一、时间安排 1．7月1日至7月31日，全面整治阶段。 2．8月1日至8月31日，全面巩固阶段。 二、总体要求导航仪品牌排名幽默笑话脱毛膏排行榜前10强 全面落实“自上而下，上下结合，翻箱倒柜，务求实效”的要求，进一步强化以人为本、安全发展理念，全面整治安全隐患，全面加强安全关键环节控制，全面深化安全基础建设，确保以旅客列车及提速安全为重点的运输安全持续稳定，为北京奥运会、残奥会的成功举办，为深入推进和谐武铁建设创造稳定的安全环境。 三、工作目标导航仪品牌排名幽默笑话脱毛膏排行榜前10强
车间安全生产工作必须实现“六消灭一确保”目标，即：消灭一般D类责任以上事故，消灭管内责任火灾爆炸事故，消灭设备故障，消灭严重违章违纪，消灭路外责任死亡事故，消灭施工晚点。确保北京奥运会、残奥会期间安全生产稳定，职工队伍稳定。 四、活动内容 1．进一步提高思想认识。车间工区要进一步对照“4.28”事故教训和近期全局连续发生的事故教训以及我段“6.24”、“6.25”站线脱线事故教训，对职工开展一次有针对性的安全再宣传、再教育，进一步认清全路安全工作面临的严峻形势，进一步提高对安全极端重要性的认识，营造浓厚的活动氛围，掀起活动的高潮。 2．扎实抓好问题整改。要在问题的整改上下真功、求实效，坚持边改边查、边查边整，层层抓好整改。 车间各工区要在7月20号前，对前期查找的问题进行一次认真梳理、分析，逐项制定整改措施，明确责任人和整改期限，一项一项地抓落实。对车间工区不能解决的问题，必须采取保安措施，同时要逐级上报、逐级解决。所有车间内解决的问题7月25日前务必全部整治到位。导航仪品牌排名幽默笑话脱毛膏排行榜前10强
学校代码： 11059 学号： Hefei University 毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATION 论文题目：基于PWM调制的微弱信号检测 学位类别：工学学士 年级专业： 作者姓名：孙悟空 导师姓名： 完成时间： 2015年5月8号
中文摘要 工程设计领域中在强噪声环境下对微弱信号的检测始终是个技术难点。因此，全面地去研究、分析微弱信号在时域、频域等方面的特点，以及微弱信号的检测技术，都非常重要且有意义的。 本文首先介绍了在电子设备中元器件内部因为载流粒子的运动及外部因素导致系统噪声产生的原理。阐述了在分析研究微弱信号的方法中，时域分析法是目前应用范围最为广泛的分析方法，比如短时Fourier、小波变换。在此基础上，本文从工程设计的角度重点分析了PWM技术检测微弱信号的原理及实现的方法。PWM检测技术是利用PWM脉冲对微弱信号的调制, 从而达到进行频谱搬移。最后，对于调制后的信号，本文中采用带通、全波整形以及低通等三种方式实现了对待调制信号的解调，并在解调端得到最终的解调信号。 在电路仿真方面本文给出了基于Multisim软件的系统电路仿真图。通过搭建各个模块然后利用仿真电路给出了系统调制解调的各个过程及波形图。利用示波器对系统调制、解调等模块的波形检测可以发现各个模块的信号波形与理论波形基本吻合，系统的设计满足对微弱信号检测的要求。 关键词:微弱信号检测；频谱搬移；PWM调制
Abstract The detection of weak signal in the field of engineering design is always a technical difficulty.. Therefore, it is very important and meaningful to study and analyze the characteristics of weak signal in time domain and frequency domain and the detection technology of weak signal.. In this paper, we first introduce the in Zhongyuan electronic equipment device for load flow particle's motion and external factors lead to system noise principle. In the research of weak signal analysis, time-domain analysis is the most widely used method, such as short time Fourier and wavelet transform.. On this basis, the paper analyzes the principle and the method of the weak signal detection from the angle of the engineering design from the point of view of the engineering design.. PWM detection technology is the use of PWM pulse modulation of the weak signal, so as to achieve the frequency shift. Finally, for modulated signals, this paper by band-pass, full wave shaping and low pass in three ways the treated signal modulation and demodulation, and the final demodulation signal at the end of the demodulation. In the circuit simulation, the paper presents the simulation chart of the system circuit based on Multisim.. By building each module and using the simulation circuit, the process and the waveform of the system modulation and demodulation are given.. Using the oscilloscope system modulation and demodulation module of waveform detection can be found that each module of signal waveform and theoretical waveforms are basically consistent, the design of the system meet the requirements of weak signal detection. .Keyword：Weak signal detection ；Frequency shift ；PWM detection
微弱信号检测 课程论文 题目数字滤波技术的研究 学生姓名 学号 院系 专业 指导教师 二ＯＯ九年十二月三十一日
数字滤波技术的研究 摘要：阐述了数字滤波技术的概念和特点，探讨了算术平均值法、积分平均值法、加权算术平均法、中值滤波法、滑动平均值法以及限幅滤波法等几种常用的数字滤波技术。 关键词：数字滤波技术；特点；常用方法。 一、概述 在信号的检测与处理过程中，干扰信号经常会使系统不稳定，有时甚至能带来严重的后果。如果要消除干扰，可用数字字滤波技术对信号进行处理。数字滤波技术是指在软件中对采集到的数据进行消除干扰的处理。一般来说，除了在硬件中对信号采取抗干扰措施之外, 还要在软件中进行数字滤波的处理, 以进一步消除附加在数据中的各式各样的干扰, 使接收到的信号能够真实地反映传递信息的实际情况。 二、数字滤波技术的特点 对于一般的测量仪器, 检测现场传感器所测到的信号不可避免地要混杂一些干扰信号, 尤其在长线传输时更是如此, 在模拟控制系统中, 都是由硬件组成各种各样的滤波器滤除干扰。在数字控制系统里, 除一些必要的硬件滤波器外, 很多滤波任务可由数字滤波器来承担, 数字滤波器实质上是一种数字处理方法, 是由程序实现的数学运算。数字滤波又称软件滤波。数字滤波在数字控制系统里得到成功的应用, 因为与硬件滤波相比, 数字滤波有很多优点。 数字滤波是对数字进行滤波, 因此它不仅适用于测量仪器的现场测量, 也同样适用于其它用到数据处理的领域, 如图象信息, 地形地貌信息等庞大数据的数据处理。 数字滤波的优点是 1. 数字滤波器是由程序实现的, 不需增加硬设备, 且可以多个输人通道共用, 因而成本低。 2. 由于数字滤波是由程序实现的, 不需硬设备, 因而可靠性高, 稳定性好, 同时不存在阻 抗匹配的问题。 3. 使用灵活, 修改方便。 如果在某个回路要更换滤波器, 若采用更换硬件的方法就要更换器件或设备, 更换费用高且很麻烦, 而采用数字滤波的方法只需调用另一个滤波子程序即可。若要更改滤波器参数, 数字滤波器只需修改内存中的某个数据即可, 非常灵活。 4. 可以实现硬件滤波无法实现或难以实现的滤波任务。 以低通滤波器来说, 如果截止频率很低, 便要求滤波器的电阻和电容值很大, 电阻太大, 滤波器的稳定性差, 电容值大则体积大。但对数字滤波来说只是某几个参数不同比如时间常数, 实现起来很方便。另外有些滤波方法用硬件实现是很困难的, 但用数字滤波就很容易比如判断滤波。 三、几种常用的数字滤波方法 1. 算术平均值法
兰州交通大学课程论文 题目：铁路线路养护维修 学号：200802064 姓名：丁曦彤 专业：土木工程
铁路线路养护维修概述 引言：铁路运输，对于国民经济健康稳定的发展，具有极其重要的作用，这一点是众所周知的。我国铁路的发展速度之快，令世人瞩目。然而，就算是我国铁路如此迅猛的发展，也仍然不能满足客货运输的需求。这样的结果就是：中国铁路以有限的资源承载着世界上最大的铁路运输量！超载运输，超员运输已经成为中国铁路正常健康运营的一大瓶颈和亟待解决的突出问题！ 铁路运输工作中，一个永恒的主题就是——安全运输或者说是安全生产！而安全生产的关键就是确保设备和人身安全。线路轨道是铁路运输的基础，身为铁路工务部门的一名职工，如何搞好工务线路及设备的维修养护工作，为铁路运输安全畅通夯实基础，这不仅仅是我的职责，同时也对确保铁路运输的安全具有极为重要的意义。 一．铁路线路的维修养护 为保持铁路经常处于符合铁路技术标准所规定的良好状态，对铁路路基、轨道等进行的养护修理作业。 铁路线路在列车重力和列车运动产生的各种力的作用下，以及在自然环境的影响下，会发生各种病害。常见的病害有：①铁路线路及其各组成部分在空间位置上的改变，如线路爬行，轨距扩大或缩小，线路方向错动，线路不均匀下沉或冻起等；②钢轨及其各组成部分发生磨损和疲劳；③轨枕损坏和道床脏污等。铁路线路病害影响列车的正常运行,甚至危及列车运行安全。因此,铁路线路养护的基本任务就是通过对线路的系统检查，及时发现线路上一切不符合技术标准的现象和病害，并查清其原因，以便合理地计划和组织线路养护作业，消除病害或缩小病害影响，使线路经常处于完好状态，保证列车按照规定的速度，平稳、安全和不间断地运行。养护内容包括线路状态检查作业和线路养护修理作业。 线路状态检查主要形式是：①日常检查，是定时进行的例行检查；②定期检查，在春、秋两季对线路设备进行的全面检查，秋季检查结果是编制设备技术档案的原始资料，也是制定下一年度设备养护工作计划的依据；③专门检查，对钢轨状态、线路动态、线路纵断面和线路平面等进行的定期检查。 线路养护修理主要作业有：①轨道几何状态的整修，包括顺平线路、拨正方向、改正轨距、矫正轨底坡、调整轨缝和防爬锁定线路等；②保养并个别更换伤损的钢轨、轨枕及联结零件，或全部更新钢轨、轨枕及联结零件；③清筛并补充道碴，使其既密实又有弹性，
浅谈重载铁路桥隧维修与养护 1、概述 重载铁路有着非常高的效率和效益, 适用于大宗散装货物, 特别是铁矿石、煤等的大量运输。重载铁路是新时期铁路的发展必然趋势和主要内容之一。日前，中南通道重载铁路（郑局辖段）基本竣工，即将交付使用，这就意味着未来的工作将对我工务系统全体职工的理论和实践水平提出更高的要求。于是了解重载铁路线路设备现状、重载铁路病害的产生，探索并掌握重载铁路病害整治的方法，完善日常维护管理措施尤为紧迫和重要。 在铁路线路设备的维护中，桥隧始终是重点。桥隧是铁路工务设备中永久性的大型结构物，也是铁路行车设施的重要组成部分和确保铁路运输安全畅通的关键设备，具有结构复杂、技术性强、修建困难、造价较高的特点。一旦损坏，轻则限速减载，重则中断行车。重载铁路的荷载大，通过桥梁和隧道时，将引起更为突出的动荷载以及基础的扰动。于是在重载铁路线路的日常养护中，桥隧更是重中之重。 笔者系郑州铁路局月山工务段桥隧高级技师，在桥隧养护方面有着近三十年的理论和经验。在本文中，笔者结合重载铁路的特点和桥隧养护的经验，将具体谈谈重载铁路桥梁和隧道的维修与养护问题。 2、重载铁路病害及其养护 重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。总重可达1 万t～2 万t,轴重可达
30 t,行车密度可达1 万t/km 。重载铁路最主要的特点是运量大和轴重大。这两大特点必然使桥隧结构承受较大的荷载,由此造成桥隧结构及其部件的破坏速度较普通线路快,线路变形也增加较大。从而使线路维修养护工作量和维修成本都较普通线路加大。 桥上线路。 造成桥面线路病害的主要因素是荷载。运量大和轴重大是现今重载铁路的主要特点, 这两个特点导致桥面轨道结构的荷载承受加大。荷载的增加会导致轨道受力变形的增加，而线路变形后轨面不平顺又会使列车对线路的冲击破坏加剧。特别是重载铁路,轨道承受的荷载大, 在大密度运行列车的冲击作用下, 这种相互影响更大，这将对桥梁产生更大的动荷载作用，引起过大挠度，支座破坏、基础沉降等。另外值得注意的是，桥梁和桥梁两端线路的过渡部分，由于存在刚度差。具体地说，就是桥隧两端过渡线路基础柔度较桥段基础要大，容易引起不均匀沉降，这样在桥两端的过渡部分的轨道变形以及磨损更为突出。因此养护中应注意： ( 1)及时进行桥面、隧道内轨道几何尺寸的检查和矫正。重载铁路线路轨道变形频率大，应加强检查矫正的力度。同时重视桥面钢轨的探伤工作。 ( 2)保持道床的弹性，桥涵两头和路基下沉地段, 极易出现石碴缺少病害, 这时就要补充石碴,只有石碴补足了再整轨道几何尺寸才能保持住。为了防止桥梁和路基刚度差异引起的桥头跳车, 与桥相连的、路基需进行特殊处理。日本铁路对桥头路基填土的特殊处理措施是,
微弱信号检测电路实验报告 课程名称：微弱信号检测电路 专业名称：电子与通信工程＿＿＿年级：＿＿＿＿＿＿＿ 学生姓名：＿＿＿＿＿＿ 学号：＿＿＿＿＿ 任课教师：＿＿＿＿＿＿＿
微弱信号检测装置 摘要：本系统是基于锁相放大器的微弱信号检测装置，用来检测在强噪声背景下，识别出已知频率的微弱正弦波信号，并将其放大。该系统由加法器、纯电阻分压网络、微弱信号检测电路组成。其中加法器和纯电阻分压网络生成微小信号，微弱信号检测电路完成微小信号的检测。本系统是以相敏检波器为核心，将参考信号经过移相器后，接着通过比较器产生方波去驱动开关乘法器CD4066，最后通过低通滤波器输出直流信号检测出微弱信号。经最终的测试，本系统能较好地完成微小信号的检测。 关键词：微弱信号检测锁相放大器相敏检测强噪声
1系统设计 1.1设计要求 设计并制作一套微弱信号检测装置，用以检测在强噪声背景下已知频率的微弱正弦波信号的幅度值。整个系统的示意图如图1所示。正弦波信号源可以由函数信号发生器来代替。噪声源采用给定的标准噪声（wav文件）来产生，通过PC 机的音频播放器或MP3播放噪声文件，从音频输出端口获得噪声源，噪声幅度通过调节播放器的音量来进行控制。图中A、B、C、D和E分别为五个测试端点。 图1 微弱信号检测装置示意 （1）基本要求 ①噪声源输出V N的均方根电压值固定为1V±0.1V；加法器的输出V C =V S+V N，带宽大于1MHz；纯电阻分压网络的衰减系数不低于100。 ②微弱信号检测电路的输入阻抗R i≥1 MΩ。 ③当输入正弦波信号V S 的频率为1 kHz、幅度峰峰值在200mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 （2）发挥部分 ①当输入正弦波信号V S 的幅度峰峰值在20mV ~ 2V范围内时，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 ②扩展被测信号V S的频率范围，当信号的频率在500Hz ~ 2kHz范围内，检测并显示正弦波信号的幅度值，要求误差不超过5%。 ③进一步提高检测精度，使检测误差不超过2%。 ④其它（例如，进一步降低V S 的幅度等）。
题目： 锁相放大器的原理及应用 姓名： 单位： 学号： 联系方式：
摘要 锁相放大器又称锁定放大器是对正弦信号（含具有窄带特点的调幅信号）进行相敏检波的放大器，它实际上是一个模拟的傅立叶变换器，在强噪声下，利用有用信号的频率值准确测出有用信号的幅值。应用在科学研究的各个领域中：如通讯、工业、国防、生物、海洋等。本文主要介绍了锁相放大器原理，发展过程，基本组成，重要参数和在各方面的应用。 关键词：锁相放大器，噪声，傅立叶变换
一、锁相放大器的定义 锁相放大器是一种对交变信号进行相敏检波的放大器。它利用和被测信号有相同频率和相位关系的参考信号作为比较基准，只对被测信号本身和那些与参考信号同频（或者倍频）、同相的噪声分量有响应。因此，能大幅度抑制无用噪声，改善检测信噪比。此外，锁相放大器有很高的检测灵敏度，信号处理比较简单，是弱光信号检测的一种有效方法。锁相放大器又称锁定放大器是对正弦信号（含具有窄带特点的调幅信号）进行相敏检波的放大器，它实际上是一个模拟的傅立叶变换器，在强噪声下，利用有用信号的频率值准确测出有用信号的幅值。应用在科学研究的各个领域中：如通讯、工业、国防、生物、海洋等。 二、锁相放大器的历史 上世纪六十年代美国公司研制出第一台利用模拟电路实现微弱正弦信号测量的锁相放大器，使微弱信号检测技术突破性飞越，为解决大量电子测量做出贡献，在物质表面组份分析以及表面电子能态研宄方面有重大意义。自上世纪后期开始，国内外越来越多的人开始研宄锁相放大器，随着科技的发展，越来越多性能优良的锁相放大器被研发出来，在各个领域应用广泛，极大程度上推动了各个学科的发展，目前，从提高系统的灵敏度、减小噪声带宽、提高检测精度、改善信噪比上都有了很大的进步。近年来，数字电子技术飞速发展，锁相放大器也在这一契机下，出现了模数混合的锁相放大器与数字锁相放大器，这在一定程度上弥补了由于物理器件造成的模拟锁相放大器的缺点，极大改善了性能，提升了研究层次与扩大了应用范围。国外相较于国内而言，起步要早一些，己研发出一系列锁相放大器。美国公司、美国公司是行业的龙头企业，它们所研制的模拟型：、和数字型：、、、均已有较成熟的发展与应用。其中公司是世界范围内数字锁相放大器研制的佼佼者，该公司的产品在到的频率带宽内可测，具有自动获取、自动补偿功能，具有谐波抑制功能、度的相位分辨率和大于的动态保留，时间常数位从到可调，它的数字信号处理设计使它具有很大的动态存储，这就减少了使用带通滤波器时带进的噪声以及系统的不稳定性。就国内而言，南京大学唐鸿宾等对锁相放大器的研宄起步较早，研发出了系列锁相放大器，该校微弱信号检测中心顺势
1 1.铁路线路的养护 2 铁路运输永恒的主题是安全生产，安全生产的关键就是确保设备和人身安全。3 线路轨道是铁路运输的基础，身为铁路工务部门的一名职工，如何搞好工务线4 路设备的维修养护工作，为铁路运输安全畅通夯实基础是我的职责，也对确保5 铁路运输的安全具有极为重要的意义。下面就结合这几年在朔黄铁路从事工务6 设备养护维修心得，谈一下对重载铁路养护维修的一些体会。 7 1.1、铁路线路、重载铁路的涵义及线路养护的作用和意义 8 铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成。它是一个整体工程结构，共同发9 挥各自的功用，其任何组成部分的改变或损坏，都将影响整体功能。 10 重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密11 度和运量特大的铁路。总重大可达１～２万吨，轴重大可达３０吨，行车密度12 大可达１万吨千米／千米。根据重载铁路的定义标准，朔黄铁路已经达到了重13 载铁路的条件。 14 铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，它常年裸露在大自然中，经受着风雨15 冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，16 钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使线路设备的技术状态不断地发生变化。 17 线路维修养护贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，经常保持线路18 设备完整和质量均衡，是列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽19 量延长设备的使用寿命。因此，合理养护线路，确保线路质量是保证工务部门20 安全生产的前提，也是保证铁路运输安全的基础，对企业经济效益的增长、人21 民生命财产的保障和国民生产总值的提高都有很重要的意义。 22 1.2、重载铁路线路设备现状的基本情况分析 23 重载铁路最主要的特点是运量大和轴重大。这两大特点必然使轨道结构承受较
1.铁路线路的养护 铁路运输永恒的主题是安全生产，安全生产的关键就是确保设备和人身安全。线路轨道是铁路运输的基础，身为铁路工务部门的一名职工，如何搞好工务线路设备的维修养护工作，为铁路运输安全畅通夯实基础是我的职责，也对确保铁路运输的安全具有极为重要的意义。下面就结合这几年在朔黄铁路从事工务设备养护维修心得，谈一下对重载铁路养护维修的一些体会。 1.1、铁路线路、重载铁路的涵义及线路养护的作用和意义 铁路线路是由路基、轨道和桥隧建筑物组成。它是一个整体工程结构，共同发挥各自的功用，其任何组成部分的改变或损坏，都将影响整体功能。 重载铁路是指用于运载大宗散货的总重大、轴重大的列车、货车行驶或行车密度和运量特大的铁路。总重大可达１～２万吨，轴重大可达３０吨，行车密度大可达１万吨千米／千米。根据重载铁路的定义标准，朔黄铁路已经达到了重载铁路的条件。 铁路线路设备是铁路运输业的基础设备，它常年裸露在大自然中，经受着风雨冻融和列车荷载的作用，轨道几何尺寸不断变化，路基及道床不断产生变形，钢轨、联结零件及轨枕不断磨损，因而使线路设备的技术状态不断地发生变化。线路维修养护贯彻“预防为主，防治结合，修养并重”的原则，经常保持线路设备完整和质量均衡，是列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长设备的使用寿命。因此，合理养护线路，确保线路质量是保证工务部门安全生产的前提，也是保证铁路运输安全的基础，对企业经济效益的增长、人民生命财产的保障和国民生产总值的提高都有很重要的意义。 1.2、重载铁路线路设备现状的基本情况分析
重载铁路最主要的特点是运量大和轴重大。这两大特点必然使轨道结构承受较大的荷载，由此造成轨道结构及其部件的破坏速度较普通线路加快，线路变形也增加较大。从而使线路维修养护工作量和维修成本都较普通线路加大。从过去几年的养护维修情况分析，重载铁路轨道结构破坏的主要形式有轨道部件破损（尤其是夹板裂纹，接头螺栓折断，弹条折断），钢轨表面的不平顺（波形磨耗等）及线路的严重下沉三种。轨道部件伤损和轨面不平顺产生的主要原因是接头部位的强大冲击力的反复作用，使得这些部位的部件产生疲劳伤损所致。线路严重下沉主要由两方面原因造成：一是道床的沉陷变形；二是路基病害造成的基床坍塌；三是桥涵两头路基的不均匀下沉。根据铁科院的研究资料，道床的破坏与通过总重成线形关系，而路基破坏则与通过总重的２４成正比，所以这也同时说明重载列车对路基的破坏更加严重。由于路基的变形最终反映在轨道的变形上，因而这些破坏最终都导致了线路维修工作量的增加。所以我就从轨道结构加强与养护和路基设施养护两个方面做一些探讨。 1.3、重载铁路线路的病害产生原因及整治方法分析 Ａ、轨道结构的养护维修 （一）重载铁路轨道受力的影响因素 1、与任何其他工程结构一样，列车荷载与轨道抗力的相互作用关系决定了轨道的破损程度和使用寿命。按照目前国际上普遍采用的连续弹性基础梁轨道强度理论，影响轨道结构受力的因素主要有荷载、轨枕、道床和钢轨四个方面。荷载是造成轨道受力的根本源泉，轨道受力主要是来自荷载。荷载与轨道的受力与变形成线形关系，荷载增加的百分数与轨道结构受力与变形增加的百分数基本相同。