高速鐵路地震預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著中國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，較小的地震也可能對(duì)正在運(yùn)行的高速列車穩(wěn)定性造成極大地沖擊，導(dǎo)致危害旅客生命安全的重大事故。地震是一種發(fā)生概率較小但威脅極大的自然災(zāi)害，中國(guó)又是一個(gè)地震多發(fā)國(guó)家，所以中國(guó)高速鐵路正面臨地震的嚴(yán)重威脅。地震預(yù)警系統(tǒng)可以在地震發(fā)生后對(duì)區(qū)間內(nèi)正在運(yùn)行的高速列車進(jìn)行控制，在地震破壞波到達(dá)高速鐵路前對(duì)列車進(jìn)行減速停車以降低損失。所以，中國(guó)高速鐵路地震預(yù)警系統(tǒng)的發(fā)展完善十分迫切。本文對(duì)高速鐵路地震預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)----數(shù)據(jù)采

2、集技術(shù)進(jìn)行了研究，并設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴介紹了高速鐵路地震預(yù)警的原理及發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)連續(xù)定位方法和震級(jí)計(jì)算這兩項(xiàng)預(yù)警技術(shù)中的核心部分進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究作為支撐的關(guān)鍵技術(shù)----數(shù)據(jù)采集技術(shù)。⑵設(shè)計(jì)了基于C/S構(gòu)架的地震數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，詳細(xì)描述了基于 LabVIEW的客戶端設(shè)計(jì)，并提出了地震監(jiān)測(cè)站的設(shè)計(jì)框架，包括電源模塊、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和時(shí)鐘同步模塊。⑶研制了高精度地震監(jiān)測(cè)站數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)采用 STM32

3、+FPGA結(jié)構(gòu)。采用ES-T型三分向力平衡式加速度計(jì)作為地震信號(hào)傳感器，32位ADC芯片ADS1281進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，F(xiàn)PGA對(duì)多通道AD數(shù)據(jù)進(jìn)行并行讀取，通過(guò)SPI方式將打包數(shù)據(jù)傳輸至STM32單片機(jī)，再由單片機(jī)移植LWIP完成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)上傳。⑷研制了高精度時(shí)鐘同步模塊，模塊采用 STM32+FPGA結(jié)構(gòu)。采用 DP83640完成IEEE-1588網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步協(xié)議來(lái)獲取網(wǎng)絡(luò)授時(shí)PPS時(shí)鐘作為主用，UM220模塊獲取衛(wèi)星授時(shí)PPS時(shí)鐘作為