基于GPS的接触网检测车杆位测试系统.docx

基于GPS的接触网检测车杆位测试系统Ξ波1,周国齐2,陈唐龙1高(1.西南交通大学电气工程学院,四川成都610031;2.兰州铁路局兰州供电段,甘肃兰州730000)摘要:针对目前普遍采用的接触网检测车杆位测试系统存在的问题,提出了一种基于GPS的改进方案.并详细介绍了GPS-OEM板的结构功能、通信协议和利用VB6.0中的MSComm控件实现PC机与GPS-OEM板之间串行通信的方法.实践证明本系统不但可以提高杆位测试精度,而且可以接触网检测车的自动化和智能化程度.关键词:接触网检测车;MSComm控件;GPS-OEM板;串行通信中图分类号:U225文献标识码:A距离脉冲引起的累计误差.和目前广泛采用的接触网检测车杆位测试系统相比,其自动化和智能化程度大大提高,而且还可以大大提高杆位测试的精度.引言随着我国电气化铁路的飞速发展,电气化铁路所占比例越来越大,同时也对电气化铁路的安全运营提出了更高要求.目前,接触网事故已构成影响电气化铁路发展及安全运营的一个重要因素.传统的接触网人工巡视方式费时、费力且属于静态检测,不能检测接触网的动态性能,因此采用现代化的接触网检测手段和方法显得十分迫切和必要.我国先后引进过日本、澳大利亚、德国等国家的接触网检测车,20世纪90年代初,我国开始自行开发研制接触网检测车,取得了良好的社会效益和经济效益.接触网检测车进行检测时,因为接触网参数是在列车运行中进行检测的,检测位置又瞬时变化,为了能够找出检测数据相对于杆位的相对位置,就必须首先检测杆位信号.杆位信号是检测车测试数据的坐标,一旦该信号错位,检测数据和实际位置就会发生混乱,检测也就失去了意义.目前,检测杆位的方法主要有内处理法、存储法、光敏感应法和图像识别法四种.但是无论采用那种方法或几种方法的综合运用,在开始检测时都要人工输入站区、杆位初始位置等信息,在检测中出现站区、杆位错位时尚须进行手动调节.根据全球卫星定位系统的原理,提出了一种基于GPS的接触网检测车杆位测试系统改进方案,和数据库有效结合,可以在开始检测时对初始站区、杆位进行识别和运行中站区、杆位进行自动校正,消除0系统GPS的构成及工作原理接触网检测车杆位测试系统由GPS卫星接收天线、GPS-OEM接收板、工业控制计算机、LED转换驱动电路、LED显示屏、以及监视器和相应数据采集处理软件组成.系统框图如图1所示.卫星接受1图1接触网检测车杆位测试系统GPS的组成天线采用抗干扰的有源天线模块,可有效防止多径效应.由于安装在高速运行的列车上,GPS-OEMΞ收稿日期:2002-11-12作者简介:高波(1976-),男,河北元氏人,硕士生.第3期高波等:基于GPS的接触网检测车杆位测试系统113接收板必须具有良好的动态性能和较高的位置数据输出率.可选用并行12通道NovAtelOEM4系列接收板,可以快速捕获卫星,无静态漂移,动态性能好,可提供高达20Hz的位置数据更新率,提供两个串口.信息输出格式灵活,提供几十种格式数据输出,输出信息包括:经度、纬度、高度、速度、加速度、航向、时间、载波相位、自检等几十个数据的十几条组合输出信息,输出间隔可调,二进制及标准NMEA-0183协议.GPS信号由天线接收后送入GPS-OEM接收板,通过RS-232串口送到工控机中.经过与数据库中的原始位置数据比较,经过计算得出当前的杆号,在显示器和LED显示屏上以数据方式显示,同时经过高速字幕合成在监视器上显示.其内容包括时间、当前站区、杆位信号、速度、里程等.PC机与GPS-OEM板串行通信的实现22.1GPS-OEM板的结构功能及通信协议GPS-OEM板结构小巧紧凑,性能可靠,可选性强,硬件结构和通信协议标准化,除具有各公司所特定的数据接口外,还都具有NMEA-0183美国国家海洋电子协会制定的用于航海仪器数据异步串行通信的通用接口标准,该协议具有二进制和ASCII码两种输出形式,可根据实际情况进行选择,便于二次开发1.图2为NovAtelGPS-OEM板的结构框架图.图2NovAtelGPS-OEM板结构框架图并行12通道,可快速捕获卫星,无静态漂移,提供载波相位输出,1PPS的标准时钟和高达20Hz的定位数据输出率.GPS-OEM板上有两个串口,传送GPS定位数据及诸如星历、精度因子等其他原始卫星信号数据,同时也可接收用户的控制信号和RTCMSC-104格式的差分GPS数据.在工控机和GPS-OEM板通信进行数据传输时,都采用异步串行传送方式.GPS-OEM板的串口通信协议为:串口波特率300～115200bps可调;无奇偶校验;8个数据位;1个起始位;1个停止位;其通信数据格式为标准NMEA-0183.NMEA-0183每条语句的格式如表1所示.表1NMEA-0183语句格式符号(ASCII)