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光纤光栅的列车计轴的信号处理技术的开题报告

一、选题背景和意义

列车计轴是指利用车轮与铁轨互相作用，以测量列车在铁路上行驶时的速度以及

位置等相关参数的一种装置。在铁路运输中，准确的列车计轴系统是必不可少的，可

以实现车辆的精确运行控制和监测，在铁路运输安全和效率方面具有重要的作用。

而光纤光栅作为一种高精度和高可靠的传感技术，被广泛应用于列车计轴系统中

的轴箱位移、轮轴轴重、轨道几何形状检测等方面。在使用光纤光栅测量车轮与铁轨

的距离时，需要对光纤光栅采集到的信号进行实时处理，以获得与列车location相关

的参数数据。因此，研究光纤光栅的列车计轴信号处理技术具有重要的理论研究和实

际应用意义。

二、研究内容和目标

本次研究的目标是通过光纤光栅技术对列车的位置、速度和加速度等相关参数进

行精确测量，并对采集到的光纤光栅信号进行实时处理，以实现列车计轴的实时监测

和控制。主要研究内容包括：

（1）列车计轴光纤光栅传感器系统的设计和制作。

（2）采用信号处理技术对光纤光栅传感器采集到的数据进行实时处理。

（3）实验验证和分析。

三、研究方法和技术路线

（1）设计光纤光栅传感器系统，包括光纤光栅传感器的布置方式和数据采集系

统的设计等。

（2）对传感器采集到的信号进行预处理，包括滤波、放大等处理措施。

（3）建立列车计轴的数学模型，并开发相应的软件进行实时数据处理和计算。

（4）通过实验验证和分析，测试光纤光栅传感器对列车位置、速度和加速度等

参数的测量精度和实用性。

四、预期成果和应用价值

本次研究旨在开发实用的列车计轴光纤光栅传感器系统和信号处理技术，实现对

列车位置、速度和加速度等参数的高精度、实时监测和控制。预期成果包括设计出高

精度的光纤光栅传感器系统，并采用实时处理技术，将实验数据转化为列车location

相关的参数数据并输出。该研究对于提升列车运输的安全性和效率具有重要的实际应

用价值。