Радиотехнический мониторинг балластной призмы и земляного полотна железнодорожных путей

• Автор: Помозов, Валерий Владимирович
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА Е Обзор технологий дистанционного мониторинга
железнодорожных насыпей. Определение круга научных
задач
1.1 Современное состояние железнодорожного транспорта
1.2 Технические проблемы железнодорожного транспорта
1.3 Средства мониторинга железнодорожного пути
1.4 Радиотехнический метод
1.4.1 Практика использования радиотехнических комплексов
за рубежом
1.4.2 Основные требования к радиотехническому комплексу
ГЛАВА 2. Выбор вида зондирующего сигнала и способа
его формирования для радиотехнического комплекса
2.1 Свойства сверхширокополосных сигналов
2.2 Требования к формирователю зондирующих импульсов
для радиотехнического комплекса
2.2.1 Влияние параметров сигналов на характеристики радиотехнического комплекса
2.2.2 Влияние электрических характеристик зондируемых сред на выбор зондирующего сигнала
2.2.3 Выбор вида зондирующего сигнала
2.2.4 Коэффициент полезного действия импульсных антенн
2.2.5 Спектральные характеристики импульсов возбуждения
2.2.6 Особенности согласования формирователя импульсов с антенной
2.2.7 Определение требований к формирователю импульсов
2.3 Формирователи импульсов для радиотехнического комплекса
2.3.1 Формирователи импульсов на диодах с
резким восстановлением
2.3.2 Формирователи импульсов с диодными обострителями
2.3.3 Формирователи импульсов на лавинных транзисторах
Выводы по главе
ГЛАВА 3. Исследование путей создания импульсных антенн радиотехнического комплекса
3.1 Общие требования к антеннам радиотехнического комплекса
3.2 Подходы к проектированию антенных устройств
3.3 Узкополосные, сверхширокополосные и импульсные антенны
3.4 Общие особенности проектирования сверхширокополосных
и импульсных антенн
3.5 Возможность использования сверхширокополосных антенн
в качестве импульсных
3.6 Возможность использования наиболее известных типов импульсных антенн
3.6.1 ТЕМ-рупорные антенны
3.6.2 Дипольные антенны
3.7 Импульсная антенна для радиотехнического комплекса
3.7.1 Выбор варианта импульсной антенны
3.7.2 Результаты математического моделирования
3.7.3 Экспериментальные результаты.
Методика эксперимента
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Алгоритмы обработки сигналов радиотехнического
комплекса
4Л Известные методы обработки сигналов и возможность
их использования в радиотехническом комплексе
4.2 Технические требования, предъявляемые к алгоритмам обработки сигналов радиотехнического комплекса
4.3 Особенности обработки сигналов радиотехнического комплекса
4.3.1 Выбор способа визуализации регистрируемых сигналов
4.3.2 Алгоритм обработки « вычитание среднего»
4.3.3 Алгоритм обработки «горизонтальная фильтрация»
4.3.4 Алгоритм обработки «обратная фильтрация»
4.3.5 Алгоритм обработки «подавление переотражений»
4.4 Выработка оптимального автоматического алгоритма анализа радарограмм
Выводы по главе
ГЛАВА 5 Результаты внедрения радиотехнического мониторинга
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Таким образом, для задачи мониторинга балластной призмы и земляного полотна железных дорог в настоящее время возникла настоятельная необходимость разработки и производства высокопроизводительного специализированного радиотехнического комплекса. С учётом вышеизложенного материала можно сформулировать общие требования к радиотехническому комплексу :
1) Запись информации должна вестись сразу по трем каналам (ось и обочины пути). Комплекс должен иметь специальные виды передающих и приемных антенн;
2) Необходимо обеспечивать детализацию структуры балластного слоя, который состоит из слоёв различных материалов (щебня, песка, гравия), а также обеспечить достаточную глубину контроля (эти требования противоречивы с точки зрения выбора спектра зондирующего сигнала);
3) Должно обеспечиваться хорошее качество радиолокационного зондирования при наличии экранирующего воздействия железобетонных шпал и интенсивных помех, возникающих при работе в условиях железнодорожной инфраструктуры на скоростях движения вагонов - дефектоскопов и путеизмерителей до 120 км/ч;
4) Радиотехнический комплекс должен выявлять слои и объекты начиная с верхней части балластной призмы до глубин 2—3 м с учетом того, что балластная призма и земляное полотно могут обладать повышенным уровнем затухания в рабочем диапазоне частот из-за повышенного уровня накопленных загрязнений ;
5) Антенны комплекса должны размещаться в ограниченном подвагонном пространстве с отрывом от поверхности 50-60 см ;
6) Программное обеспечение комплекса должно обеспечивать обработку записанных радарограмм и их качественную интерпретацию с использованием автоматических методов.