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地铁杂散电流监测系统研制的开题报告
开题报告
一、题目：地铁杂散电流监测系统研制
二、选题依据
城市轨道交通是现代城市重要的公共交通方式之一，其发展能有效缓解交通拥堵问题，提高城市的交通效率和人民的出行质量，为人们的生产和生活带来更多的便利。但是，城市轨道交通作为一种大规模的智能化交通系统，其安全问题一直备受关注，其中最致命的问题是轨道电路系统的故障，主要表现为轨接点卡滞、线路绝缘破损、供电系统故障等，这些故障都有可能导致轨道交通列车停运甚至出现重大事故。
对于轨道电路系统的故障，地铁杂散电流是其最常见的表征之一。地铁杂散电流是指因轨道电路系统内部结构不良导致的电流波动，导致列车信号优劣变化，从而影响列车的正常运行。目前在国内，对于地铁杂散电流的监测和分析主要还是以人工进行，效率低、误差高，且无法全天候、实时监测，难以确保地铁运营的安全性和稳定性。因此，有必要研制一套适用于地铁杂散电流实时监测和分析的系统，以确保轨道交通的安全、高效和持续运行。
三、研究目的和意义
研制一套适用于地铁杂散电流实时监测和分析的系统，是为了解决目前地铁轨道电路系统故障检测中存在的问题，提高地铁运营的安全性、稳定性和效率，保障城市轨道交通的正常运行，同时具有以下重要意义：
1.实现地铁杂散电流自动化检测和分析：目前对于地铁杂散电流的检测和分析还主要是依赖于专业技术人员进行人工判断，效率低、误差高。而我们研发的地铁杂散电流监测系统可以自动化监测和分析杂散电流数据，能够准确地判断轨道电路故障情况并预警，从而实现对杂散电流的自动化检测和分析，提高了检测和分析效率。
2.提高地铁运营的安全性和稳定性：地铁杂散电流是轨道电路故障的主要表现之一，对于其实时监测和分析可以有效预防轨道电路故障的发生，保障地铁运营的安全性和稳定性。
3.提高轨道交通的效率：由于研发的地铁杂散电流监测系统可以实时监测轨道电路的故障情况，可以减少轨道电路故障的发生，提高地铁的运行效率，缩短司机的停车时间，减少乘客的等待时间，优化乘客的出行体验。
四、研究内容和技术路线
1.系统硬件设计：研发地铁杂散电流监测系统的硬件主要包括模拟电路、数字处理单元、传输单元、显示单元等部分。其中模拟电路主要负责测量和采集地铁杂散电流数据，数字处理单元主要负责地铁杂散电流数据的计算、处理和分析，传输单元主要将计算好的数据传输到显示单元进行展示。
2.系统软件设计：根据硬件设计的需求，软件设计主要包括数据处理算法、实时数据传输算法和数据图形化展示算法等部分。数据处理算法主要包括衰减补偿算法、平均值处理算法、相位检测算法等。实时数据传输算法主要针对数据处理算法处理好的数据实施实时传输，并进行数据的存储和备份。数据图形化展示算法主要目的是将处理好的数据图像化展示，使监测者可以快速判断轨道电路故障情况。
3.技术路线：地铁杂散电流监测系统的技术路线主要包括模拟电路设计、数据处理算法设计、数字信号处理软件设计、数据实时传输算法设计和数据图形化展示算法设计。其中，模拟电路和数字信号处理软件设计是系统的核心技术，数据实时传输算法和数据图形化展示算法设计是系统的重要组成部分。
五、预期成果
研发地铁杂散电流监测系统后，预期可以实现以下成果：
1.实现地铁杂散电流自动化检测：地铁杂散电流监测系统可以实现对地铁杂散电流数据的自动化监测和分析，提高了检测和分析效率。
2.提高地铁运营的安全性和稳定性：地铁杂散电流监测系统可以实时监测轨道电路故障情况，并进行预警，提高了地铁运营的安全性和稳定性。
3.提高轨道交通的运行效率：地铁杂散电流监测系统可以减少轨道电路故障的发生，提高了地铁的运行效率，同时也提高了乘客的出行体验。
六、预算和进度安排
1.预算安排：地铁杂散电流监测系统的预算主要涉及硬件、软件和人员成本。预计将需要约100万元，在此基础上，加上20%的备用费用共计预算120万元。
2.进度安排：地铁杂散电流监测系统的研发周期预计为2年。其中第一年主要是进行系统设计和软件算法的编写；第二年主要是进行系统的整合、测试和应用等工作。
七、参考文献
1.轨道电路杂散电流检测方法的研究，车辆与运载，2020年3期
2.铁路地面电磁场杂散电流监测与分析系统研究，交通标准化，2019年1期
3.城市轨道交通供电系统杂散电流监测技术研究，电器与能源管理，2018年8期