如今，一種新型的系統(tǒng)化維護(hù)方法可以及時(shí)測(cè)量、定位和維修鐵路及有軌電車(chē)軌道出現(xiàn)的問(wèn)題。結(jié)合成熟的鐵路工程技術(shù)手段和先進(jìn)技術(shù)，包括Blackfin®處理器和圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)，可改進(jìn)和優(yōu)化公共交通。

在過(guò)去的十年中，鐵路或有軌電車(chē)已成為一種廣受歡迎的公共交通工具。尋求一種舒適及安全的交通工具的旅客不斷增多。運(yùn)輸負(fù)荷提高就需要更高的列車(chē)速度并縮短停頓間隔，因而也使鐵軌和電車(chē)處于更大的機(jī)械應(yīng)力之下，從而導(dǎo)致不可避免的過(guò)早磨損和惱人甚至危險(xiǎn)的故障(圖1)¹。處理這些應(yīng)力對(duì)鐵路和有軌電車(chē)軌道造成的損害，就需要更加強(qiáng)調(diào)監(jiān)控和維護(hù)。ADI公司的Blackfin處理器²和NI公司的圖形化可編程LabVIEW™³技術(shù)在鐵軌檢查系統(tǒng)中扮演著核心角色，獲取準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)并將其存儲(chǔ)，以便采取進(jìn)一步行動(dòng)，這樣能延長(zhǎng)鐵軌的工作壽命，提高公共交通服務(wù)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

圖1：系統(tǒng)化的鐵軌維護(hù)理念包括測(cè)量、定位和維修鐵軌故障

鐵軌：揭開(kāi)背后的秘密
當(dāng)新的鐵路和電車(chē)軌道鋪設(shè)好后，在澆注混凝土之前要進(jìn)行正確的軌道位置校驗(yàn)以確保質(zhì)量。完成安裝后隨著時(shí)間的推移，在日常運(yùn)行中問(wèn)題不可避免地開(kāi)始出現(xiàn)、蔓延。這些問(wèn)題是由車(chē)輪與鐵軌之間的機(jī)械接觸應(yīng)力造成的，這些應(yīng)力是極為復(fù)雜的彈簧 -質(zhì)點(diǎn)模型的一部分，其力學(xué)范圍涉及從列車(chē)的底盤(pán)和負(fù)載到鐵路地基。在歐洲，這些問(wèn)題的臨界參數(shù)和容差范圍可按照鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類(lèi)。^4–16鐵路維護(hù)的目標(biāo)是發(fā)現(xiàn)和測(cè)量這些問(wèn)題，并使它們保持在可接受的水平。

圖2：鐵軌參數(shù)分為軌道幾何形狀、縱向形貌和橫截面三類(lèi)

軌道幾何形狀
鐵軌的規(guī)格或者說(shuō)兩條軌道之間的距離會(huì)影響列車(chē)一側(cè)到另一側(cè)的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)使車(chē)輪和鐵軌的接觸點(diǎn)不斷移動(dòng)，以使磨損減至最低。

軌道傾斜度的變化會(huì)帶來(lái)?yè)u晃和振動(dòng)。傾斜的缺陷通常由鐵路地基的變形引起，鐵軌表面的起伏不平和孔洞也會(huì)引起傾斜。不過(guò)，有些系統(tǒng)性的傾斜面是必要的，這是為了在進(jìn)入和離開(kāi)彎道時(shí)盡量減少加速對(duì)旅客造成的不適。

恰當(dāng)?shù)?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/軌到軌" title="軌到軌" target="_blank">軌到軌間隔避免了當(dāng)列車(chē)高速迎面經(jīng)過(guò)時(shí)造成相撞事故的任何可能性。

縱斷面形貌
裂縫和斷裂是最讓人擔(dān)心的缺陷之一，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的結(jié)果，如脫軌。特征波長(zhǎng)為20毫米至100毫米的鐵軌波紋起伏在振幅超過(guò)0.05毫米時(shí)會(huì)形成一種煩人的噪聲。另一方面，其波峰為0.3毫米時(shí)，這種振動(dòng)會(huì)對(duì)鐵路路基造成不可逆轉(zhuǎn)的損害。波紋會(huì)沿著鐵軌蔓延，在科學(xué)意義上目前還弄不清楚它們是如何產(chǎn)生的。單個(gè)孔洞大多由轉(zhuǎn)彎或車(chē)輪跳動(dòng)造成，并可用數(shù)學(xué)多項(xiàng)式表達(dá)。它們是造成有軌電車(chē)線路突然顛簸的罪魁禍?zhǔn)住＠吓f鐵軌上經(jīng)常發(fā)生有規(guī)則的顛簸現(xiàn)象，這歸咎于每18米鐵軌段存在一處焊接接縫。

橫截面
新安裝的鐵軌頭端幾何形狀遵循一個(gè)經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)算的觸點(diǎn)幾何尺寸，這樣可優(yōu)化輪與軌道之間的接觸面。該形狀可用切線和特定的半徑進(jìn)行描述，提供了水平基準(zhǔn)，使車(chē)輪能經(jīng)濟(jì)、平滑而安全地滾動(dòng)(圖2)。

測(cè)量鐵軌
對(duì)于系統(tǒng)化和以目標(biāo)為導(dǎo)向的鐵路維護(hù)來(lái)說(shuō)，其關(guān)鍵需求是要全面了解對(duì)當(dāng)前鐵路或電車(chē)軌道網(wǎng)絡(luò)的幾何結(jié)構(gòu)狀態(tài)。這可通過(guò)一種智慧的測(cè)量策略來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種策略是將里程測(cè)量結(jié)果(測(cè)距)、軌道幾何形狀、縱向形貌和橫截面與精確的GPS定位相結(jié)合。所有這些參數(shù)通過(guò)移動(dòng)測(cè)量設(shè)備或裝備良好的測(cè)量車(chē)輛獲得。測(cè)量數(shù)據(jù)先通過(guò)ADI公司的Blackfin處理器進(jìn)行預(yù)處理，最后轉(zhuǎn)入分析軟件，在電子地圖上實(shí)現(xiàn)后期分析和精確的測(cè)量和故障定位(圖3)。

圖3：測(cè)量結(jié)果與 GPS數(shù)據(jù)相結(jié)合，以確定它們?cè)诘乩硇畔⑾到y(tǒng)(GIS)中的精確位置

軌道幾何形狀
采用精度在0.01毫米范圍內(nèi)的無(wú)觸點(diǎn)感應(yīng)傳感技術(shù)進(jìn)行軌距測(cè)量。基于軟件的FIR(有限脈沖響應(yīng))低通濾波器可抑制高頻噪聲，而隨后的移動(dòng)平均濾波器確保期望為連續(xù)值的結(jié)果中沒(méi)有“偽峰值”出現(xiàn)。類(lèi)似的方法也應(yīng)用于傾斜傳感器，工作時(shí)就像一個(gè)電子液位儀，具有± 10°的角范圍，精確度0.025°以?xún)?nèi)。所用的物理原理將頻率范圍限制在1 Hz以?xún)?nèi)。

測(cè)量軌到軌距離需要一套復(fù)雜且要求大量運(yùn)算的浮點(diǎn)算法，以便計(jì)算出絕對(duì)的水平和垂直距離(圖4)。

在車(chē)輛一側(cè)安裝高精度激光束，在1米到5米的距離內(nèi)其搖晃幅度為±5°，由Blackfin處理器控制。鄰近鐵軌的測(cè)量信號(hào)經(jīng)低通和中值濾波，并從極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為笛卡爾坐標(biāo)。在采用模式匹配算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算之前，要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的處理，如矢量旋轉(zhuǎn)和重采樣。其目的是在鐵路線內(nèi)找到幾何特征的一個(gè)準(zhǔn)確特征矢量。因?yàn)殍F路上存在許多障礙物，如石塊或雜草，這個(gè)矢量要采用真實(shí)性檢查器和跟蹤算法進(jìn)行運(yùn)算，以確保得出可靠和有效的結(jié)果。所有這一切都是在實(shí)時(shí)條件下由一個(gè)5 Hz循環(huán)完成的。

圖4：測(cè)量軌到軌距離(水平和垂直 )需要實(shí)時(shí)的高性能數(shù)字信號(hào)處理算法

縱向形貌
高速電渦流傳感器以微米級(jí)精度對(duì)鐵路表面情況進(jìn)行記錄(圖5)。線性編碼器處理來(lái)自磁環(huán)的信號(hào)，該信號(hào)作為里程表和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的觸發(fā)器。這個(gè)信號(hào)再經(jīng)過(guò) FIR帶通濾波器進(jìn)行濾波，可減少其特征波長(zhǎng)的頻譜。除了表面形貌，與冶煉相關(guān)的不規(guī)則處如局部淬火和焊接點(diǎn)也被一一記錄。

非接觸式渦流傳感器和磁性編碼器來(lái)采集" src="http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/42-09/AD42_09-FIG-05.jpg" />
圖5：鐵軌縱向形貌由非接觸式渦流傳感器和磁性編碼器來(lái)采集

橫截面形貌
激光技術(shù)是當(dāng)今最先進(jìn)的非接觸式測(cè)量方法，可獲得準(zhǔn)確的鐵軌橫截面形貌。根據(jù)所需的精確度或捕獲速度，無(wú)論是穿越激光束還是激光“幕”(圖6)都可用來(lái)進(jìn)行這項(xiàng)工作。對(duì)原始形貌信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)線性化、縮放處理，并濾除毛刺。

圖6：采用高速激光掃描儀捕獲的鐵軌形貌

老一代技術(shù)—計(jì)量設(shè)備
直到最近，維修人員仍在使用許多不同的測(cè)量設(shè)備來(lái)確定軌道上的裂縫和異樣。每種方法適合某一特定軌道缺陷，但除了少數(shù)例外以外，這些機(jī)械的方法缺乏足夠的精確度和可重復(fù)性的結(jié)果。最近幾年，工業(yè)解決方案供應(yīng)商，如Schmid Engineering，將先進(jìn)的處理器技術(shù)和最先進(jìn)的元件嵌入到他們的設(shè)計(jì)中。鐵路基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)中的此類(lèi)進(jìn)步逐漸將行業(yè)引向采用智能計(jì)量設(shè)備的移動(dòng)和多功能鐵軌測(cè)量時(shí)代。

鐵軌監(jiān)控設(shè)備(圖7)使用最先進(jìn)的技術(shù)來(lái)同步測(cè)量鐵軌橫截面形貌、頭端高度、軌距、傾角、深度和周?chē)h(huán)境溫度，所有這些都是在特定的可識(shí)別的位置進(jìn)行檢測(cè)和記錄的。

圖7：在惡劣的環(huán)境和緊迫的時(shí)間要求下，人們需要輕便、易于使用和富有成效的計(jì)量設(shè)備

所有關(guān)鍵特性現(xiàn)場(chǎng)就可處理和可視化，并可存儲(chǔ)在移動(dòng)存儲(chǔ)器中。隨著操作者或車(chē)輛沿鐵軌拉動(dòng)，RailSurf雪橇式計(jì)量設(shè)備就在連續(xù)監(jiān)測(cè)和記錄縱向軌道參數(shù)。它帶有若干傳感器，可以反映出各種問(wèn)題，如起伏、孔洞、裂縫以及軌距和傾角變化。由此產(chǎn)生的信息可以存儲(chǔ)在可移動(dòng)存儲(chǔ)器中或通過(guò)無(wú)線方式傳輸至一個(gè)操作界面。

圖8：基于Blackfin處理器和LabVIEW嵌入式模塊的RailSurf雪橇式計(jì)量設(shè)備可記錄縱向起伏不規(guī)則處。GPS接收器和傾角傳感器內(nèi)置在操作面板中

Blackfin處理器：系統(tǒng)的核心
Blackfin處理器作為這些便攜式測(cè)試工具的核心器件，通過(guò)提供動(dòng)態(tài)電源管理實(shí)現(xiàn)省電的工作方式，融合了微控制器(MCU)和DSP技術(shù)。MCU電路可方便地與可擴(kuò)展的輸入 /輸出(I/O)設(shè)備連接，如激光掃描儀、模擬和數(shù)字傳感器、鍵盤(pán)、TFT (薄膜晶體管)顯示器、電池電量計(jì)和移動(dòng)媒體存儲(chǔ)介質(zhì)。DSP部分專(zhuān)門(mén)用于處理先進(jìn)的數(shù)字算法，如濾波器、變換(例如FFT)、幾何偏差的確定，或者其它要求繁雜的計(jì)算任務(wù)。最近采用LabVIEW嵌入式模塊進(jìn)行的圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)取得了一些進(jìn)步，通過(guò)這些模塊的高層次框圖和面向數(shù)據(jù)流的語(yǔ)言，可為Blackfin處理器提供一個(gè)直接的編程模型。這種帶有隨時(shí)可以使用的數(shù)學(xué)分析模塊和圖形化多任務(wù)處理的高層次方案，將數(shù)字嵌入式設(shè)計(jì)的功能性提升到更高的水平。

測(cè)量機(jī)車(chē)
多功能機(jī)車(chē)的設(shè)計(jì)采用了一組5個(gè)相互連接的Blackfin處理器，它能夠記錄長(zhǎng)達(dá)10公里鐵路段的軌道參數(shù)，點(diǎn)到點(diǎn)分辨率為5毫米。

Blackfin處理器#1實(shí)現(xiàn)了通過(guò)鍵盤(pán)和兩個(gè)TFT顯示器的用戶(hù)交互系統(tǒng)。處理器#2以高速度記錄軌道幾何形狀和縱向形貌，并將處理器#3接收到的GPS信息嵌入到測(cè)量數(shù)據(jù)。連同處理器 #4捕獲的橫截面信息，所有數(shù)據(jù)最后形成數(shù)據(jù)流進(jìn)入處理器#5，處理器#5將海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在大容量RAM緩沖器中，以便最終以二進(jìn)制文件格式保存在移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)中。

缺陷定位
所獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)被輸入到一個(gè)公共的軟件平臺(tái)，該平臺(tái)將軌道幾何形狀、縱向形貌和橫截面以及GPS位置和里程信息關(guān)聯(lián)在一起。該平臺(tái)采用LabVIEW和工具包實(shí)現(xiàn)，可以作為一個(gè)公共的數(shù)據(jù)交換和分析工具。它可與多種測(cè)量設(shè)備、機(jī)車(chē)和維護(hù)機(jī)器進(jìn)行連接。應(yīng)用于測(cè)量數(shù)據(jù)的智能濾波器扮演著 X光設(shè)備一樣的角色，對(duì)關(guān)鍵的鐵軌缺陷進(jìn)行定位。這使得測(cè)量結(jié)果能真正數(shù)字化地還原整個(gè)鐵軌幾何形狀。之后則可根據(jù)這一基本信息采取相應(yīng)的措施，如維修或更換鐵軌。最終數(shù)據(jù)記錄文件可被無(wú)線連接到外部數(shù)據(jù)庫(kù)和 CAD軟件，以便將結(jié)果轉(zhuǎn)移到任何客戶(hù)的 IT環(huán)境中。

采用智能而強(qiáng)大的 LabVIEW濾波器查找缺陷
智能的LabVIEW濾波器審查縱向數(shù)據(jù)以找到有意義的癥狀。起伏數(shù)據(jù)則通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)分析進(jìn)行檢測(cè)，以便監(jiān)視縱向形貌的特征波長(zhǎng)。通過(guò)比較被測(cè)形貌與事先存儲(chǔ)的圖案以及對(duì)鐵軌與車(chē)輪機(jī)械接觸的仿真來(lái)跟蹤。裂縫呈現(xiàn)出顯著的瞬變特性，因此可以通過(guò)區(qū)分移動(dòng)數(shù)據(jù)窗口來(lái)發(fā)現(xiàn)。而傾角形貌的獨(dú)特振動(dòng)模式則通過(guò)持續(xù)運(yùn)行和評(píng)估的分析模型來(lái)進(jìn)行定位。

由此產(chǎn)生的癥狀信息也被輸入到相關(guān)“超級(jí)算法”中進(jìn)行運(yùn)算。在這里，信息或者被進(jìn)一步減少，或者從被測(cè)數(shù)據(jù)中提取出額外的高層次信息。例如，一個(gè)傾斜指示數(shù)據(jù)如果沒(méi)有輔以鐵軌表面的相關(guān)信號(hào)峰值，就被解釋為毫無(wú)意義而丟棄。另一方面，指示出明顯磨損和縱向裂縫的橫截面形貌數(shù)據(jù)將觸發(fā)一次告警。

用于鐵軌橫截面評(píng)估的主要技術(shù)是將被測(cè)數(shù)據(jù)與參考基準(zhǔn)進(jìn)行比較?；谑噶繑?shù)學(xué)的算法和隨機(jī)方法相結(jié)合，可覆蓋兩個(gè)形貌數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)重要特征的計(jì)算。縱向和垂直偏差直接指明磨損情況(圖9)。

圖9：智能橫截面分析算法充分利用 Blackfin處理器的速度和性能，可在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)地揭示不規(guī)則之處

其它參數(shù)包括剩余頭端高度、準(zhǔn)確而工整的軌道半徑(圖10)，或者有源、封閉式軌道道岔的間隔。保持在道岔容差范圍內(nèi)是一個(gè)關(guān)鍵需求，這可避免高速列車(chē)經(jīng)過(guò)道岔時(shí)脫軌的危險(xiǎn)性。鐵路運(yùn)營(yíng)公司負(fù)責(zé)對(duì)這些道岔進(jìn)行監(jiān)控。

圖10：確定軌道半徑需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)函數(shù)

鐵路工程師們可以調(diào)整濾波器參數(shù)容限窗口，以便將“偽報(bào)警”與顯著影響乘客舒適度和運(yùn)輸安全性的真正的鐵軌缺陷分隔開(kāi)。

在數(shù)字地圖上查明缺陷
內(nèi)嵌在數(shù)據(jù)中的GPS信息有助于在數(shù)字地圖上查明被定位的缺陷。這一地理信息增加了有關(guān)鐵路熱點(diǎn)位置的重要知識(shí)和新的環(huán)境信息，如大幅度的彎道、道岔和車(chē)站。這種“Easy-GIS”地理信息系統(tǒng)已通過(guò)LabVIEW的圖像處理功能得到實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)存的重要區(qū)域位圖，例如一座城市，被細(xì)分為一個(gè)個(gè)單一區(qū)塊，每個(gè)區(qū)塊都有精確的地圖坐標(biāo)。當(dāng)鐵路工程師查看一系列缺陷時(shí)，LabVIEW從硬盤(pán)向內(nèi)存中不斷加載相應(yīng)的區(qū)塊并將它們組合成單個(gè)JPEG圖片。然后此圖片被復(fù)制到LabVIEW曲線圖表指示器內(nèi)，并用數(shù)字光標(biāo)準(zhǔn)確地指向到缺陷的位置。

將結(jié)果分發(fā)給其它應(yīng)用程序
數(shù)據(jù)結(jié)果最后被轉(zhuǎn)移到更高級(jí)別的應(yīng)用程序中。諸如磨損和孔洞等關(guān)鍵缺陷的幾何形貌數(shù)據(jù)可以輸入標(biāo)準(zhǔn)的CAD系統(tǒng)中進(jìn)行進(jìn)一步的分析。這里采用的是Drawing-eXchange(文件)格式(DXF)。

與外部數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的連接通過(guò) ActiveX數(shù)據(jù)對(duì)象(ADO)建立的，它使用通用數(shù)據(jù)鏈接(UDL)連接類(lèi)型和路徑。一套高層次的虛擬儀器(VI)使數(shù)據(jù)平臺(tái)能執(zhí)行最常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)，如尋址表格和數(shù)據(jù)交換。

VAG紐倫堡運(yùn)輸公司采用一個(gè)Microsoft Access數(shù)據(jù)庫(kù)中來(lái)維護(hù)一個(gè)關(guān)鍵的預(yù)定義位置數(shù)據(jù)矩陣，該數(shù)據(jù)庫(kù)隨參數(shù)變化而不斷刷新。某些鐵路熱點(diǎn)一旦超過(guò)容限范圍，系統(tǒng)就會(huì)創(chuàng)建一個(gè)電子維修計(jì)劃并配置到維修機(jī)器中的測(cè)量設(shè)備中。

蘇黎世公共運(yùn)輸公司(Verkehrsbetriebe Zürich，VBZ)的維護(hù)理念依靠一種帶有內(nèi)置MS Access數(shù)據(jù)庫(kù)的商業(yè)地理信息系統(tǒng)工具。只要按一個(gè)按鈕，所有基礎(chǔ)設(shè)施，包括鐵路區(qū)段、車(chē)站、道岔等都會(huì)被列出，并能在一幅代表城市整個(gè)有軌電車(chē)網(wǎng)絡(luò)的地圖中可視化顯示。和紐倫堡的例子一樣，作為短期和長(zhǎng)期維護(hù)理念的重要組成部分，鐵軌的狀態(tài)也被連續(xù)監(jiān)測(cè)。LabVIEW平臺(tái)借助ActiveX和NET機(jī)制與這個(gè)地理信息系統(tǒng)工具連接。

解決問(wèn)題
從IT環(huán)境反饋的維修計(jì)劃被下載到作為質(zhì)量設(shè)置點(diǎn)的維修機(jī)器中。兩個(gè)Blackfin處理器支持維護(hù)團(tuán)隊(duì)迅速而系統(tǒng)地維修已磨損或存在缺陷的鐵軌區(qū)段，通過(guò)若干次磨削使鐵軌恢復(fù)其原來(lái)的形貌。

其中一個(gè)Blackfin處理器“掌管”多功能鍵盤(pán)、顯示鐵軌情況的兩個(gè)TFT液晶顯示器和移動(dòng)存儲(chǔ)器。兩個(gè)激光掃描儀以 20 Hz的頻率連續(xù)捕獲瞬態(tài)橫截面信息，并通過(guò)CAN(控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò) )將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給CPU。該處理器還負(fù)責(zé)計(jì)算與參考數(shù)據(jù)的偏差，將新的維修點(diǎn)發(fā)送給由另一個(gè)Blackfin處理器控制的底部磨削機(jī)。

該磨削機(jī)總共由六個(gè)獨(dú)立的磨削柱構(gòu)成。每個(gè)磨削柱所帶的基于流體靜力學(xué)的執(zhí)行部件擁有于有三個(gè)自由度：首先是在鐵軌頭端的內(nèi)部、外部或中間橫向移動(dòng)；然后，針對(duì)最壞情況的偏差進(jìn)行旋轉(zhuǎn)磨削；最后下移直至觸碰到鐵軌頭端，就開(kāi)始磨削。Blackfin處理器對(duì)這18項(xiàng)動(dòng)作進(jìn)行同步控制，采用脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)閥門(mén)以便控制液壓執(zhí)行部件。此外，在此定位過(guò)程中，6個(gè)旋轉(zhuǎn)傳感器、6個(gè)轉(zhuǎn)換測(cè)量?jī)x、18個(gè)非接觸式位置開(kāi)關(guān)、6個(gè)壓力傳感器持續(xù)受到監(jiān)測(cè)。這一過(guò)程使用傳統(tǒng)的方法需要幾分鐘，而現(xiàn)在磨削柱可在幾秒鐘內(nèi)自動(dòng)放置。

最后，磨削柱開(kāi)始打磨多余的材料 (圖11)。安全和堅(jiān)固的外殼保護(hù)電子電路和傳感器免受四處飛濺的火花、揚(yáng)起的灰塵、濕氣和熱氣的影響。

圖11：電子維修計(jì)劃被配置到維修機(jī)器中，機(jī)器在鐵軌上用磨削的方式解決缺陷問(wèn)題

經(jīng)過(guò)磨削過(guò)程后，通過(guò)將一套形貌測(cè)量數(shù)據(jù)加載回使用移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)的IT環(huán)境，質(zhì)量得到保證。

結(jié)束語(yǔ)
鐵路和有軌電車(chē)的系統(tǒng)維護(hù)理念通過(guò)采用數(shù)字嵌入式設(shè)計(jì)被帶入一個(gè)新階段。在軌道上利用低層次的測(cè)量與控制技術(shù)，在中央定位系統(tǒng)采用高層次的數(shù)據(jù)挖掘和分析技術(shù)，就可實(shí)現(xiàn)軌道維護(hù)的最理想和具有成本效益的集成解決方案。

利用性能和功能可擴(kuò)展的Blackfin處理器，基于上述測(cè)量 /維護(hù)理念的測(cè)量設(shè)備和車(chē)輛已能達(dá)到軌道固有惡劣環(huán)境所要求的關(guān)鍵的實(shí)時(shí)性能和可靠性。

缺陷的定位，這種設(shè)計(jì)的高層次數(shù)據(jù)分析和可視化所需要的故障定位已可在LabVIEW環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，不僅可開(kāi)發(fā)復(fù)雜的數(shù)學(xué)濾波器算法，而且還能滿(mǎn)足將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與IT環(huán)境聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的各種不同的連接性挑戰(zhàn)。簡(jiǎn)單易用的LabVIEW再一次實(shí)現(xiàn)了具有最佳復(fù)用和重構(gòu)可能性的高端設(shè)計(jì)。

LabVIEW嵌入式技術(shù)，特別是當(dāng)專(zhuān)門(mén)與Blackfin處理器配合使用時(shí)，現(xiàn)在為以往用ASM或C/C++語(yǔ)言編寫(xiě)的算法打開(kāi)了范例轉(zhuǎn)移的大門(mén)。通過(guò)技術(shù)的變化，現(xiàn)在有可能像本文的案例一樣在任何鐵路或有軌電車(chē)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障(主要是裂縫)定位過(guò)程的優(yōu)化。任何故障的所有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在中央數(shù)據(jù)庫(kù)，便于立即維復(fù)或者用于監(jiān)控。RailSurf測(cè)量雪橇車(chē)是第一個(gè)移動(dòng)和智能測(cè)量設(shè)備應(yīng)用實(shí)例，通過(guò)采用下一代嵌入式解決方案，實(shí)現(xiàn)了快速、環(huán)保和具有成本效益的維護(hù)理念。