论文题目：基于虚拟仪器技术的高铁地震预警测试系统研究
摘要：就高铁安全运营而言,地震是最能对其构成威胁的自然灾害。因此,开展高铁地震预警研究是降低甚至消除天然地震对高铁安全运营造成损害的重要手段。目前,虽然基于现场模拟的并综合考虑地理环境、场地以及高铁沿线干扰等因素的测试方法能够通过天然地震波对高铁地震预警系统进行功能测试,但其成本较高且耗时费力。因此,本文从室内原型模拟的角度出发,研发基于虚拟仪器技术的高铁地震预警测试系统并通过该测试系统模拟、生成、发送地震波以及非地震干扰波以对国内现行的高铁地震预警系统开展测试技术研究。本文主要完成的工作如下:1.对国内外地震预警、高铁地震预警系统以及虚拟仪器技术等领域的研究现状进行分析,并对适用于高铁地震预警系统模拟测试研究的振动台模拟、板卡模拟以及软件模拟等三种模拟测试方法进行比较、分析,确定采用基于虚拟仪器开发平台Lab VIEW研发高铁地震预警测试系统并利用其对高铁地震预警系统地震监测功能进行测试的方案。2.介绍测试数据的来源及构成以及天然地震波的选取标准,并提出一种近似呈线性分布的多台站记录选取方法;对地震波、干扰波等测试数据进行统计分析;基于Django开发具备近似呈线性分布的多台站识别、选取功能的地震数据查询系统,极大地提高了多台站P波预警测试数据的选取效率。3.基于虚拟仪器开发平台Lab VIEW研发高铁地震预警测试系统,通过实例对测试系统进行功能验证并对原始波形和采集波形进行一致性分析,结果表明:测试系统的幅值精度为0.005±0.002 gal且加速度峰值时刻是无差别的,即本文基于虚拟仪器技术的高铁地震预警测试系统是精确的、可靠的。进一步地,利用该测试系统对高铁地震预警系统进行功能验证与测试,确定本文基于虚拟仪器技术的高铁地震预警测试系统是可行的、高效的。
关键词：地震预警;高铁地震预警系统;虚拟仪器技术;测试系统
学科专业：防灾减灾工程及防护工程
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 地震预警
1.2.2 高铁地震预警
1.2.3 高铁地震预警系统
1.2.4 虚拟仪器技术
1.3 地震预警系统模拟测试方法研究
1.3.1 振动台模拟测试
1.3.2 板卡模拟测试
1.3.3 软件模拟测试
1.4 主要研究内容及结构安排
第二章 测试数据
2.1 地震数据
2.1.1 数据来源及构成
2.1.2 数据筛选
2.1.3 数据处理
2.2 测试数据统计分析
2.2.1 概述
2.2.2 中国大陆地震数据
2.2.3 中国台湾地震数据
2.2.4 日本地震数据
2.2.5 美国地震数据
2.2.6 非地震干扰数据
2.3 基于Django的地震数据查询系统
2.3.1 需求分析
2.3.2 系统设计
2.3.3 系统实现
2.4 本章小结
第三章 基于Lab VIEW的高铁地震预警测试系统
3.1 测试系统可行性分析
3.2 测试系统总体设计
3.3 测试系统硬件配置
3.3.1 信号发生器
3.3.2 分配器
3.3.3 数据采集器
3.3.4 监控主机
3.3.5 前端预警服务器
3.4 测试系统软件分析
3.4.1 软件功能需求分析
3.4.2 软件操作流程分析
3.5 测试系统软件设计与实现
3.5.1 前面板设计
3.5.2 程序框图设计
3.6 测试系统运行与分析
3.6.1 测试方案
3.6.2 测试系统验证实例
3.6.3 测试结果分析
3.7 本章小结
第四章 结论与展望
4.1 全文总结
4.2 研究展望
附录 地震目录
参考文献
致谢