测试轨道交通运输安全性工具-MSR微型数据记录仪

　　为了确保轨道车辆的性能测试是精确有效地,往往需要使用大型和昂贵的仪器和数据采集设备来提供有力的支持,不过在这篇关于瑞士施泰德铁路公司的应用案例中,只需使用一种微小且功能灵活的数据记录仪即可实现轨道车辆的驾驶性能和舒适程度以及其他拓展功能的准确测试。

　　如今,每位乘客都希望在乘坐交通工具时能具备良好的舒适度、安全性以及经济性,而对于有轨列车的制造商来说则需要多方面均衡的考虑，如运营商、客户和政府议员之间的需求和利益关系。瑞士有轨列车制造商施泰德铁路股份有限公司，主营是铁路和交通运输系统的搭建，公司具有超过6000名雇员，也是世界领先的轨道车辆制造商。这里介绍的是施泰德的技术专家针对在它们制造的设施上进行车辆移动测试的应用。Karl Tillmetz和Claudia Kossmann分别负责对轨道交通运输的安全性和乘客乘坐舒适度这两个方面的技术难题进行研究。而在这些任务中，施泰德的技术人员就使用了内置三轴加速度传感器的微型MSR165数据记录仪来进行工作。

　　主观舒适感受与实际测量数据

　　相较于乘客的主观驾驶感受，更需要通过实际的可重复使用的数据资料来为乘坐品质提供一个可用的定量标准。瑞士MSR公司生产的微型记录仪可以对几乎所有的物理量和电气量进行测量，如：温度、湿度、压力光照强度、振动及其他电压、电流输出类型的传感器。施泰德公司通过使用MSR数据记录仪进行了多种应用的测试，例如对车辆驾驶过程中出现突发振动和其他振动现象的研究。根据施泰德技术人员的说法，这些记录仪所具备的独立性、自供电、微小型、内置大容量存储空间的特性使得其非常适用于运动状态振动性的测试，并能够根据设定需求自主开始测量工作。这些微小的数据记录器可以快速安装和便利的使用，并提供快速振动监测设置,量化实际列车的舒适性。“乘客乘坐的舒适度很大程度上是受到车辆振动的影响，而最近几年来对这方面的要求也越来越加严格”Tillmetz工程师说道“我们在车辆的地板，底盘，内部安装了带有3轴加速度传感器的MSR记录仪，因此可以根据提供的客观真实数据对驾乘的舒适性提供数据方面的指导”。

　　施泰德的测试中对车辆的振动频率监测范围可达到100HZ，因此工程师将MSR数据记录仪的采样率设置为400HZ，此外MSR记录仪的采样率最高可到1600Hz/s。记录仪被快速放置到车辆中进行测试，在某些测试环境中车速在短期内可保持在高达200KM/H下进行试验，甚至会出现长达数天的不间断数据记录，最终结果证明它也非常适用于这些应用下。对于数据的分析，工程师将数据从MSR软件导出*.CSV文件然后导入到FAMOS™测量评估软件内进行研究分析。施泰德团队的人员可以通过对原始车辆的性能进行测试，可以有效地将这些数据应用于后续车辆的生产过程中，用以实现客户乘坐舒适度的评定。

　　评估动态驾驶的稳定性

　　振动测试跟评估驾驶的安全性也有一定的关联,检验是否符合现有的标准和准则如EN 14363或UIC 518, 测试工程师卡尔Tillmetz引用瑞士客户MGB(马特圣哥达铁路)的案例来进行了一番说明,客户想实现对90年代的BDkt电力驱动车辆进行现代化改造。施泰德的“改装”包括折叠步骤，自动车钩，一个现代化的驾驶室和控制系统，以及对外观进行修改以符合当时MGB公司的设计需求。为了测试改进车辆的行驶稳定性，测试中对底盘框架的横向加速度进行了分析研究。测试工程师Tillmetz将 MSR微型数据记录仪(跟一包口香糖差不多大小)固定在机箱框架来进行这些测量。施泰德对机车的修改使其行驶速度可最高达到80公里每小时，此前MGB机车注册速度最高为65公里/时。同时,对于这类改装机车，对于驱动稳定性的测试需要在80公里每小时的时速检测基础上再加上一个10公里速度的上行。针对这些测试，Tillmetz和他的同事们把MSR微型数据记录仪应用在基于EN 14363标准的驾驶安全测试中.对于这部分测量，记录仪频率再次被设定为400赫兹。记录仪被固定在车的底盘车架，车轮集以及车身中间位置上。横向加速度通过在机车底盘框架安装的15 g传感器在驾驶时间中以每6小时进行10分钟测试来进行。测试行程都正常调度的列车之间进行的。列车速度测量的试验是在60，70，80和90公里/小时这几个恒定区间来进行，所记录的数据信号然后通过配套软件来进行数据分析和评估。

　　据Tillmetz和Kossmann的说法，施泰德在测试中也对MSR数据记录仪极限进行了测试。两位工程师业需要具备更精确分辨率的设备来进行测量任务。MSR165数据记录仪内置的15 g传感器具有±0.15g的精度，且分辨率达到0.005g。虽然这足以满足其在大多数情况下的应用，但是Kossmann认为0.003 g精度会是更好地选择。对此他可以选择不同类型的MSR数据记录仪，例如有四个模拟输入通道的MSR160记录仪，可用于连接外部定制传感器，以允许测量精确匹配传感器的规格所要求的测量范围。此外，MSR电子有限公司CEO Wendelin Egli先生说明MSR165数据记录仪所设计的15 g传感器测量范围可是实现针对冲击测量的应用。当然，考虑到运输监测领域的应用可能对冲击监测具有更高的要求，现在MSR已扩大其可用内部传感器的范围，现已可达200g，因此对于强力导致的冲击事件可以实现更好地记录。

　　MSR165冲击和振动数据记录仪简介：

　　功能强大且鲁棒性高的MSR165数据记录仪是能够记录三个轴向的加速度(冲击，振动)，采样率高达1600/s。冲击监测可高达±15 g 或者 ±200 g，

　　最高的性能集成在最小的空间里!

　　这款防水数据记录仪，装在一个电镀的铝合金壳体内，由于采用高性能三轴向加速度计(150 mA, 13位分辨率)，因此其功耗极低。由于可充电式的900 mAh锂电池，MSR165可以记录长达六个月的冲击数据。 为了实现5年的记录时长，MSR165配备了可替换的长寿命电池。另外，使用我们MSR电源组件，一个可自主充电的充电站，还可以在记录仪工作过程中给它内部的电池充电。MSR电源组件让您将记录时间延长6倍。

　　内置的内存能够存储超过2 000 000个测量值，足以记录超过10 000次冲击。采用SD卡(> 4 GB)可以大幅提高存储器容量，特别适用于记录振动数据。所有保存的测量值可通过USB接口快速传输到PC或笔记本电脑。

　　基本版的MSR165包括一个高分辨率的三轴加速度传感器，测量范围为±15 g 或者 ±200 g。 除了加速度之外，您还可以记录温度，湿度，气压，光照和四个其他模拟输入信号。