尽头线调车作业是铁路运输生产过程中对已编组车辆进行分解重组的必要步骤。随着全线运量的提升,调车作业发生事故几率相应增加,调车过程中安全防护问题越来越引起人们的重视。目前国内具有代表性的调车安全防护装置有两类:一类是基于磁感应式传感器检测原理,通过检测车轮通过时的感应脉冲信号判断车辆运行方向、速度、轴数,进而判断车辆距离土挡的距离并通知作业人员,该方式的装置由于安装在钢轨轨腰上的传感器常年受车轮经过震动影响,易出现松动或脱落,且环境温湿度变化和电力干扰等因素易引发传感器参数漂移,使得检测信号不稳定、有效性降低;另外一类是基于GPS定位技术进行研究,但GPS信号易受遮挡、干扰,导致定位精度较低,引发偏差。综上所述,目前没有真正适合生产现场需要的尽头线调车安全防护装置。针对当前状况,在导师指导下,我和另外一名同学共同开展了一种全新的尽头线调车安全防护系统研究,整体由主控子系统和通信子系统两部分构成。本文主要承担主控子系统的研究,系统首次综合采用剪力传感器和STM32单片机技术,检测车辆运动信息,准确识别通过车辆的运行方向、计算车轮通过速度和轴数、安全距离等重要参数,并把参数提供给通信子系统,通信子系统通过无线电台及时发出语音报警信息给调车司机及工作人员,从而采取措施防止调车事故发生。该装置具有结构合理、稳定可靠,操作维护方便等优点,能很好的对尽头线调车作业起到安全防护作用。本文主要对尽头线调车安全防护系统主控子系统进行研究并详细阐述,针对其工作原理、整体方案设计、软硬件设计、现场测试等多个方面进行详细介绍。尽头线调车安全防护系统主控子系统主要由剪力传感器及信号调理单元、主控及信号分析处理单元、系统辅助单元三部分构成。系统利用剪力传感器工作稳定可靠、信息量丰富、抗干扰能力强的特点,采用3个剪力传感器即可完成对车辆的运行方向判别,计算运行速度、计算安全距离等功能,比传统的安全防护装置中使用电磁感应式传感器数量少一半。主控及信号分析处理单元以STM32F103C6T6芯片为核心,双端口RAM为信息交换单元,能够实现对传感器信号的采集、数字滤波、运行方向判别、计轴、测速、计算安全距离,并把这些事实数据保存到双口RAM芯片,供通信子系统使用。为了便于对设备的故障诊断分析,设计了SD卡存储电路,用于保存一个星期的历史检测数据。系统辅助单元主要是总线、底板及电源供电,实现模块化设计,方便使用维修。