Nghiên cứu thiết kế và chế tạo hệ thống tự động hóa cân động tàu hỏa

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.03/06-10



BÁO CÁO TỔNG HỢP


KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG
TỰ ĐỘNG HÓA CÂN ĐỘNG TÀU HỎA

Mã số: KC.03.21/06-10







Cơ quan chủ trì đề tài : Trường đại học GTVT
Chủ nhiệm đề tài : ThS. Nguyễn Trung Dũng



8741


Hà Nội - 2010

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC KC.03/06-10



BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI


Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hóa cân động tàu hỏa


Mã số: KC.03.21/06-10



Chủ nhiệm đề tài: Cơ quan chủ trì đề tài:
(ký tên) (ký tên và đóng dấu)






ThS. Nguyễn Trung Dũng

Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

(ký tên) (ký tên và đóng dấu khi gửi lưu trữ)







Hà Nội - 2010

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT


CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Hà nội, ngày 26 tháng 12 năm 2010

BÁO CÁO THỐNG KÊ
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I. THÔNG TIN CHUNG
1. Tên đề tài:
Nghiên cứu thiết kế, chế tạo hệ thống tự động hóa cân động tàu hỏa
Mã số đề tài, dự án: KC.03.21/06-10
Thuộc chương trình (tên, mã số chương trình): Nghiên cứu ứng dụng
và phát triển công nghệ Tự động hóa. Mã số: KC.03/06-10
2. Chủ nhiệm đề tài/dự án:

Họ và tên: Nguyễn Trung Dũng
Ngày, tháng, năm sinh: 29/12/1975. Nam/ Nữ: Nam.
Học hàm, học vị: ThS
Chức danh khoa họ
c: Chức vụ: P. Trưởng bộ môn
Điện thoại: Tổ chức: 37663446 Nhà riêng: 35581849.
Mobile: 0903231460
Fax: 3777344 E-mail:
;
Tên tổ chức đang công tác: Trường đại học Giao thông vận tải.
Địa chỉ tổ chức: Láng thượng, Đống đa, Hà nội.
Địa chỉ nhà riêng: Số 239 Phố Quan Nhân - Thanh Xuân - Hà Nội.
3. Tổ chức chủ trì đề tài/dự án:
Tên tổ chức chủ trì đề tài: Trường đại học Giao thông Vận tải
Điện thoại: 37663311 Fax: 37669613
E-mail:
Website: www.uct.edu.vn
Địa chỉ: Láng thượng, Đống đa, Hà nội

2
Họ và tên thủ trưởng tổ chức: PGS.TS Trần Đắc Sử
Số tài khoản: 931.01.005
Ngân hàng: Kho bạc NN quận Cầu Giấy, Hà Nội.
Tên cơ quan chủ quản đề tài: Bộ Giáo dục và Đào tạo
II. TÌNH HÌNH THỰC HIỆN
1. Thời gian thực hiện đề tài/dự án:
- Theo Hợp đồng đã ký kết: từ tháng 01/2009 đến tháng 12/2010
- Thực tế thực hiện: từ tháng 01/2009 đến tháng 12/2010
- Đượ
c gia hạn (nếu có): không gia hạn

2. Kinh phí và sử dụng kinh phí:
a) Tổng số kinh phí thực hiện: 2000 triệu đồng, trong đó:
+ Kính phí hỗ trợ từ SNKH: 2000 triệu đồng.
+ Kinh phí từ các nguồn khác: không
b) Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn SNKH:
Theo kế hoạch Thực tế đạt được
Số
TT
Thời gian
(Tháng,
năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Thời gian
(Tháng, năm)
Kinh phí
(Tr.đ)
Ghi chú
(Số đề nghị
quyết toán)
1 2009 1000 03/2009 700
2 2010 1000 04/2010 910
574,456,454 đ
3 10/2010 390
532,051,447 đ

893,492,099 đ
c) Kết quả sử dụng kinh phí theo các khoản chi:
Đơn vị tính: Triệu đồng
Theo kế hoạch Thực tế đạt được

Số
TT
Nội dung
các khoản chi
Tổng SNKH Nguồn
khác
Tổng SNKH Nguồn
khác
1 Trả công lao động
(khoa học, phổ
thông)
780 780 780 780
2 Nguyên, vật liệu, 725 725 725 725

3
năng lượng
3 Thiết bị, máy móc 170 170 170 170
4 Xây dựng, sửa
chữa nhỏ
0 0 0 0
5 Chi khác 325 325 325 325
Tổng cộng 2000 2000 2000 2000
- Lý do thay đổi (nếu có): không có
3. Các văn bản hành chính trong quá trình thực hiện đề tài/dự án:
(Liệt kê các quyết định, văn bản của cơ quan quản lý từ công đoạn xác
định nhiệm vụ, xét chọn, phê duyệt kinh phí, hợp đồng, điều chỉnh (thời gian,
nội dung, kinh phí thực hiện nếu có); văn bản của tổ chức chủ trì đề tài, dự
án (đơn, kiến nghị điề
u chỉnh nếu có)
Số

TT
Số, thời gian ban
hành văn bản
Tên văn bản Ghi chú
1 12/05/2008 Xác nhận đồng ý phối hợp của
Tổng công ty ĐSVN

2 12/05/2008 Xác nhận đồng ý phối hợp của
Viện KHCN GTVT

3 28/05/2008 Xác nhận đồng ý phối hợp của
Công ty điện tử CDC

4 1196/QĐ-BKHCN
17/06/2008
Thành lập hội đồng tư vấn xét
chọn

5 1881/QĐ-BKHCN
28/08/2008
Phê duyệt tổ chức, cá nhân
trúng tuyển chủ trì ĐT

6 2319/QĐ-BKHCN
21/10/2008
Phê duyệt kinh phí thực hiện
ĐT

7 21/2009-HĐ-ĐTCT-
KC.03/06-10

29/12/2008
Hợp đồng thực hiện ĐT
8 1035/QĐ-BKHCN
ngày 19/06/09
Phê duyệt kế hoạch đấu thầu
mua sắm

9 603/QĐ-BKHCN
ngày 24/04/2010
Phê duyệt kế hoạch đấu thầu
mua sắm


4

4. Tổ chức phối hợp thực hiện đề tài, dự án:
Số
TT
Tên tổ chức
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên tổ chức
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chủ yếu
Sản phẩm
chủ yếu
đạt được

Ghi
chú*
1 Tổng công ty
ĐSVN
Tổng công ty
ĐSVN
Tư vấn, tạo
điều kiện thử
nghiệm,
đánh giá sản
phẩm
Ý kiến
nhận xét,
đóng góp

2 Viện KHCN
GTVT
Viện KHCN
GTVT
Tư vấn, hợp
tác thiết kế,
đánh giá sản
phẩm
Ý kiến
nhận xét,
đóng góp

3 Công ty điện
tử công
nghiệp

Công ty điện tử
công nghiệp
Tư vấn, chỉ
đạo lắp đặt
tại hiện
trường
Ý kiến
đóng góp

- Lý do thay đổi (nếu có): Không thay đổi
5. Cá nhân tham gia thực hiện đề tài, dự án:
(Người tham gia thực hiện đề tài thuộc tổ chức chủ trì và cơ quan phối
hợp, không quá 10 người kể cả chủ nhiệm)
Số
TT
Tên cá nhân
đăng ký theo
Thuyết minh
Tên cá nhân
đã tham gia
thực hiện
Nội dung
tham gia
chính
Sản phẩm
chủ yếu đạt
được
Ghi
chú*
Th.S (NCS)

Nguyễn Trung
Dũng
Th.S (NCS)
Nguyễn
Trung Dũng
Quản lý,
nghiên cứu
tổng quan,
hiệu chỉnh hệ
thống, viết
báo cáo .
Tư vấn lựa
chọn các loại
cảm biến
dùng cho cân
động đoàn
tàu, nghiên
Báo cáo
tổng luận,
Báo cáo
phân tích
lựa chọn
thiết bị.
Các thuật
toán xử lý
nâng cao.


5
cứu các thuật

toán xử lý
nâng cao.
PGS.TS Lê
Bá Sơn
PGS.TS Lê
Bá Sơn
Tư vấn lựa
chọn các giải
pháp kỹ
thuật, nghiên
cứu các quá
trình dao
động khi cân.
Báo cáo
phân tích

TS. Nguyễn
Thanh Hải
TS. Nguyễn
Thanh Hải
Nghiên cứu
công nghệ xử
lý tín hiệu
cân động
đoàn tàu.
Thiết kế hệ
thống nhận
dạng toa xe
Thiết bị
nhận dạng

đầu máy –
toa xe

ThS. Đặng
Quang Thạch
ThS. Đặng
Quang Thạch
Thư ký, mua
sắm thiết bị,
xây dựng
phần mềm
thu nhận tín
hiệu, phần
mềm quản lý

Phần mềm
tự động hóa
tích hợp.

GS.TS Đỗ
Đức Tuấn
GS.TS Đỗ
Đức Tuấn
Nghiên cứu
các yếu tố
ảnh hưởng
của động lực
học đoàn tàu.
Báo cáo
phân tích

động lực
học đoàn
tàu.

PGS.TS Đỗ
Việt Dũng
PGS.TS Đỗ
Việt Dũng
Thiết kế, tính
toán kết cấu
cơ khí. Thiết
kế chế thử
các chi tiết
cho bàn cân,
gối đỡ
Thiết kế chi
tiết cho
phần cơ khí
mặt bàn
cân.


6
ThS.Nguyễn
Tài Bình
ThS.Nguyễn
Tài Bình
Thu thập số
liệu chi tiết
về các loại

đầu máy và
toa xe tại VN
Tư vấn triển
khai lắp đặt
các thiết bị
trên đường
sắt
Bộ số liệu
chi tiết về
các loại đầu
máy và toa
xe ở VN.
Khảo sát
thiết kế
phần đường
dẫn vào
cân.

TS. Bùi Xuân
Ngó
TS. Bùi Xuân
Ngó
Nghiên cứu
phương pháp
lọc tín hiệu từ
loadcell, thiết
kế lắp đặt
phần cảm
biến, khuyếch
đại. Hiệu

chỉnh các
phần tử trong
hệ thống.
Bộ khuếch
đại có tính
năng lọc
nhiễu.

KS. Đặng
Đình Lâm
KS. Đặng
Đình Lâm
Tư vấn, chỉ
đạo lắp đặt tại
hiện trường.
Ý kiến tư
vấn, chỉ đạo
công trường

- Lý do thay đổi ( nếu có): không thay đổi
6. Tình hình hợp tác quốc tế:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm, tên tổ chức
hợp tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian, kinh

phí, địa điểm, tên tổ chức
hợp tác, số đoàn, số lượng
người tham gia )
Ghi
chú*
1 Nội dung: Khảo sát các công
ty chế tạo thiết bị vật tư và
cân tàu hỏa hoàn chỉnh tại
Cộng hòa liên bang Đức.
Thời gian: 2009
Kinh phí: 180 tr
* Nội dung: Khảo sát các
công ty chế tạo thiết bị vật tư
và cân tàu hỏa hoàn chỉnh tại
Cộng hòa liên bang Đức.
* Thời gian:07/ 2009
*Kinh phí: 180 tr


7
Số đoàn : 01
Số người: 04
* Địa điểm: Thành phố
Darmstadt – Cộng hòa liên
bang Đức
* Tên tổ chức hợp tác: Công
ty HBM, công ty SCHENCK
* Số đoàn : 01
* Số người: 04
- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi

8
7. Tình hình tổ chức hội thảo, hội nghị:
Số
TT
Theo kế hoạch
(Nội dung, thời gian, kinh
phí, địa điểm )
Thực tế đạt được
(Nội dung, thời gian,
kinh phí, địa điểm )
Ghi chú*
1 Hội thảo về phương pháp xử
lý cân động
Hội thảo về phương
pháp xử lý cân động tại
Hà Nội

2 Hội thảo về việc nhận dạng
đầu máy – toa xe
Hội thảo về việc nhận
dạng đầu máy – toa xe
tại Hà Nội

3 Hội thảo đánh giá chất lượng
sản phẩm
Hội thảo đánh giá chất
lượng sản phẩm tại Hà
Nội

- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi
8. Tóm tắt các nội dung, công việc chủ yếu:
(Nêu tại mục 15 của thuyết minh, không bao gồm: Hội thảo khoa học,
điều tra khảo sát trong nước và nước ngoài)

Thời gian
(Bắt đầu, kết thúc
- tháng … năm)
Số
TT
Các nội dung, công việc
chủ yếu
(Các mốc đánh giá chủ yếu)
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Người,
cơ quan
thực hiện
1
Nghiên cứu tổng quan về hệ
thống cân động đường sắt

1/2009-
3/2009
1/2009-
3/2009
Nguyễn
Trung Dũng,

ĐH GTVT
2
Nghiên cứu phân bố lực tác
động của đoàn tầu lên hệ
thống cân. Xây dựng đặc
tính động học của quá trình
đoàn tầu chạy qua cân.
2/2009-
6/2009
2/2009-
6/2009
Đỗ Việt
Dũng, Đỗ
Đức Tuấn
ĐH GTVT
3
Thiết kế và chế tạo thử
nghiệm hệ thống cơ khí mặt
bàn cân cho hệ thống cân
6/2009-
6/2010
6/2009-
10/2010
Đỗ Việt
Dũng ĐH
GTVT

9
động tầu hỏa .
Nguyễn Tài

Bình TCty
ĐSVN
4
Nghiên cứu và lựa chọn
công nghệ thiết bị cảm biến
lực và bộ khuyếch đại
chuyên dùng cho
hệ thống
cân động tầu hỏa
2/2009-
6/2009
2/2009-
6/2009
Lê Bá Sơn
Nguyễn
Trung Dũng,
ĐH GTVT
5
Nghiên cứu xây dựng các
thuật toán xử lý tín hiệu số
DSP để xác định chính xác
trọng lượng đoàn tầu.
2/2009-
2/2010
2/2009-
8/2010
Nguyễn
Thanh Hải,
Nguyễn
Trung Dũng,

Đặng Quang
Thạch
ĐH GTVT
Bùi Xuân
Ngó
Viện KHCN
GTVT
6
Nghiên cứu các phương
pháp nhận dạng toa xe và
đầu máy của đoàn tầu.
2/2009-
10/2010
6/2009-
10/2010
Nguyễn
Trung Dũng,
ĐH GTVT
Nguyễn Tài
Bình TCty
ĐSVN
7
Thiết kế chế tạo hệ thống
cân động đoàn tầu kiểu cố
định.
5/2009-
10/2010
12/2009-
10/2010
Đỗ Việt

Dũng, Đặng
Quang
Thạch
ĐH GTVT
Nguyễn Tài
Bình TCty
ĐSVN
Bùi Xuân
Ngó
Viện KHCN

10
GTVT
8
Thử nghiệm, hiệu chuẩn hệ
thống cân và đào tạo, hướng
dẫn sử dụng.
06/2010-
12/2010
11/2010-
12/2010
Đỗ Việt
Dũng,
Nguyễn
Trung Dũng
ĐH GTVT
- Lý do thay đổi (nếu có): Một số hạng mục bị chậm tiến độ so với đăng
ký vì các lý do như mua sắm thiết bị, vật tư chậm, thủ tục xin lắp đặt, thử
nghiệm tại hiện trường bị kéo dài,
III. SẢN PHẨM KH&CN CỦA ĐỀ TÀI, DỰ ÁN

1. Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:
a) Sản phẩm Dạng I:
Số
TT
Tên sản phẩm và chỉ

tiêu chất lượng chủ yếu
Đơn
vị đo
Số lượng
Theo kế
hoạch
Thực tế
đạt được
Hệ thống cân điện tử
động dùng cho đường
sắt
Hệ
thống
01

Tải trọng cân
120 tấn 120 tấn
Tốc độ chạy tầu khi cân

0-20 Km/h 0-20 Km/h
Cấp chính xác cân động
Với tốc độ tầu 0÷10
km/h :

±0.5 % ±0.5 %
Cấp chính xác cân động
Với tốc độ tầu 10÷20
km/h :

± 1 % ± 1 %
Trọng tải cân lớn nhất:

150 Tấn 150 Tấn
Giá trị hiển thị nhỏ nhất
thang đo:

10,20,50
Kg
10,20,50
Kg
Khả năng quá tải:

25 % 25 %
1
Khả năng nhận dạng toa
xe:

Có nhận
dạng
Có nhận
dạng
- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi
b) Sản phẩm Dạng II:

11
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo kế hoạch Thực tế
đạt được
Ghi
chú

1 Các bản vẽ thiết kế
các chi tiết cơ khí cho
hệ thống cân động
đường sắt
- Phù hợp theo
tiêu chuẩn của
bản vẽ thiết kế
cơ khí
- Dạng format
chuẩn AutoCad
- Phù hợp theo
tiêu chuẩn của
bản vẽ thiết kế cơ
khí
- Dạng format
chuẩn AutoCad

2
Các bản vẽ thiết kế
phần điện và điện tử
cho hệ thống cân
động đường sắt
- Phù hợp theo
tiêu chuẩn của
bản vẽ thiết kế
điện.
- Dạng format
chuẩn Protel
- Phù hợp theo
tiêu chuẩn của
bản vẽ thiết kế
điện.
- Dạng format
chuẩn Protel,
Orcad

3
Hồ sơ lắp đặt hệ
thống tự động hóa cân
động đường sắt
- Đảm bảo đầy
đủ, chi tiết và
thuận tiện cho
việc lắp đặt .
- Đảm bảo đầy
đủ, chi tiết và
thuận tiện cho

việc lắp đặt .

4
Phần mềm cho Chip
DSP của thiết bị xử lý
tín hiệu
- Tích hợp khả
năng loại nhiễu
- Ghép nối máy
tính
- Nhận tín hiệu
từ bộ khuyếch
đại cân
- Phần mềm
mang tính mở
- Tích hợp khả
năng loại nhiễu
- Ghép nối máy
tính
- Nhận tín hiệu từ
bộ khuyếch đại
cân
- Phần mềm
mang tính mở

5
Phần mềm điều khiển
nhận dạng toa xe
- Nhận dạng
chính xác dạng

đầu máy và toa
xe.
- Xác định trọng
- Nhận dạng
chính xác dạng
đầu máy và toa
xe.
- Xác định trọng


12
lượng cân phù
hợp với từng toa
xe trên đoàn tầu.
- Ghép nối máy
tính quản lý
lượng cân phù
hợp với từng toa
xe trên đoàn tầu.
- Ghép nối máy
tính quản lý
6
Phần mềm nhận dữ
liệu trên máy tính
- Kết nối với
thiết bị xử lý tín
hiệu và nhận
dạng toa xe.
- Thân thiện với
người sử dụng

- Giao thức
truyền thông
mang tính bảo
mật.
- Kết nối với thiết
bị xử lý tín hiệu
và nhận dạng toa
xe.
- Thân thiện với
người sử d
ụng
- Giao thức
truyền thông
mang tính bảo
mật.

7
Phần mềm quản lý dữ
liệu trên máy tính
- Liên kết với
phần mềm nhận
dữ liệu
- Quản lý dữ
liệu trên hệ quản
trị SQL Server
- Cho phép truy
nhập từ xa qua
mạng LAN.
- Thống kê các
số liệu về trọng

lượng từng toa
xe.
- Nhập các cơ sở
dữ liệu về đầu
máy và toa xe.
-
Thân thiện và
dễ sử dụng.
- Liên kết với
phần mềm nhận
dữ liệu
- Quản lý dữ liệu
trên hệ quản trị
SQL Server
- Cho phép truy
nhập từ xa qua
mạng LAN.
- Thống kê các số
liệu về trọng
lượng từng toa
xe.
- Nhập các cơ sở
dữ liệu về đầu
máy và toa xe.
- Thân thiện và
dễ sử dụng.

- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi

13
c) Sản phẩm Dạng III:
Yêu cầu khoa học
cần đạt

Số
TT
Tên sản phẩm

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Số lượng,
nơi công bố
(Tạp chí,
nhà xuất
bản)
1 Các bài báo, báo cáo
khoa học
Các kết quả
nghiên cứu
mới của đề tài
01 báo cáo
hội nghị và
đăng tạp chí
quốc tế,
03 bài báo tạp
chí KHKT

GTVT
01 báo cáo
Hội nghị toàn
quốc về đo
lường, 5/2010

- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi
d) Kết quả đào tạo:
Số lượng
Số
TT
Cấp đào tạo, Chuyên
ngành đào tạo
Theo kế
hoạch
Thực tế đạt
được
Ghi chú
(Thời gian
kết thúc)
1 Thạc sỹ 02 0
2 Tiến sỹ 01 01 2011
- Lý do thay đổi (nếu có): Chưa có học viên cao học nhận đề tài về
lĩnh vực này
đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp :
Kết quả
Số
TT
Tên sản phẩm
đăng ký

Theo
kế hoạch
Thực tế
đạt được
Ghi chú
(Thời gian
kết thúc)
1
Hệ thống cân tàu hỏa
động có nhận dạng đầu
máy – toa xe
01 01
Số nhận đơn
của Cục
SHTT: 2-
2010-00295,

14
ngày
29/12/2010
- Lý do thay đổi (nếu có): không thay đổi
e) Thống kê danh mục sản phẩm KHCN đã được ứng dụng vào thực tế
Số
TT
Tên kết quả
đã được ứng dụng
Thời gian
Địa điểm
(Ghi rõ tên,
địa chỉ nơi

ứng dụng)
Kết quả
sơ bộ
1 Hệ thống cân tàu hỏa
động có nhận dạng đầu
máy – toa xe
Từ 12/2010 Nhà máy xe
lửa Gia Lâm
Tổng công ty
ĐSVN
Sử dụng tin
cậy, chính xác
2. Đánh giá về hiệu quả do đề tài mang lại:
a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:
(Nêu rõ danh mục công nghệ và mức độ nắm vững, làm chủ, so sánh
với trình độ công nghệ so với khu vực và thế giới…)
Làm chủ hoàn toàn công nghệ đối với việc thiết kế, chế tạo hệ thống
cân tàu hỏa động, đảm bảo các tính năng tương đương với sản phẩm nước
ngoài, b
ổ sung thêm tính năng nhận dạng đầu máy – toa xe, phần mềm thân
thiện dễ sử dụng, phù hợp với điều kiện vận hành tại Việt Nam, toàn bộ thiết
bị điện được nhiệt đới hóa đảm bảo làm việc tin cậy trong mọi thời tiết.
b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:
(Nêu rõ hiệu quả làm lợi tính bằng tiền dự kiến do đề tài, dự án tạ
o ra
so với các sản phẩm cùng loại trên thị trường…)
• Hệ thống được nghiên cứu phát triển trong nước nên giá thành chỉ bằng
khoảng 50 % so với hệ thống nhập ngoại chất lượng tương đương nên sẽ
góp phần tiết kiệm ngoại tệ, giảm nhập siêu (mỗi hệ thống khi triển khai sẽ
tiết kiệm 50.000$ ÷ 70.000$);

• Ứng dụng sản phẩm của đề tài cho phép nâng cao hiệ
u quả quản lý, điều
hành giao nhận, xuất nhập hàng hóa trên đường sắt, kiểm tra quá tải và các
tác nghiệp khác.
• Đào tạo đội ngũ cán bộ khoa học trình độ cao về cân tàu hỏa động.



15
3. Tình hình thực hiện chế độ báo cáo, kiểm tra của đề tài, dự án:
Số
TT
Nội dung
Thời gian
thực hiện
Ghi chú
(Tóm tắt kết quả, kết luận
chính, người chủ trì…)
I Kiểm tra định kỳ
Lần 1 08/12/2009 Trưởng đoàn: GS. TSKH Cao
Tiến Huỳnh, Chủ nhiệm
Chương trình KC.03
Kết luận:
- Đã có cố gắng nhưng khối
lượng công việc thực tế còn rất
nhiều.
- Tập trung lực lượng cao độ và
có giải pháp đẩy nhanh tiến độ,
báo cáo kế hoạch cho BCN
chương trình.

II Kiểm tra định kỳ
Lần 2 22/06/2010 Trưởng đoàn: GS. TSKH Cao
Tiến Huỳnh, Chủ nhiệm
Chương trình KC.03
Kết luận:
- Chậm nhiều so với tiến độ
- Đề nghị chủ nhiệm đề tài và cơ
quan chủ trì nghiên cứu các
phương án triển khai chi tiết.
- Hoàn thiện các báo cáo chuyên
đề.
II Kiểm tra định kỳ
Lần 3 28/07/2010 Trưởng đoàn: GS. TSKH Cao
Tiến Huỳnh, Chủ nhiệm
Chương trình KC.03
Kết luận:
- Viết báo cáo để có thể xác
nhận khối lượng công việc

16
- Bố trí lực lượng, đề nghị Nhà
trường giảm tải cho nhóm đề tài
- Đề nghị ĐSVN giúp đỡ tối đa
- Cần tập trung lực lượng, xác
định phương án khả thi.
III Nghiệm thu cơ sở 31/12/2010 Các sản phẩm đạt về số lượng
và chất lượng so với Hợp đồng.
Cần bổ sung các minh chứng
đào tạo và bài báo khoa học
Hoàn thiện báo cáo tài chính và

báo cáo tổng hợp
Đề tài xếp loại Đạt

Chủ nhiệm đề tài
(Họ tên, chữ ký)

Thủ trưởng tổ chức chủ trì
(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)



1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
Danh mục các ký hiệu, viết tắt 7
Danh mục các bảng biểu 8
Danh mục các hình vẽ 9
MỞ ĐẦU 15
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP CÂN TÀU HỎA
ĐỘNG 21

1.1 Các giải pháp cân động trên thế giới 21
1.2 Công nghệ cầu cân 22
1.3 Công nghệ tà vẹt cân 24
1.4 Ray cân 27
1.5 Kết luận 28
CHƯƠNG 2 - QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỘNG CỦA ĐOÀN TÀU QUA
CÂN VÀ CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ CÂN 29

2.1 Các dạng dao động trên toa xe 30

2.1.1 Các nhân tố dẫn đến dao động 30
2.1.2 Mô hình toán học toa xe 34
2.1.2.1 Mô hình cơ khí toa xe điển hình: 34
2.1.2.2 Dạng hàm lực tác dụng 38
2.2 Kết luận 41
CHƯƠNG 3 - THIẾT KẾ KẾT CẤU CƠ KHÍ –NỀN MÓNG CHO CẦU
CÂN TÀU HỎA ĐỘNG 43

3.1 Yêu cầu đối với kết cấu cơ khí của bàn cân: 43
3.2 Kết cấu kỹ thuật của bàn cân: 44
3.3 tính toán kiểm nghiệm độ bền kết cấu khung dầm bàn cân 47

2
3.3.1
Cơ sở lý thuyết tính toán kiểm nghiệm độ bền khung dầm bàn cân
động toa xe 47

3.3.1.1 các thông số cơ bản của kết cấu khung dầm bàn cân. 48
3.3.2 Tính toán khung dầm bàn cân toa xe 48
3.3.2.1 Thiết lập sơ đồ tính 48
3.3.2.2 Các loại tải trọng tác dụng lên khung dầm bàn cân: 50
3.3.3 ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn - phần mềm sap 2000 tính
độ bền khung dầm bàn cân toa xe động 54

3.3.3.1 Sơ đồ nguyên tắc đánh giá độ bền kết cấu khung dầm bàn
cân toa xe bằng phương pháp PTHH 55

3.3.3.2 Sơ đồ thuật toán tính khung dầm bàn cân bằng phần mềm
SAP 2000. 56

3.3.3.3 Kiểm nghiệm độ bền kết cấu khung dầm bàn cân động toa xe
57

3.3.4 Xác định ứng xuất một số vị trí phần tử kết cấu khung dầm bàn cân.
69

3.3.4.1 Cơ sở lý thuyết xác định ứng suất phần tử kết cấu 69
3.3.4.2 Giá trị ứng suất tại một số mặt cắt phần tử khung dầm bàn
cân. 70

3.3.5 Nhận xét kết quả kiểm nghiệm độ bền khung dầm bàn cân toa xe 71
3.4 Tính toán thiết kế phần móng cân và đường dẫn 72
3.4.1 Các tiêu chuẩn và quy phạm áp dụng 72
3.4.2 Mô tả chung về kết cấu và tính toán: 72
3.5 Kết luận: 80
CHƯƠNG 4 - HỆ THỐNG NHẬN DẠNG ĐẦU MÁY – TOA XE 83
4.1 Nhiệm vụ cuả hệ thống nhận dạng 83
4.2 Cảm biến phát hiện bánh tàu 83
4.2.1 Cảm biến tiếp cận kiểu điện cảm 84

3
4.2.2
Cảm biến tiếp cận Hall 85
4.2.3 Cảm biến tiếp cận quang học 86
4.2.4 Nhận xét 87
4.3 Lưu đồ thuật toán nhận dạng: 89
4.4 Cấu trúc phần cứng hệ thống nhận dạng 90
4.5 Phần mềm điều khiển nhận dạng đầu máy toa xe 92
4.5.1 Xác định hướng vào, đầu máy hay toa xe: 92
4.5.2 Xác định vận tốc, khoảng cách trục, khoảng cách giá chuyển, số trục

và gửi lên máy tính 92

4.5.3 Gửi tín hiệu đồng bộ lên máy tính trong chương trình cân động 94
4.5.4 Gửi tín hiệu báo tàu chạy sai tốc độ cho phép (3Km/h Æ 20 Km/h)
và thực hiện cân lại 94

4.5.5 Chương trình thuật toán trên PLC 94
4.6 Kết luận 96
CHƯƠNG 5 - HỆ THỐNG XỬ LÝ TÍN HIỆU CÂN ĐỘNG ĐOÀN TÀU
97

5.1 Tổng quan về hệ thống xử lý tín hiệu 97
5.2 Nguyên lý xác định tải trọng các giá chuyển hướng thông qua các xung
lực động 100

5.3 Xử lý tín hiệu cho cân động đoàn tàu 105
5.3.1 Dạng tín hiệu xung lực của giá chuyển khi qua bàn cân 105
5.3.2 Các thuật toán xử lý tín hiệu 108
5.4 Các phương án tổng thể 109
5.4.1 Phương án 1 109
5.4.2 Phương án 2: 110
5.4.3 Phương án 3: 111
5.4.4 Kết luận: 112
5.5 Phân tích lựa chọn loadcell 113

4
5.6
Thiết kế hệ thống xử lý tín hiệu 118
5.7 Một số mạch điện phụ trợ 125
5.8 Thiết kế panel vận hành cho tủ cân 132

5.9 Tính toán chống sét cho hệ thống 135
5.9.1 Sét và các đặc điểm của sét 135
5.9.2 Ảnh hưởng của sét đến thiết bị điện nhạy cảm 136
5.9.2.1 Các dạng tác động 136
5.9.2.2 Các con đường chính sét xâm nhập vào thiết bị 137
5.9.3 kỹ thuật phòng chống sét 137
5.9.4 Tính chọn các phần tử chống sét 137
5.10 Kết luận 141
CHƯƠNG 6 - PHẦN MỀM TỰ ĐỘNG HÓA TÍCH HỢP CÂN ĐỘNG
TÀU HỎA 142

6.1 Tài liệu đặc tả và thiết kế phần mềm 142
6.1.1 Các thuật toán chính sử dụng trong phần mềm 142
6.1.2 Các tác nhân 145
6.1.3 Mô hình hệ thống 145
6.1.4 Mô tả các module chức năng 146
6.1.4.1 Đăng nhập hệ thống 146
6.1.4.2 Giao diện đề xuất 147
6.1.4.3 Các luồng trường hợp sử dụng 149
6.1.4.4 Cơ sở dữ liệu liên quan 150
6.1.5 Thao tác – Cân Tĩnh 151
6.1.5.1 Giao diện đề xuất 151
6.1.5.2 Các luồng trường hợp sử dụng 157
6.1.5.3 Cơ sở dữ liệu liên quan 157
6.1.6 Thao tác – Cân Động 160
6.1.6.1 Giao diện đề xuất 161

5
6.1.6.2
Luồng sử dụng chính 165

6.1.6.3 Cơ sở dữ liệu liên quan 166
6.1.7 Quản lý cơ sở dữ liệu các danh mục 169
6.1.7.1 Danh mục đầu máy 169
6.1.7.2 Danh mục toa xe 171
6.1.7.3 Danh mục hàng hóa 172
6.1.8 Thống kê – In phiếu cân 173
6.1.9 Các chức năng quản trị hệ thống 173
6.1.9.1 Thay đổi mật khẩu người dùng 173
6.1.9.2 Quản lý danh mục và phân quyền người dùng 174
6.1.9.3 Thiết lập các tham số hệ thống 174
6.2 hướng dẫn sử dụng phần mềm tự động hóa tích hợp cân động tàu hỏa
175

6.2.1 Đăng nhập vào hệ thống 175
6.2.2 Cân tĩnh 176
6.2.3 Cân động 178
6.2.4 Quản lý cơ sở dữ liệu đầu máy, toa xe, hàng hóa 181
6.2.5 Thống kê – In phiếu cân 184
6.2.6 Thay đổi mật khẩu người dùng 185
6.2.7 Quản lý danh mục người dùng 186
6.2.8 Thiết lập các tham số hệ thống 187
CHƯƠNG 7 - CÁC KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 189
7.1 Các sản phẩm “dạng I ” 189
7.1.1 Sơ đồ nguyên lý 189
7.1.2 Thông số kỹ thuật 192
7.1.2.1 Các tính năng kỹ thuật của cân : 192
7.1.2.2 Thông số đầu đo : 195
7.1.2.3 Hệ thống gá lắp đầu đo: 197

6

7.1.2.4
Hệ thống điều khiển điện tử : 199
7.1.2.5 Hệ thống nhận dạng đầu máy – toa xe: 200
7.1.2.6 Tủ điện cho thiết bị: 203
7.1.2.7 Hệ thống xử lý số liệu và thống kê : 203
7.1.3 Phần mềm cân AUTOSCALE 0321 204
7.1.4 Quy trình bảo dưỡng sửa chữa 212
7.1.4.1 Các quy định về an toàn thiết bị cân 212
7.1.4.2 Các quy định về chạy tàu khi cân 212
7.1.4.3 Bảo dưỡng cân 213
7.1.5 Quy trình hiệu chỉnh cân tại chỗ (rút gọn) 214
7.1.5.1 Kiểm tra các chỉ tiêu đo lường 214
7.1.5.2 Chuẩn cân 215
7.2 Các sản phẩm “dạng II” 218
7.3 Các sản phẩm “dạng III” 220
7.4 Kết quả tham gia đào tạo trên đại học 221
7.5 Đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp 221
TÁC ĐỘNG ĐỐI VỚI KINH TẾ, XÃ HỘI VÀ MÔI TRƯỜNG 222
KẾT LUẬN 223
KIẾN NGHỊ 224
TÀI LIỆU THAM KHẢO 225

7
Danh mục các ký hiệu, viết tắt
DSP Digital Signal Processing
Xử lý tín hiệu số
IPC Industrial Personal Computer
Máy tính công nghiệp
OIML Organization International Metrology Legal
Tổ chức đo lường quốc tế

WIM Weighing In Motion
Cân động