高速铁路轨道板图像智能比对技术

提出一种结合深度学习与经典图像处理技术的高铁轨道板外观状态变化智能比对方法,以扣件位置为锚点对齐轨道板,通过网格化图像提取特征,分区域比对轨道板图像相似性.利用同一块轨道板的历史图像数据与新采集的数据自动进行比对,寻找外观差异,从而在无需预先定义故障类型的情况下筛出轨道板异物、设备形位变化及破损等故障,提高了检测效率和...     

基于车载的轨道扣件同步采集系统设计及实现

线阵相机常用于轨道扣件检测时图像获取,在拍摄轨道扣件图像时受车辆变速和振动的影响,获取的图像信息容易出现失真现象;为了解决该问题,设计了一种基于车载的轨道扣件同步采集系统。通过建立测速及补偿模型和等距变换关系,实现线阵相机等间距拍摄轨道扣件图像的触发控制,通过建立传感器同步采集模型实现多传感器信息的同步采集控制。利用FPGA实现线阵相机等距触发控制和传感器信号同步采集功能。最后,搭建轨道检测小车对该系统进行实验验证,并在相同的测试条件下与基于常规光电编码器直接触发采集的方法进行对比;实验结果表明,基于车载脉冲等距触发采集的方法在变速条件下采集的轨道扣件图像不失真,并能准确同步采集各传感器信息。     

车载轨道巡检系统研制

论述了车载轨道巡检系统结构及各子系统设计方案。巡检系统由轨道图像采集、数据分析和数据管理3个子系统构成。图像采集子系统采用线阵CCD等间距运动扫描获取轨道图像。基于机器学习理论构建了数据分析子系统,可对钢轨表面伤损、扣件异常进行智能识别。数据管理子系统可对检出缺陷进行组合查询并输出报表。该系统目前已应用于我国各高速铁路干线,对轨道主体设备外观进行普查,最高检测速度可达160 km/h。     

高速铁路长大下坡道地段信号系统研究与应用

为了解决宝兰高铁隧道密集、连续长大下坡道引起的动车组限速问题,限速地段影响运行追踪间隔时分和轨道区段增多引起区间应答器报文溢出等问题,有必要对长大隧道密集地段连续长大坡道下信号系统的适应性问题进行研究。结合工程实践,通过理论计算和技术参数试验验证等方法,对连续长大下坡道动车组列车不限速场景下列车追踪间隔是否满足要求进行分析计算,对200C、200H、300S、300H和300T车载设备技术参数进行符合性验证,针对部分车载设备制动距离的情况,通过调整闭塞分区长度、优化列控车载设备参数和"加密"区间无源应答器布置等措施,有效解决了动车组限速和区间无源应答器组报文溢出问题,提高了行车效率,降低了维护成本。     

高速铁路周界入侵视频图像样本库

随着高速铁路的大规模建设与运营,视频监控系统在铁路沿线的应用规模越来越庞大,产生的视频数据爆炸性增长。基于图像的目标检测算法能及时发现监控画面中入侵高铁周界的异物,对保证安全运营具有重要意义。通过建设高铁周界入侵视频图像样本库,利用统一的高铁场景视频图像数据、目标检测算法、算法运行环境和算法评价标准,测试不同场景、天气下目标检测算法的功能有效性和现场适用性,为相关部门提供智能分析算法的标准化测试,以推动铁路视频图像分析的快速发展。     

我国智能高铁自动驾驶技术应用进展

通过对国内外运营自动化级别、高速铁路列控系统自动驾驶技术发展现状进行分析,明确自动驾驶和无人驾驶的概念,结合高铁自动驾驶关键技术研究进展情况进行分析,高速铁路自动驾驶功能应用范围是高速铁路正线,列车进出动车运用段(所)是在ATP安全监控下,由司机人工驾驶进、出动车运用段(所);提出现阶段对我国高速铁路自动驾驶ATO系统进行分级设计的实施技术方案,分级原则以地面设备为基础,车载设备与地面设备统一设计,高速铁路自动驾驶ATO系统能根据高速铁路不同的线路情况,实现相适应的ATO功能;探讨实现高铁无人驾驶功能需要信号、通信、站台门等进行技术方面的适应性升级措施;自动驾驶技术作为智能高铁的重要创新点之一,其应用探讨对后续智能高铁工程项目建设有借鉴意义。     

基于5G的高铁列车超视距行车辅助预警系统

针对高铁列车运行前方出现异物入侵、人员侵限、隧道落物、山体滑坡等突发危险情况时,司机如何提前实现险情预判并采取措施,设计开发了基于5G的高铁列车超视距行车辅助预警系统。通过高铁沿线部署的摄像头等智能感知设备采集视频信息,并通过光纤传回铁路局智能视频云平台及视频共享中心,进行险情智能识别;结合列车寻位进行关联计算后,通过5G网络将视频及报警信息传输至动车组司机室的车载显示终端,为司机提供超视距视频展示、前方险情报警及行车导引等功能。该系统已在广深港客运专线开展了现场试验,取得了良好效果,为高铁行车安全提供了新的技防手段。     

基于室内外综合监测平台的轨道电路隐患分析系统

针对现有铁路集中监测系统无法满足室内外轨道设备故障诊断的问题,提出了基于室内外综合监测平台的高铁轨道电路隐患分析系统实现方案。该系统通过对高铁室外轨道电路电气特性及特征值的采集,汇总到信号集中监测系统信息平台中,并通过智能分析功能对轨道电路设备进行诊断和预警。     

车底图像局部不变特征信号提取SIFT算法对比分析

为实现机车车底图像局部不变特征信号提取,比较了3种新兴的SIFT改进算法:GS-SIFT算法、RIT-SIFT算法和Harris-SIFT算法,对3种改进算法的准确性、实时性和高效性进行评价。应用基于SIFT的改进算法对火车机车车底实际图像进行处理,提取局部不变特征值,改进算法针对机车车底图像具有很好的适用性和准确高效性。     

车载轨道状态巡检技术发展及应用

介绍车载轨道状态巡检技术的国内外研究现状,阐述我国自行研制的车载轨道状态巡检系统的功能及特点,该系统主要针对轨道存在的钢轨表面擦伤、扣件异常、轨枕掉块、轨道板裂纹及线路有异物等现象进行检测,分为图像采集、图像分析、数据管理3个模块。简述目前巡检技术在我国铁路日常检测中的运用状况和作业模式,提出今后需要进一步深化研究的领域。     

高铁线路轨道高低不平顺激励下的钢轨挠曲特性研究

基于我国高铁线路和典型服役车辆技术参数,建立车辆-轨道耦合动力学模型,仿真分析高铁线路轨道高低不平顺激励下的钢轨挠曲位移,通过对比模型仿真结果与钢轨挠曲解析解的方式验证耦合模型的准确性;在轨道子模型中输入我国高铁无砟轨道谱反演的轨道高低不平顺和余弦型轨道不平顺样本,研究轨道高低不平顺幅值和波长对钢轨挠曲位移影响规律;采...     

智能高铁体系框架研究

在高速铁路和智能技术快速发展的推动下,我国全面启动智能高铁建设。智能高铁是一项复杂的信息物理系统工程,需做好顶层设计以确定建设和发展的实施路径。在分析国内外智能系统体系框架的设计方法和研究思路基础上,结合我国智能高铁的内涵及特征,对智能高铁体系框架进行研究,提出服务框架、功能框架、逻辑框架和物理框架,并对智能高铁大脑的内涵和系统组成进行探讨。     

人工智能在高速铁路运维中的应用管理

星空智能4C系统（星空系统）利用人工智能对4C图像进行筛查，采用人机协同方式实现对接触网零部件缺陷的智能检出。本文通过对星空系统在京沪高铁应用取得的效果进行展示，科学对比智能和人工管理的不同，并给出“智能+人工”的管理建议，为人工智能在运维管理中的应用提供借鉴。     

基于文本挖掘的高铁信号系统车载设备故障诊断

本文以故障文本信息为依据,提出基于文本挖掘的高铁信号系统车载设备的故障诊断方法。针对故障追踪表记录的不规范性和随意性,采用主题模型对故障追踪表进行分析和特征提取;在此基础上,考虑到高铁信号系统车载设备故障诊断的不确定性,采用贝叶斯网络作为故障分类的方法。在贝叶斯网络结构的确定中,根据车载设备的特点与领域专家知识,提出适用于车载设备的贝叶斯结构学习算法HDBN_SL。以武广线的现场数据为依据,进行实验分析,测试结果表明本文特征提取以及故障诊断方法具有较好的诊断准确性。     

京唐铁路与津秦高铁接轨设计及施工方案研究

研究目的:在老庄子线路所处,已运营的津秦高铁正线采用的是CRTSⅡ型板式无砟轨道。京唐津秦联络线由津秦正线42号板式道岔侧股引出,预留接轨条件,上、下行各代建了约150 m范围有砟轨道,而京唐津秦联络线设计采用CRTSⅢ型板式无砟轨道。本次研究目的主要是看在既有高铁预留有砟轨道接轨条件的情况下,能否通过对无砟轨道结构进行特殊设计来实现新建无砟轨道与既有高铁的接轨。研究结论:根据既有的工程情况,考虑不同轨道结构高度的差异及施工、运营后的养护维修情况,分别研究了有砟轨道接轨和无砟轨道接轨的轨道设计及施工方案,对无砟轨道接轨方案中的有砟轨道拆除及无缝线路技术、新建无砟轨道的特殊设计及临近高铁的施工方案进行了深化研究,得出结论如下:(1)可以对无砟轨道结构高度进行特殊设计来适应已预留的有砟轨道结构高度,避免下挖路基对临近高铁产生影响;(2)可以对路基CRTSⅠ型双块式无砟轨道宽度进行特殊设计,借鉴路基上CRTSⅢ型板式无砟轨道设计原理,采用桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道单元式结构,来解决无砟轨道在宽度上适应预留有砟轨道宽度的问题;(3)施工时需控制好施工温度及工后沉降,做好对既有高铁的检测工作;(4)在既有高铁预留有砟轨道接轨的情况下,通过对新建无砟轨道结构进行特殊设计,能实现与既有高铁接轨;(5)该研究成果可对日后临近高铁正线既有线改建的设计和施工等类似工程提供参考。     

高铁VoLTE测试中基于小区方位角的定位方法

Vo LTE测试对优化高速铁路(简称高铁) 4G网络性能与评估高铁舒适度具有重要意义。针对高铁4G高清语音Vo LTE测试中的GPS信号缺失问题,基于小区方位角和高铁地图,计算小区天线主瓣方向射线与高铁轨道曲线的交点,根据相邻基站的覆盖切换交点求出高铁沿线每个基站的覆盖范围;在该覆盖范围内,以铁路轨道离散化的经纬度点数与测试终端RSRP采样点数的比值作为插值周期,均匀插值等量、缺失的轨道经纬度信息,实现对测试终端的定位。通过对兰新高铁不同地形的现场测试和仿真分析,结果表明:该方法在GPS信号缺失情形下能够获取测试终端的位置信息且定位精度约8 m,满足了高铁Vo LTE测试数据分析对位置信息的需求。     

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统研制

基于计算机视觉的车载轨道巡检系统由图像数据采集、数据分析和信息管理3个子系统组成;采用线阵相机进行1.6mm等间距运动扫描,并运用多线程交互和虚拟内存映射技术实现运动状态下轨道图像数据的采集和存储;在分析轨道图像病害特征的基础上,运用主成分分析、线性判别分析和Adaboost等方法建立机器学习模型,实现对钢轨、扣件和道床3个区域病害的模式识别。应用验证表明:系统能够有效检出钢轨表面擦伤、扣件缺失和移位以及轨道板裂纹等病害,其中钢轨表面擦伤、扣件缺失的检出率达95%;能够代替传统的人工步行巡道,而且最高巡检速度可达160km.h-1。     

高铁追踪接近预警系统车载设备的设计与实现

高铁追踪接近预警系统能够实现高铁列车的防撞预警.车载设备是系统的重要组成部分,车载设备计算出列车公里标,将数据通过GSM-R无线传输设备发送到地面的预警服务器,并接收来自预警服务器的列车运行预警信息,通过列车预警显示设备提供给司机安全预警信息.对高速铁路列车追踪接近预警系统的组成、工作原理和关键技术进行阐述,设计并实现了系统中的车载设备,最后进行了单元测试、系统测试及现场验证.测试结果表明车载设备能够有效的提供列车位置,公里标的误差在8m以内,实现相邻列车运行状态的安全预警,证明该设备具有很高的实际应用价值.     

高铁车载通信信号一体化综合维修探索与实践

从考察通信和信号2个专业在高铁车载设备维修中的作业步骤出发,通过分析作业时间、作业地点、作业内容和操作流程的相关性和重合程度,阐述高铁车载通信信号一体化综合维修的现实可行性和必要性。从检修作业质量、整体用工数量、劳动安全风险和作业技能构成变化等4方面,分别就工区级整合和车间级整合2个方案,对实施过程中的作业组织、用工变化和实施效果进行比较分析。总结整合优化方案实施的经验,并分析仍存在的问题,提出进一步提高高铁车载通信信号维修作业质量和劳动效益的展望。     

新旧交替列车运行图客车车底周转图智能编制方法研究

编制新旧交替列车运行图客车车底周转图的实质是确定新运行图中所需客车车底的来源与旧运行图中所运用车底的去向,以实现新旧列车运行图的顺利交替。探讨交替期客车车底周转图的约束满足优化问题模型及其智能求解算法。模型以减少停运列车数量为目标,以车底技术作业时间、车底上下线地点为车底配属站等作为约束条件。利用启发式知识设计智能求解算法,得出新旧交替列车运行图客车车底周转图的满意解。