地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置的研究及应用

目的：为确保接触轨供电系统安全服役，指导运营养护维修，特提出一种地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置。方法：详细阐述其定义、组成、检测原理、软件功能等，并验证检测装置的精度和现场实际应用情况。通过长期跟踪试验和大量的数据分析，验证供电接触轨检测装置的实际应用精度，具体采用检测车以30 km/h速度往返检测2遍，以采集接触轨的几何参数数据，利用分析程序导出4次检测数据，提取定位点支柱处工作高度和偏移值，同时人工测量该段数据，进行包括接触轨工作高度、偏移值的准确度动静态对比和检测系统本身重复性误差对比。结果及结论：动静态对比50个定位点测量值，其中：48个工作高度测量值动静态误差在±2 mm以内的占比96%,仅2个工作高度测量值动静态误差在±3 mm以外(占比4%),精度满足标准要求；50个偏移值动静态误差均在±2 mm内，占比100%,满足要求。对比50个定位点4次测量值，工作高度重复性误差在±2 mm以内，占比96%,满足精度要求；偏移值重复性误差在±2 mm以内，占比99%,满足精度要求。地铁新型车载式供电接触轨几何参数检测装置在6条正线接触轨上已正常运用近1年半，约完成130次...     

基于面阵相机的接触轨几何参数检测系统

设计了基于面阵相机的地铁接触轨几何参数动态检测系统,分析了动态检测原理和流程,采用激光三角法测量接触轨几何参数,作为接触轨是否出现故障的判断依据。该系统结构合理,简便易行,便于实际操作。     

轨道检查车接触轨检测方法

北京地铁引进轨道检查系统中加入了能检测上接触式接触轨几何状态的功能,在国内首次应用。该检测系统是根据北京地铁接触轨的集电方式、安装位置及精度要求等内容进行设计的,主要对其检测方法、检测原理以及实际应用效果进行分析研究。     

无锡地铁综合检测车研制

无锡地铁综合检测车检测系统采用惯性测量原理、机器视觉及激光扫描等非接触测量技术,集轨道几何及动态响应、接触轨检测、隧道限界检测和轮轨监视等功能于一车,并应用RFID无线射频技术进行精确里程定位,可快速高效地对城市轨道交通的轨道几何、接触轨状态和隧道及线路周边建筑进行检测。综合检测车各检测系统经静态调试和动态验证,检测指标满足检测要求,已正式应用于无锡地铁的定期检测中。     

地铁供电接触轨检测尺校准装置

目前国内尚无适用于地铁供电接触轨检测尺的专用校准装置。为此，基于接触轨检测尺实际应用场景，研制一种接触轨检测尺校准装置。介绍接触轨检测尺校准装置组成和校准步骤，评定校准装置测量不确定度。评定结果表明，接触轨检测尺校准装置扩展测量不确定度为0.32 mm，小于接触轨检测尺最大允许误差的1/5。该校准装置计量性能满足量值溯源要求，可用于校准接触轨检测尺。     

基于点集配准的非接触式地铁限界检测系统标定方法研究

地铁限界是保证地铁车辆安全运行的重要数据,目前使用较多的接触式地铁限界检测存在效率低、无法准确获知超限尺寸的缺点,本文基于激光扫描测距原理开发了一种断面检测密度高、误差小的非接触式地铁限界检测系统。针对非接触式检测系统标定困难影响测量精度的问题,提出了应用机器视觉领域的点集配准迭代最近点(Iterative Closest Point)算法进行系统标定,将2个180°二维激光扫描传感器采集到的数据点拼接成一个完整的基于轨道基准坐标系的测量断面。北京地铁8号线、15号线的现场实验证明,经过该方法标定的限界检测系统可准确获知超限位置和超限尺寸,推行速度为6km/h时采样断面间距密度为0.02m,多次反复测量时系统精度可达±4mm。     

基于A-INS组合导航的现代有轨电车轨道几何状态快速精密测量

铁路轨道是现代有轨电车运行的基础,其几何状态对于车辆的运行安全、行车速度、平稳舒适性起着决定性的作用。传统轻型轨道几何状态测量仪(轨检小车)以高精度全站仪为核心测量设备来检测轨道几何平顺性,测量效率低,难以满足线路维护的需求。提出基于带有辅助信息的惯性导航系统(A-INS),通过获取轨道的高精度三维坐标和姿态的方法,来实现有轨电车轨道几何平顺性的快速检测与准确评估。在武汉现代有轨电车轨道几何不平顺测量应用结果表明,轨向不平顺和高低不平顺重复测量误差小于0.2 mm,超高和轨距偏差的重复测量误差小于0.2 mm。实测结果说明:基于A-INS组合导航的轨道几何状态测量系统,可以满足现代有轨电车轨道不平顺检测的精度要求。     

地铁接触轨带电安全防护装置设计及其应用

提出了非接触式接触轨带电安全防护装置的结构设计构思.分析了非接触带电检测单元、显示控制单元、监测主机、监控箱及人员侵入检测模组的基本配置和工作原理.介绍了车站和车辆段(场)等地铁不同区域的非接触式接触轨带电安全防护装置的配置设想.     

城市轨道交通综合检测系统

城轨综合检测车检测系统采用惯性测量原理、机器视觉及激光扫描等非接触测量技术,集轨道几何及动态响应、接触轨检测、隧道限界检测和轮轨监视等功能于一体,并应用无线射频技术(RFID)进行精确里程定位,可快速高效地对城轨交通轨道几何、接触轨状态、隧道及线路周边建筑进行检测。可检测项目包含轨道几何的轨距、轨向、高低、水平、曲率、磨耗等,以及接触轨导高、拉出值和隧道限界。城轨综合检测车经静态调试和动态验证,各系统检测指标满足检测要求。     

基于机器视觉测量技术的地铁站台限界检测仪设计

为确保运营期间地铁车辆运行、停靠与旅客乘降的安全,需要定期对地铁站台限界进行检测。目前使用较多的接触式检测存在检测效率低,人为影响因素较大等缺点。基于机器视觉技术研究了一种非接触式站台限界检测仪。采用三角测量原理,提出基于基准点匹配的标定方法,解决近景斜角大范围摄影测量问题。通过现场测试数据分析,检测仪满足了地铁站台限界侵限检测需求。     

基于几何特征的钢轨磨耗检测系统的研究

为解决高速动态条件下车体振动对钢轨磨耗检测带来的问题,在大量调研国内外利用激光技术进行钢轨磨耗检测的基础上,提出一种基于标准钢轨轨廓固有曲线曲率的钢轨磨耗检测方法,首先利用基于激光三角测距原理的传感器得到组成钢轨全断面轮廓一系列点的空间坐标;其次利用L-M优化算法进行数据处理,采用Hough变换方法检测钢轨轮廓固有几何特性;最后进行钢轨轮廓匹配后实现钢轨磨耗高精度检测。该方法已经运用在轨道检测小车上,试验数据表明:钢轨磨耗检测系统的重复性精度能到达0.005 mm,其高精度性和快速性能满足铁路部门对钢轨磨耗检测的要求。     

激光测量在高速铁路扣件扣压力检测的适用性研究

为了提高铁路扣件扣压力检测的自动化程度,弥补人工检测精度低、效率低等方面的不足,研发一种基于激光测量原理的扣件扣压力自动检测系统。首先基于人工检测的原理建立高度差的测量模型,然后对测量系统采集到的数据进行处理分析,通过数据噪声处理、有效数据组的判定、特征点的提取得到测量模型所需结果,验证系统的适用性和有效性。为了验证特征值提取方法的有效性,对H-h高度差的提取结果与标准棒料直径进行比对,精度达到0.0064,在提取效果上具有较优的表现。测量系统的不确定度达到0.086,满足检测精度要求。     

自由设站放样测量在轨道交通连续刚构PC梁架设中的应用

芜湖轨道交通二号线是国内外首次采用跨坐式连续刚构PC梁的轨道交通项目,相较于国内外现有轨道交通项目的跨坐式简支PC梁,在梁体安装精度、线路平顺性控制、施工技术难度等方面均优于跨坐式简支PC梁。介绍了跨坐式连续刚构PC梁架设中自由设站放样测量控制网的测设原理、布点方法及布点形式,利用自由设站放样测量方法设站灵活、放样精度高等特点,结合自主研发的专用放样工装设备,解决了轻轨跨坐式连续刚构PC梁架设中测量精度不稳定、高程上桥困难、作业时遮挡严重、测量人员安全风险大、多榀梁连接平顺性差等测量难题,可将轨道梁中线偏差控制在3 mm以内,轨道梁中心变化率控制在1.5 mm/1.5 m以内,线路超高情况下的角度公差控制在±1/8°以内。实践证明:自由设站放样测量能够满足轨道PC梁精调施工定位的精度要求,且效率高、精度高、安全性高,在同类项目中具有推广和应用价值。     

城市轨道交通轨道检测系统关键设备研制及应用

为了探索一种可应用于城市轨道交通运营列车组的轨道检测方法,基于ARM微处理器和现场可编程门阵列(FPGA)设计搭载式轨道检测系统。分析了搭载式轨道检测系统的总体架构和数据处理印刷电路板的设计过程,并对系统的核心部件嵌入式微处理板卡进行了重点探讨,该板卡可实现小型化、低功率、多样化数据集成。对该系统进行了动态试验验证,试验结果说明该系统在准确性、重复性、一致性等方面都满足标准要求。搭载式轨道检测系统可安装于城市轨道交通运营列车上进行实时检测,大大提高了轨道检测的效率和实时性,可有效指导线路养护维修工作,且该系统不必占用专门检测车资源,具有良好的经济效益。     

城市轨道交通限界检测装置技术开发及应用

针对国内城市轨道交通限界设计要求,利用机车牵引轨道平板车,将自行研发的机械限界检测装置安装在轨道平板车上,可以对地铁限界连续、快速、准确检测,通过运行结果表明,该装置操作方便,故障率低,可靠性好,成本低、效率高,参数的精确度完全满足地铁工程限界检测需要,具有广泛的推广价值。     

跨坐式单轨交通轨道梁定位测量及线形检测方法探讨

为了提高跨坐式单轨交通轨道梁安装定位精度,提升轨道梁线形平顺性,提出一种基于轨道梁基础控制网的轨道梁定位测量及线形检测的新方法。介绍了该方法下的轨道梁基础控制网点位设置、测量方法和精度指标分析,以及轨道梁线形检测断面设置、检测点测量、检测数据处理及线形分析的方法。给出了轨道梁定位测量时全站仪的定向方法及精度指标;研发了精密测量基座。实际案例表明,轨道梁基础控制网相对点位精度为±1.5 mm,轨道梁平面定位精度为±3 mm,高程定位精度为±2 mm,验证了该作业方法的可行性,定位安装后的轨道梁符合相关规范的验收要求。     

基于2D激光位移传感器的轨底坡动态检测系统研究

设置合理的轨底坡可使钢轨轨头与车轮踏面合理接触,减轻钢轨轨头的不均匀磨耗,延长钢轨使用寿命。为提高轨底坡静态检测精度,线路日常养护和维修效率,提出一种基于2D激光位移传感器(简称2D)的钢轨廓形检测原理和ARM嵌入式技术的轨底坡动态检测方法。结合传感器工作原理与特点,搭建一套可在线连续检测的轨底坡动态检测系统。考虑到2D空间姿态变化,建立适用于轨底坡动态检测的双2D空间姿态关系模型和标定解算模型。因为车体振动会产生对轨底坡计算结果的影响,利用Kalman滤波算法建立多传感器的状态空间模型,对轨底坡计算结果进行补偿。最后选用GJ-4型轨道检测车进行地铁正线试验,试验结果与人工复核结果的对比,符合工务段要求精度。试验结果验证了该轨底坡动态检测系统切实可行,Kalman滤波算法能够很好地对轨底坡的计算结果进行补偿修正。     

一种新型智能化隧道衬砌台车力学特征研究

本文以陕西眉太高速太白山隧道为工程依托,利用数值模拟并结合现场实测对某新型智能化隧道衬砌台车作业过程中的动态、静态力学特征进行研究,结果表明:(1)台车结构存在局部应力集中,总体结构安全可靠,且有较大优化空间;(2)边模浇筑过程中台车变形最大,其中模板底部最大变形量为6.6 mm,建议对衬砌台车进行结构分析时要考虑混凝土初凝作用,而不是单次全环加载;(3)隧道现场实测结果表明混凝土凝固过程中发生膨胀,使得台车主体结构受力增加,增幅约为20%,建议在台车设计中要适当考虑混凝土凝固过程的影响。     

导轨式胶轮电车车辆基地工艺特点

介绍了导轨式胶轮电车功能定位,基于天津滨海和上海张江两条试验线的运用情况,从检修工艺、检修制度等方面,分析导轨式胶轮电车检修工艺的特点,为导轨式胶轮电车车辆基地的设计提供参考。