基于激光摄像技术的钢轨磨耗截面积测量方法研究

磨损后的钢轨轨头轮廓极不规整,传统钢轨磨耗计算方法无法准确表征磨损后的钢轨轮廓全貌。最新轨道检测车采用激光摄像技术,实现了钢轨轮廓连续在线检测。本文提出在现有的轨道检测车中添加钢轨磨耗截面积检测功能,以克服传统钢轨磨耗测量存在的不足。建立用于钢轨磨耗检测的激光摄像式传感器标定计算模型。对钢轨磨耗截面积测量中标准钢轨轮廓曲线解析式求解、动态钢轨轮廓基准点对齐、钢轨磨耗截面积数值计算等关键问题进行了详细的阐述。选取深圳地铁龙岗线GJ-2型轨道检测车,在六约至丹竹头区间进行试验。分别采用传统钢轨磨耗计算方法和钢轨磨耗截面积计算方法,同时对左右股钢轨磨耗进行检测,并给出采用上述不同方法在该区间2000m距离检测的数据。     

基于动态模板的钢轨磨耗测量方法研究

对CCD摄像机拍摄的钢轨表面轮廓测量光带进行图像处理,获得单个像素宽的二值化钢轨横截面轮廓;将结构光平面方程与摄像机投影矩阵相结合,对钢轨横截面轮廓进行三维重建,提取钢轨轮廓线中轨腰圆弧段圆心和轨头下端点2个特征点的世界坐标值;由2个特征点和钢轨上任意不与这两点共线的点以及标准钢轨横截面轮廓的空间几何关系动态生成标准模板;将钢轨实测轮廓和动态生成的标准模板轮廓的坐标映射到测量坐标系下,对比计算获得钢轨磨耗值.实验室验证结果表明:该方法能快速、准确地动态生成钢轨横截面轮廓模板,实现钢轨磨耗的高精度测量,且测量结果具有良好的重复性和稳定性.     

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。     

车载非接触式钢轨磨耗测量方法研究及应用

车载非接触式钢轨磨耗测量方法基于激光摄像三角测量原理,利用安装在列车转向架端头的图像采集设备获取钢轨断面结构光图像,将其传输至图像处理单元进行图像预处理、图像匹配、坐标转换,得到钢轨轮廓的实测值,并与标准轨进行比对得出钢轨的实测磨耗值。采用该方法对京承铁路、宝成铁路、成昆铁路、大秦重载铁路等线路进行了多次线上试验,结果表明,测量结果的重复性误差低于0.2 mm,满足现场作业要求。     

关于统一我国钢轨顶面轮廓的建议

由于历史原因，我国铁路钢轨有多种型号，钢轨的最新铁标TB／T2344—2003保留r43、50、60、75k咖4种形式。其中60kg／m轨符合国际标准，是按照实际线路钢轨磨耗后稳定的形状设计的，我国主要干线及高速线都采用60kg／m轨，43、50kg／m轨的轨顶形状与60kg／m轨不同，是早期引进设计的，磨耗后外形显著改变，外形不稳定。75kg／m轨用在大秦线，其轮廓是从俄罗斯购近的钢轨的形状尺寸，不符合国际标准。     

基于磨耗的自动分段补偿对中控制算法

基于激光轮廓测量原理的轮式探头(即探轮)自动对中系统的作用是确保探轮始终位于钢轨中心位置,使超声波能够正常扫查钢轨,保证探伤检测正常进行.为解决对中控制应用的难点,改进自动对中控制算法,提出基于钢轨轨头磨耗值对对中控制基准进行自动分段补偿的算法,解决了在轨头磨耗严重但对中系统控制偏差正常的情况下,仍然出现0.底波失波的...     

钢轨轮廓及磨耗检测系统

钢轨是铁路线路中最为重要的设备之一,其主要作用是支撑并引导机车车辆的车轮,在列车运行中直接承受来自车轮的载荷和冲击.其状态是否完好直接关系到列车的运行安全.钢轨疲劳损伤后,主要表现为轨头磨耗,包括垂直磨耗、侧面磨耗等,这些损伤直接影响铁路的运营安全,因此对钢轨轨头轮廓进行定期检测十分重要.钢轨轮廓及磨耗检测系统(简称系统)正是基于这一目的研发的动态检测系统.     

钢轨磨耗测量中的光平面标定

针对高速铁路钢轨磨耗测量中如何得到光平面和摄像机之间的映射关系问题,提出一种基于标定板的光平面参数标定法。该方法采用2个CCD摄像机和2个扇形激光光源构成钢轨轮廓获取系统,分别布置在左右钢轨内侧。与以往的磨耗测量系统比较,该方法使用的设备较少,降低了检测成本,也减少了图像处理、分析等工作。通过定标,可直接得到光平面系数,进而推导出与摄像机的几何关系。试验结果表明,该方法获得的光平面精度较高,从而保证了光平面与摄像机之间映射关系的精度,满足磨耗测量的要求。     

机器视觉在钢轨磨耗检测中的应用研究

随着铁路运输的快速发展,钢轨磨耗测量对保障铁路运输安全越来越重要,机器视觉技术作为一种非接触式的测量手段,可以对钢轨状态进行快速、精确、连续测量,大大提高了钢轨磨耗检测的效率。介绍机器视觉的概念、主要组成部分、工作原理以及工作特点,对其在钢轨磨耗测量中的国内外应用状况进行分析和总结,并对其检测方式做出了分类和比较,得出机器视觉技术相对于传统钢轨磨耗测量方式的优越性。机器视觉以其快速获取大量信息、易于自动处理、检测结果可靠等一系列优点,越来越受到国内铁路科研单位的重视。可以预见,随着机器视觉技术的日益成熟和发展,其在包括钢轨磨耗测量在内的轨道状态检测领域的应用将越来越广泛。     

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统

基于图形技术的钢轨头部磨损监测系统代替了传统的机械式卡尺测量方式,实现了对钢轨头部磨耗的自动监测,通过两个位移传感器记录钢轨的垂直和侧面磨耗量,并自动计算出钢轨的综合磨耗,以旋转编码器记录测量部位.测量数据采用Access关系型数据库保存,通过ADO操作和SQL语言访问,提高了访问速度和数据安全性.系统能够对监测数据分析统计,预测钢轨的磨损趋势,最后以图形方式显示钢轨的磨耗量和磨损趋势.系统操作方便,消除了传统机械式卡尺测量中人为读数误差,测量结果精确,且人机交互性好,结果直观明了.     

应用微机图像处理技术实现钢轨磨耗自动测量的研究

以微机为基础，用光电子技术和图像处理技术研制了一套钢轨磨耗自动测量试验样机。文中采用边缘线性内插算法对光带图像细化，并应用直接线性变换原理对细化的光带进行坐标变换，从而求得钢轨磨耗值。经试验和精度分析证实，该样机在动态的测量精度能满足钢轨磨耗测量精度的要求。     

钢轨轮廓全断面高精度动态视觉测量方法研究

在高速动态条件下获取准确的钢轨轮廓检测数据是钢轨维护面临的重要现实问题。本文在分析国内钢轨轮廓检测现状和借鉴国外钢轨轮廓检测经验基础上,对钢轨轮廓全断面动态检测技术进行系统研究。详细推演钢轨轮廓全断面视觉测量方法,建立内外侧钢轨轮廓测量视觉传感器全局测量模型;分析动态检测中车辆振动对钢轨轮廓检测的影响,探明车辆不同类型振动对钢轨轮廓测量误差影响规律,提出基于正交分解的车辆多自由度振动解耦和补偿方法;研制钢轨轮廓全断面动态检测装置,并进行静态标定试验和动态测量试验,试验结果验证方法切实可行。     

测量钢轨断面磨耗的最佳定位基准

通过对钢轨断面磨耗测量的误差分析，根据《４３－７５ｋｇ／ｍ钢轨供货技术要求》，分析了新轨的制造偏差，并对现场运用轨的情况进行了分析研究，论证了测量钢轨断面磨耗的最佳定位基准应力钢轨非工作侧的轨头侧面和轨轭定位，理论计算和仪器测量证明了该定位基准最合理。     

钢轨磨耗测量器测量基准面的选择

本文论述了钢轨磨耗测量器的特点及测量基准面的选择方式，提出为兼顾新制钢轨和使用中钢轨的要求，钢轨磨耗测量器定位面最好选择钢轨的非工作侧轨头侧面的下部和非工作侧轨颚部分的建议，这样可使测量结果的误差最小。     

重载铁路钢轨焊接接头磨耗特征研究

本文对重载线路钢轨焊接接头与母材相对磨耗进行了测量与分析,测量结果分析表明,热处理钢轨焊接接头相对磨耗明显大于热轧钢轨,且钢轨强度越高,磨耗越严重;铝热焊接头磨耗明显大于闪光焊.影响焊接接头不均匀磨耗的主要因素是接头部位的硬度;对接头磨耗与硬度关系的分析表明,钢轨焊接接头(含软化区)平均硬度与母材接近相等时,接头与母材磨耗量也大致相当,此时,接头热处理区(或焊缝及热影响区)硬度约为母材的1.05倍.建议在重载铁路条件下,对于高强度热处理钢轨的焊接应分情况处理:铝热焊应进一步提高焊缝硬度,闪光焊应进一步优化接头热处理工艺.     

基于LabVIEW的钢轨廓形动态采集系统研究

为解决人工钢轨磨耗检测方法效率低、精度低、结果不易存储等一系列缺点,设计开发基于LabVIEW的钢轨廓形动态采集系统,介绍其硬件组成及软件设计方法。该系统以轨面激光线为检测对象,不易受外界因素影响,测量精度高;检测人员可推动检测车在轨面上连续进行检测,效率高。可实现钢轨垂直磨耗,侧面磨耗和总磨耗的测量以及磨耗超限警报功能并完成测量数据的存储,对改善工务部门磨耗检测现状,保障铁路系统安全运行具有重要的意义。     

钢轨断面轮廓测量仪量值溯源技术研究

介绍钢轨轮廓测量技术现状。根据铁路线路维修中对钢轨断面轮廓的测量需求，分析钢轨断面轮廓测量仪的主要功能和计量性能需求。针对轮廓测量技术原理，提出满足现场测量结果准确度的量值溯源方案和测量注意事项，为相关人员深入了解钢轨断面轮廓测量仪原理，掌握校准方法，保障测量结果的准确可靠提供帮助。     

高速铁路小半径曲线轮轨减磨技术研究

针对我国高速铁路小半径曲线钢轨及车轮轮缘磨耗突出的问题,采用轮轨固体润滑技术,在广珠城际铁路进行轮轨减磨试验.通过对钢轨和车轮廓形变化的长期跟踪,研究固体润滑前后轮轨磨耗速率变化,得出主要结论:(1)更换在线热处理钢轨后,小半径曲线上股钢轨寿命可延长1倍以上;(2)固体润滑对钢轨减磨效果显著,润滑试验期间,试验曲线上行...     

丰沙线曲线钢轨磨耗成因与对策

通过现场测量，分析运量、曲线半径、轨缝大小与钢轨磨耗的关系，阐述减缓钢轨磨耗的综合措施。     

采用PQ监测转向架以预测钢轨侧面与轮缘磨耗

车轮轮缘部与钢轨的摩擦状态明显对车辆的运行安全性,还有对钢轨侧面及轮缘的磨耗都有较大的影响。文章介绍从车上定性地把握与钢轨侧面磨耗及轮缘磨耗有关的轮缘与钢轨间的润滑状态的方法,运用本方法预测轮缘磨耗与钢轨侧面磨耗,并与实际状态作了比较,验证了本方法的有效性。在考虑钢轨润滑状态的条件下,对钢轨侧面磨耗与轮缘磨耗的维修方法(CBM-状态修)提出了建议。