车体振动对接触网检测的影响分析及补偿方法研究

将机器视觉技术应用于轨道交通接触网检测车车体振动补偿,基于激光摄像传感器搭建了接触网检测车补偿装置,分析了多自由度车体振动之间的相互耦合关系及车体振动对检测数据的影响,推导了基于机器视觉的接触网检测车车体振动补偿计算公式,并将该补偿方法应用于接触网检测车。在郑徐客运专线进行试验,补偿后拉出值检测数据相较于补偿前,重复性误差均值减小了7.35 mm,补偿前后拉出值检测数据比照人工测量数据,补偿后比补偿前测量误差均值减小了8.80 mm,以及在杭州地铁2号线进行了检测数据与人工测量数据对比试验,补偿后比补偿前测量误差减小了10.25 mm。两项试验验证了该补偿方法对于提高接触网检测精度的有效性。     

基于多目立体视觉的接触网几何参数测量方法

采用多目立体视觉技术,研究基于4个线阵相机的接触网几何参数非接触式测量方法。运用欧式空间变换和透视投影变换建立线阵相机模型,运用立体视觉的三角法测量原理建立拉出值和导高的几何参数测量模型,经过图像差分预处理、目标探测、特征描述和目标定位4个环节,实现接触网几何参数的非接触测量。基于该非接触式测量方法的检测装置经在中国铁道科学研究院环形铁道试验基地和沪昆客运专线进行现场测试,结果表明:拉出值和导高的测量精度满足±10mm的要求;在160~385km·h-1列车速度下,测量数据的重复性良好,可用于新建接触网工程的低速静态检测以及运营线路接触网的周期性动态巡检。     

基于线激光传感器的地铁接触网几何参数测量系统

为实现地铁接触网的几何参数测量，研发了一种基于线激光的几何参数测量系统。该系统通过传感器采集嵌入接触线的Π型汇流排二维轮廓图像，通过合理选取轮廓特征直接测量接触线磨损量和汇流排倾角，结合对比法和随动策略间接测量接触网的导高和拉出值。研究结果表明：相比于测量精度为1 mm的检测仪，所提测量系统测得的接触网导高和拉出值与其最大差值分别为2 mm和3 mm;所提测量系统的行进速度为3.5 km/h,满足地铁刚性接触网几何参数的静态测量需求。     

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。     

基于二维激光位移传感器和遗传算法的钢轨磨耗动态检测系统

介绍钢轨磨耗动态检测原理,提出基于二维激光位移传感器的钢轨磨耗动态检测方法。钢轨磨耗动态检测系统采用车载形式安装在检测车构架上,车辆走行过程中实时检测钢轨磨耗参数;在数据后处理中,利用遗传算法对轨腰和轨底之间的特征圆进行拟合,减小了由于车辆振动引入的拟合误差。钢轨磨耗动态检测系统已在国内地铁检测车中得到应用,检测精度满足用户要求。     

基于双重匹配参数估计的钢轨动态轮廓校准方法

减轻运行过程中振动对车载钢轨轮廓检测系统的不利影响,获取实时准确的轮廓检测数据是钢轨维护工作面临的重要问题。在对比激光视像技术和激光位移技术轮廓检测原理异同的基础上,对更适合高速铁路检测精度需求的激光位移技术进行了系统研究,并利用二维激光位移传感器搭建了钢轨轮廓动态测量平台;针对位移技术在动态测量时一直未能有效解决的变形轮廓校正问题,指出传统视像技术的解决方法不能被机械地照用,并提出一种基于轨颚点与轨腰特征区域双重匹配的轮廓仿射变换参数估计方法,然后利用粒子群算法对变换参数进行迭代优化,实现钢轨变形轮廓校准,最后通过模拟振动实验验证了本方法的有效性。实验结果表明,本方法能较为准确地消除振动对测量数据的影响,为激光位移技术在钢轨轮廓高精度动态检测中的推广应用提供了新的思路和技术参考。     

基于图像处理的接触网动态几何参数测量研究

为了保证高速列车安全运行,需要对接触网的高度以及拉出值等几何参数进行经常性的检测。接触式检测在高速铁路试验中会增大试验数据与实际运行数据之间的差异,从而导致接触网测试参数误差变大。现利用车顶摄像机测量接触网几何参数进行可行性分析,提出了一种利用图像处理技术,对摄像机影像进行处理,提取并计算接触网动态高度以及拉出值等参数的方法。试验结果表明系统具有设备安装简单,测量精度高等特点,具有充分的可行性。     

基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测方法研究

随着高速铁路6C检测监测系统技术规范的提出,基于视觉技术的非接触式接触网检测方法越来越受到业内研究人员的重视。为提高接触线上激光斑点跟踪定位的实时性以及测量值的准确性,提出了一种基于均值漂移和粒子滤波算法的接触网几何参数检测的新方法。首先,基于灰度颜色直方图特征分布和接触网"之"字形架构建立光斑目标模型;其次,利用聚类方法对粒子进行聚类,以聚类中心为起点运用均值漂移算法进行迭代计算,对迭代计算的结果利用粒子滤波算法得到光斑目标的图像坐标;然后,将激光斑点在图像坐标系下的坐标进行空间变换,得出接触线的几何参数导高和拉出值在世界坐标系下的测量值。最后,结合检测车在某供电段测试区的实际运行数据,验证了该方法的实时性和准确性。     

德国高速铁路接触网检测系统

德国高速铁路接触网检测车可以检测导线高度、拉出值、接触压力、导线接近、导线厚度、接触网弹性等相关项目。此接触网检测系统主要由两部分构成：一是动态接触压力检测系统,以运营时速对弓网进行动态性能检测;二是接触网光学检测系统,在不接触接触线的情况下对接触网进行静态检测,检测可以在低速或高速情况下进行。通过动态接触压力检测系统与接触网光学检测系统测量数据的比较,计算接触网弹性以及准确判断故障类型。     

运行速度对接触网拉出值检测误差的影响

拉出值测量是接触网动态检测中最重要的项目之一。文章依据实测数据，结合多年的运行检测经验与铁道工程理论，定性、定量分析了运行速度对接触网拉出值测量误差的影响，得出实时检测过程中应当采用的拉出值速度补偿公式，提高了拉出值的实时检测精度。     

接触网几何参数测量仪检定台架的可靠性评估

介绍针对DJ J-8激光接触网检测仪的接触网几何参数测量仪检定台架的结构以及测量模拟接触线高度、拉出值、支柱侧面限界、轨距和水平（超高）等关键参数的测量方法.并依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》开展检定台架接触线高度、拉出值、支柱侧面限界、轨距和水平等关键测量项目的测量不确定度评定,结果表明,该检定台架满足Ⅰ级精度的接触网几何参数测量仪的检定要求.     

地铁架空刚性接触网弓网系统运行特征分析

通过分析地铁架空刚性接触网结构特点和地铁车辆受电弓及车辆运行模式,指出刚性接触网平面布置形式对弓网关系影响严重,接触线磨耗分布不均匀现象普遍存在,并对其形成原因及影响进行分析。基于现有地铁线路接触网检测装置的局限性,研究开发了地铁运营车辆接触网检测系统,通过在地铁运营车辆加装专业检测装置,获取弓网运行特征参数,为不同线路的刚性接触网弓网系统的优化设计及运维策略的制定提供依据。     

接触网地面巡检自动跟踪检测小车研究

电气化铁路建设中,接触网相关几何参数的测量一直是施工中的重要环节,测量数据的准确与否直接决定施工质量。目前,施工现场应用激光接触网测量仪,通过对关键点的静态测量,完成施工验收要求。缺点是不能快速实现对接触网参数的测量,测量效率低。接触网地面巡检自动跟踪检测小车的研究,实现了全线路接触网参数的动态跟踪测量对比,密切关注接触网运行状态,及时发现并消除隐患,从而对施工后期的静态验收提供有力保障。     

基于2D的钢轨轮廓特征点提取方法研究

钢轨轮廓数据特征点快速、准确提取是保证钢轨轮廓精确匹配、轨道几何不平顺精确检测的前提。对基于二维激光位移传感器(2D)的钢轨轮廓测量数据特征点提取方法进行研究,通过对采集的钢轨半断面轮廓数据采用基于中值误差与连续度自适应调整权值的平滑滤波方法对实测轮廓数据进行平滑处理,解决存在分段的轮廓数据达到分段平滑的效果。提出钢轨轮廓特征曲线的概念,并给出特征曲线的一种定义方式,利用特征曲线上的特征点去快速定位实测轮廓特征点。最后,采用GJ-2型轨道检测车进行试验,通过对实际轨道进行轮廓测量,采用本文所提出的特征点提取方法对实测轮廓数据进行特征点提取,试验证明,该方法能快速、准确地定位轮廓特征点。     

非接触式接触网检测车车体振动位移补偿系统

介绍了一种采用激光雷达(LMS)测距定位,非接触式测量接触网检测车车体振动位移系统,其基本原理是LMS得到车体相对于轨道的位移和角度,并通过以太网向从机发送数据.从机处理后向上级检测主机实时传输补偿数据,对动态拉出值进行补偿.     

地铁刚性接触网供电系统弓网状态在线检测装置

城市轨道交通弓网异常磨耗会增加接触网和列车的维护成本，影响城市轨道交通的正常运营。弓网状态在线检测装置通过采集受电弓、接触网的相关数据，经过非接触式测量、图像识别及人工智能算法可实现弓网状态的实时监测，能够及时发现和解决弓网问题。介绍了弓网状态在线检测装置的功能模块、弓网状态数据可视化分析和仪表板交互界面设计等内容。该装置基于收集到的燃弧、拉出值、碳滑板厚度等数据，以FineBI数据平台为分析工具进行数据整合和分析，并在交互界面以可视化方式展现分析结果。该检测装置可为监测把控弓网关系，尤其是监测燃弧点、燃弧区域的变化情况，为受电弓碳滑板检修、接触网拉出值检查及平推提供技术支撑。     

基于动态参考的钢轨轮廓失真校准方法

有效修正车体运行过程中轮轨振动引起的廓形检测误差是钢轨廓形动态检测的关键。本文对轮轨振动的多个要素进行系统分析,指出引起廓形失真的点头和摇头振动是检测误差的主要来源;与标准轮廓相比,实测正常轮廓更适合作为曲线校准时的参考轮廓,因此本文提出一种参考轮廓构建方法,并通过在参考轮廓与待校准轮廓轨腰曲线上分别构造凸壳,实现特征点对的快速提取与仿射参数的求解。为验证本文方法的有效性,在室内基于二维激光位移传感器搭建钢轨轮廓测量平台,并进行模拟振动试验。试验结果表明:该方法能有效修正轮轨振动引起的廓形检测误差,检测速度可达225 km/h,具有一定的理论及工程应用价值。     

城市轨道交通弓网系统运行质量评价体系研究

为确保城市轨道交通运营安全,有必要结合弓网系统检测监测数据对弓网系统技术状态进行评价。文中给出一种基于层次分析法的弓网系统运行质量评价指标评价方法,结合接触网的结构特点和城轨交通弓网系统的运营特性,提出了从单一技术参数到区段评价参数的综合评价体系。根据不同的参数特点按区段进行评价时区段的划分有所不同,对于接触网的几何参数—拉出值、接触线高度以锚段为单元进行区段评价,弓网接触力、燃弧率、接触线磨耗和受电弓弓头振动加速度按车站到车站的区间进行评价,符合接触网的结构特点和地铁的运行模式。     

接触网在曲线区段接触线拉出值的确定

<正>作为接触网自身结构参数,接触线拉出值的选取直接关系弓网运行安全。根据运营经验,曲线区段拉出值超标严重,其原因是选取拉出值时未考虑受电弓中心线在线路参数、机车及其受电弓型号、运营方式、运行速度等多种     

成渝客专提质达速接触网改造施工技术研究

针对成渝客专既有线路满足300 km/h列车运行,按高速铁路350 km/h列车运行条件进行提质达速改造,实现成都东站与沙坪坝站列车1 h左右一站直达。本文通过对既有设备情况的调查和测量,并对达速适应性进行分析;提出了需要对既有接触线张力进行调整,同步更换既有整体吊弦,更换超高调整区段腕臂,调整拉出值、定位器坡度及补偿装置,进行接触网精调等的总体改造施工方案;介绍了在天窗时间内的整个锚段调整接触网改造施工流程、施工过程控制;阐述了吊弦预配安装及补偿装置调整等施工关键技术。实践表明调整后接触网参数满足要求,改造后的成渝客专已顺利通车运营。