铁路限界检测可控频闪光源测距方法

针对目前铁路限界检测存在的效率低和精度低等问题,提出采用多个CMOS相机结合可控频闪光源测距的限界检测方法。将测距系统安装在列车端部,动态偏移量系统与测速系统安装在列车底部,三者之间同步控制。根据摄像机成像原理,定义合理坐标系,建立单相机限界检测数学模型,并根据参数的特殊性简化模型。列车运行过程中,调节光源的频闪频率与相机的曝光时间,同一物体可以在一帧图像中周期成像,通过图像处理,得出周期成像的平均距离,不同距离的物体成像的平均距离不同,结合列车频闪周期内运行距离以及相机焦距可以计算限界距离。在此基础上,设计出一套测距设备,并在试验台上进行实验验证。研究结果表明,提高光源的闪光频率,测试误差随之减小,为限界检测的在线实验提供了依据。     

360°激光扫描技术在城市轨道交通限界检测中的应用

新开通线路不断增多无疑对限界检测的速度和质量提出更高的要求.为确保行车安全,在城市轨道交通列车上线调试前必须对全线的实际限界状况进行全面检测.传统限界工程测量方法效率低、作业周期长,为更快、更好的进行限界检测,文章提出一种基于360°激光扫描技术的车载式限界测试系统,该测试系统更加安全、高效,并在北京地铁某线路限界检测...     

国内外客车总体设计标准对比研究

介绍了国内外客车总体设计标准,着重对比了国内外限界、高速列车设计任务书,并概述了总体技术条件和设计任务书应涵盖的内容.     

近运营线高铁站房施工沉降变形智能监测研究

高速铁路运营环境安全、可靠是列车高效运行的前提。以海南环岛高铁某邻近运营线路站房工程为研究对象,通过变形监测系统选型研究,确定采用基于静力水准仪的自动化智能监测系统,在高铁站房施工阶段进行施工区域以及站台和线路沉降变形监测。全过程、全时段的智能监测相较人工监测,可即时采集多种监测项目数据,并同步分析处理、及时预警。静态液位系统的实时高精度测量,为邻近高速运营线的运行安全提供重要保证。研究结果可为类似站台限界工程提供技术参考。     

输入受约束的高速列车鲁棒自适应动态面控制

实现高速列车对期望速度与位移的精确跟踪至关重要。考虑输入饱和约束以及由于不确定的运行阻力、未知的黏滞摩擦系数和未测量的运行状态等引起的系统不确定性,提出高速列车的鲁棒自适应动态面控制算法。建立考虑牵引与制动转矩产生动态过程的高速列车动力学模型;引入扩张状态观测器在线估计和补偿系统总的不确定性,应用跟踪微分器代替动态面控制中的一阶滤波器,构造附加系统处理输入约束问题,设计了高速列车的鲁棒自适应动态面控制律;基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性以及高速列车速度跟踪误差和位移跟踪误差的半全局一致最终有界性。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

对铁路限界的分析与思考

介绍了我国铁路限界标准的发展历程和国外铁路限界的概况,对比分析了我国与国外的铁路限界特点,分析我国铁路双层集装箱、超限列车会车条件等限界问题,提出完善我国铁路车辆限界、加强铁路建筑限界管理、重视对动态限界研究的建议。     

线路条件对高速列车横向动态偏移量的影响

为研究不同线路条件对车辆横向动态偏移量的影响,从而为高速铁路限界的拟定提供理论依据,利用SIMPACK软件建立车辆一线路耦合模型,研究轨道不平顺、曲线超高对车辆最大横向动态偏移量的影响。结果表明：轨道不平顺会增大车辆的横向动态偏移量,在直线线路上车辆横向动态偏移量随列车速度的增大而增大;当列车速度为350km／h时,动态偏移量增大到22．7mm;在曲线半径为300m的线路上,轨道不平顺使动态偏移量分剐增大了10．1mm;对于相同的小半径曲线线路,列车通过速度越大,车辆横向动态偏移量越小,但会加剧欠超高。列车通过速度过低,车辆存在倾覆的危险;建议确定车辆动态限界时应考虑轨道不平顺、曲线线路超高以及列车通过速度的影响。     

基于深度学习的铁路限界快速检测算法

列车行驶环境快速、可靠、精准感知是列车安全、高效运行的前提和关键支撑技术。列车若无法提前感知非法侵入铁路限界范围内的异物,并在短时间内有效制动,将会导致严重的安全事故。为解决列车运行环境内影响运行安全的异物侵限问题,基于深度学习算法,提出一种铁路轨道限界快速检测算法。该方法首先采用预设行锚框的方式对图像进行划分,将传统分割算法的逐像素预测,转变为对每个行锚框进行逐网格预测,以达到显著降低算法计算量,并提高检测速度的目的。同时,通过快速识别图像中属于轨道部分的像素,结合轨道线的连续特征进行追踪,达到铁路轨道坐标的智能快速识别。最后根据标准轨距下限界的定义,对识别出的轨道线坐标和侵限区域进行扩充,以确定铁路异物入侵限界的范围。通过在真实轨道数据集上的对比实验,验证所提算法能以172FPS的速度快速检测铁路限界,且轨道线和限界区域的识别精度分别达到98.96%和98.12%,F1值分别达到99.68%和98.95%,限界区域检测的平均交并比MIoU达到96.88%,各类指标均取得当前最好的准确率和性能,满足高速列车对环境感知精度和速度要求,可以为异物侵限检测、目标跟踪和列车控制等环境感知及运...     

高速轮对外形尺寸检测系统

车轮外形几何尺寸的测量对列车的安全运行非常重要。激光图像法是当前主流的检测运行列车车轮外形几何尺寸的检测技术,然而在列车高速通过的情况下,传统的轮对外形尺寸检测系统在系统布局、机械设计和相机成像质量等方面无法满足车速的要求,激光图像法的检测精度会受到车速的影响,因此在系统方案及标定方法等方面对传统的轮对外形尺寸检测系统进行了改进,从而保证了在列车高速通过条件下,系统对车轮各个参数的测量精度达到要求。     

车辆平轮动态定量检测的新方法

车辆平轮是危及列车运行安全的主要原因之一。如何准确测量其大小是高速和重载列车发展中必须首先要解决的关键测量问题。新的车轮擦伤动态测量方法，不仅能实现对踏面擦伤和磨损的定量测量，同时能克服已有技术测量不能定量、测量结果受外界很多因素影响的缺点。测量系统主要由平行四边形机构、传感器、数据采集与处理等部分组成。现场实验表明，当列车速度低于15km，系统的测量误差小于0．2mm。     

站台限界测量新方法及其不确定度分析

对既有站台限界测量设备进行分析,在此基础上提出一种新的站台限界测量方法,即采用位移和编码器角度测量,结合单片机、信号传感技术等测量铁路站台限界。介绍此方法的测量原理,并从横距和竖高2个方面开展测量不确定度分析,从理论上论证此方法的设计精度可满足各类站台限界测量的精度要求。     

某磁浮大跨斜拉桥竖向刚度限值研究

以某磁浮轨道交通(40+80+228+228+80+40)m大跨钢箱梁斜拉桥为研究对象,采用有限元软件ANSYS和多体动力学软件UM分别建立桥梁和磁浮列车模型。基于车桥耦合振动方法,针对2列磁浮列车相向行驶并在主跨跨中交会的最不利情形,进行列车以不同速度通过桥梁时不同梁高下车桥系统的动力响应及磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值研究。结果表明:磁浮列车的竖向动力响应随车速的增大而显著增大,时速从40 km增大到140 km时,列车竖向动力响应增幅达到120%以上;车体竖向加速度和Sperling指标不是桥梁结构刚度限值的控制因素;磁浮列车的悬浮间隙对梁体刚度变化较为敏感,随着梁体刚度逐步增大,悬浮间隙的波动变小,梁体挠跨比减小约25%,悬浮间隙波动减小幅度达35%,悬浮间隙可作为中低速磁浮大跨桥梁结构刚度限值的控制指标;梁体挠跨比1/3015可作为磁浮大跨桥梁的竖向刚度限值。     

CRH型高速动车组车轮测量基准初探及量具运用

在CRH型高速动车组车轮轮缘踏面检测中,由于LMA、CN和XP55等3种车轮踏面形状不同,因此,统一测量基准可以使车轮的测量工作更加简便。介绍基于统一的测量基准开发的车轮轮缘踏面检测量具的结构,及使用该量具测量3种车轮踏面主要参数的方法。     

高速列车轮对自动检测系统的原理及实施方案

介绍高速列车轮对检测系统的结构及其基本测量模块的原理和实施方案,分析系统的测量条件、系统防护和信号保真等问题,并探讨我国高速列车轮对在线自动检测系统的发展和应用。     

轮对几何参数及缺陷激光自动测量方法

提出一种新的轮对几何参数及缺陷测量原理,在测量机构上部安装5套平行四边形机构和多个激光位移传感器,采用通过式测量方式,在轮对行走时实现对轮对踏面任意点直径、轮缘厚度、踏面磨耗及擦伤、轮辋厚等几何参数的自动测量,改变现有需要测量平台和轮对支撑与旋转机构的测量技术。介绍测量系统误差自动修正方法,提供了测量系统在现场安装试验结果。     

强侧风对高速列车运行安全性影响研究

在列车空气动力学和系统动力学相结合的基础上完成了相关研究工作。论文首先在研究列车受侧向风力的气动力特性基础上,利用流体力学计算软件FLUENT进行数值计算,得到不同侧风风速和列车车速下作用于车体的侧风载荷值;接着,利用所建立的高速列车动力学模型,将得到的风载荷值作为外加载荷作用于列车,研究了侧向风速对直线运行列车运行安全性的影响特性;最后,参照高速列车运行安全性相关限定标准,提出不同侧风风速下高速列车的最高安全运行速度,为特殊风环境下我国时速200 km/h及以上动车组安全运行提供理论依据。     

列控系统动态检测计划管理辅助工具的研究与实践

列控系统动态检测计划的编制与管理,贯穿了整个高速铁路列控系统动态检测的全过程,从测试前期的计划编制,到测试过程中计划的改动,再到测试结束后计划的统计、查询。传统的计划管理方法对动态检测序列的管理通常比较分散,不容易查询,提出一种基于Excel VBA实现的高速铁路列控系统动态检测计划管理辅助工具,利用Excel非常强大的数据统计与数据处理能力,实现对动态检测计划的增、删、改、查、核对与输出功能,并通过实践,验证计划管理辅助工具的有效性与可靠性。     

基于速度动态函的LTE-R越区切换优化算法

传统的LTE-R越区切换算法,采用固定切换迟滞门限和延迟触发时间的切换算法。但是当列车高速运行时,切换成功率明显下降,无法满足高速铁路无线通信系统对Qo S大于99.5%的要求。通过对切换流程、测量参数、控制参数的分析,提出一种基于速度动态函数的越区切换优化算法。该算法在低速、中速、高速3种列车运行状况下,更适宜高速铁路情景切换时机的选择。仿真结果表明:基于椭圆函数的LTE-R越区切换优化算法,既保证了列车在中高速运行时,越区切换成功率有着明显提升,又避免了列车在中低速运行时,乒乓切换事件频率过高。     

基于CPⅢ的动态精确定位技术的应用与探讨

动态精确定位是综合检测列车的关键技术之一,其难点在于校准点对应的精确里程数据库的建立。本文利用目前高速铁路沿线布设的CPⅢ数据资源,采用简单的圆心测量与等分测量方法和数据处理软件,将校准点的里程与CPⅢ测量里程一一对应,建立精确数据库,从而实现了动态精确定位;并在京沪高速铁路K718—K740进行了最高速度为400 km/h的验证试验,动态定位精度可达1 m以内。     

基于改进Canny算法的列车车轮踏面损伤边缘提取

针对高速列车车轮踏面擦伤、剥离的人工巡检方法效率较低且容易出现漏检等问题,设计一种高速列车车轮踏面损伤的动态检测系统,提出一种擦伤、剥离的特征提取方法。该方法在现有Canny算法的基础上加入45°方向和135°方向梯度模板来计算梯度幅值,用线性插值法对梯度幅值进行非极大值抑制,再使用优化后的迭代阈值算法求得高阈值和低阈值。试验结果表明,该算法可以有效地抑制噪声和干扰,最大限度地保留高速列车车轮踏面的真实边缘,为列车车轮踏面损伤自动巡检提供技术支持。