尺度自适应的铁路异物侵限PSA-Kcf降维跟踪方法

针对铁路异物侵限存在尺度上的外观变化,导致现有目标跟踪算法容易学习到过量背景或局部纹理信息,从而引发跟踪框漂移的问题,提出一种融合尺度估计的核相关滤波目标跟踪算法。利用视觉背景提取器ViBe对铁路沿线侵限异物进行检测,通过密集循环采样和尺度金字塔技术分别提取初始化跟踪框的FHOG特征,用来训练一个核相关位置滤波器和一个PCA降维的尺度滤波器,以实现尺度自适应的铁路侵限异物快速跟踪。实验结果表明:PSA-Kcf算法在跟踪精度上优于无尺度估计环节的生成类算法Mean Shift和原生核相关滤波算法Kcf,略高于尺度自适应的SA-Kcf和SAMF算法;在跟踪速度上明显快于Mean Shift、SA-Kcf和SAMF算法,能达到与Kcf算法相当的快速跟踪效果。     

基于图矩阵的仿生寻迹算法研究与应用

为解决牵引供电实时监控中的“带电/停电/接地”状态识别和快速计算问题,模拟智能生物的行为特点,提出仿生寻迹算法.该算法基于网络拓扑的图矩阵,推导出拓扑连通的数学模型.在算法实现上,采用标记和追踪技巧,得到快速计算的有关公式.以实际牵引供电系统为例进行数值实验.通过定义计算量因子,比较和分析仿生寻迹算法和幂法的计算量因子和效率.结果表明:仿生寻迹算法比幂法收敛快,计算速度提高约50%.该算法已作为牵引供电运行状态在线监测系统的核心模块投入工程应用.     

接触网雷击跳闸率的新算法

结合接触网的受雷情况和结构特点建立接触网的雷击模型,分别给出线路遭受直接雷击和感应雷击时接触网的耐雷水平计算公式。基于广义积分法,提出计入感应雷击的计算接触网雷击跳闸率的方法。以常见的复线接触网为例,按照给出的模型和计算方法计算接触网的跳闸率,并将计算结果与实际情况比较。研究结果表明:接触网遭受感应雷击时的耐雷水平较低,因感应雷击造成的接触网雷击跳闸次数占总雷击跳闸次数的31.6%,感应雷击对接触网的跳闸影响是明显的;计入感应雷击计算的总跳闸次数更接近实际运行值。     

基于贯通线阻抗距离保护的配电自动化开关研究

讨论以单片机为控制核心的自动阻抗式配电自动化开关系统,目的是验证和进一步提高继电器的自动化性能.论述阻抗距离保护的基本原理,分析阻抗式自动化开关控制器的构成和基本功能,提出阻抗式自动化保护开关在实际应用中的模型,并实际仿真模型故障后的电压电流变化,从而验证了原理算法的正确性.进而能够较好地解决贯通线自动化改造的现实问题.     

基于能量守恒的弓网电弧建模研究

按照弓网电弧能量守恒微分方程,建立简单有效的弓网电弧确定性模型。在对牵引供电系统各组成部分进行参数计算的基础上,建立了牵引供电简化电路模型。将提出的弓网电弧模型以电流控制电压源形式直接接入牵引供电测试系统,对弓网电弧引起的电压波动问题进行仿真分析。仿真结果与实际系统动态特性完全相符,从而验证了模型的正确性。该仿真模型的建立,为理解弓网电弧非线性时变特性,研究弓网电弧导致的电力机车受流质量问题,进行谐波治理与弓网电弧抑制研究提供了研究基础。     

计算接触网雷击参数的新方法

根据接触网的特点建立雷击悬挂系统的等值电路,提出悬挂系统波阻抗的计算方法。建立雷击回流线时的物理模型和等值电路,得出雷击回流线任意部位时接触网的耐雷水平计算公式。基于等值引雷宽度法和雷击距理论建立接触网的引雷范围模型,提出直接雷击条件下承力索和回流线分别遭受雷击几率的计算方法。对于典型接触网进行计算的结果为:悬挂系统波阻抗为233.8Ω;集中接地方式下的接触网耐雷水平有很大差异(1.25~26.37 kA),如采用分散接地方式,其耐雷水平将达到26.75~43.69 kA;雷击典型接触网悬挂系统的几率为14%。     

电力机车过分相过电压抑制新方法

针对电力机车过分相时导致变电所跳闸、电弧烧损接触线等问题,建立过分相过程的高阶等值电路,理论分析影响过电压的因素,得出机车过电分相的时刻是引起过电压的决定性因素,高压互感器的饱和引起铁磁谐振过电压是造成设备绝缘击穿和保护装置误动作的主要原因。提出了利用自动过分相装置的强迫信号、机车速度与接触线的电压相位信号来控制电力机车达到过电分相的时刻来抑制过电压产生的新方法,实现无过电压通过分相。利用电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC对过分相过程及抑制方法进行仿真验证。仿真结果表明,新的控制方法可以有效地控制电力机车过分相过电压低于50kV,提高了机车运行的安全稳定性。     

基于发布订阅的铁道供电报警信息流计算集群技术

为解决从铁道配电网监控的海量动态信息中快速筛选和及时处理实时报警信息的问题,提出一种基于发布订阅的铁道供电报警信息的流计算集群处理技术。通过发布订阅方式接入铁道配电网监测数据,结合流计算模式的拓扑并行模型,综合运用多主题消息分类及分区消息缓存技巧,实现报警信息的低延迟和高吞吐量处理。以铁路10kV动车段配电网调度监控的实测数据为算例,对工程中采集的监测数据进行多机集群测试。结果表明:基于发布订阅的流集群方法可获得数百ms级报警数据平均处理延时,且分布式消息队列的主题分区数并非设置的越大越好,通过对拓扑组件中并行线程数的优化设置,可以有效提高铁道配电网报警信息的实时响应性能和吞吐率。     

钢轨电位分布模型及仿真

随着电力机车牵引电流不断增大,钢轨电位过高成为突出问题.本文通过建立直供方式下钢轨电位的分布参数模型,并用MATLAB进行仿真,得出了钢轨上电位和电流的分布情况.分析了主要参数对钢轨电位分布的影响;考虑机车本身的影响,引入了机车系数来修正钢轨电位峰值.最后给出了在通常情况下钢轨电位计算值和实际值的比较,验证了模型的正确性.