高速轨道检测图像处理技术

高速轨道检测图像处理是轨道检测领域的一项重要技术,使用激光摄像式测量设备,通过图像处理获取钢轨横向、纵向位移变化.高速轨道检测系统通过十几年的发展较为成熟,国外最高检测速度可达300 km/h左右.我国最新研发的高速轨道检测系统经过多项技术创新,最高检测速度达到400 km/h,图像处理技术克服了易受阳光干扰等缺点,达到国际先进水平.     

数字滤波技术在轨道检测中的应用

概述和总结了数字滤波技术在国外一些轨道检测系统中的应用特点，着重分析了应用于我国轨检车数字信号处理系统中的数字滤波技术，特别是基于数字移变滤波器设计原理，对列车运行速度和运行方向影响检测结果的机理及消除方法做了较为深入的分析和论述。     

中高速条件下车线桥动力分析模型与轨道不平顺影响

提高旅客列车运行速度,开发客运高速技术,是作为我国国民经济发展的重要基础设施的铁路系统,为满足国民经济持续、快速、健康发展的战略需要而必需面对和解决的技术问题.这一技术问题的解决涉及到机车车辆、通信信号、运输组织、铁道建筑等诸多方面,是一庞大而复杂的系统工程.在这一系统工程中,铁道线路作为快速和高速列车走行基础,其线、桥、隧的质量状态直接影响着标志着铁路技术水平的行车速度提高和列车运行品质的好坏(如平稳舒适性、脱轨安全性).因此,在开发客运提速和高速配套技术时,为保障行车安全,提高轨道和机车车辆部件的使用寿命,改善列车运行的平稳舒适性,需要深入研究轨道不平顺对列车运行品质的影响,提出轨道不平顺的有效控制办法.     

轨道车辆走行部振动异常预警系统的技术方案研究

讨论了对于轨道车辆走行部机械故障安全预警的技术研究的必要性.简要介绍了当今国内外对列车运行时发生的机械故障的监测及预警方面的发展情况和技术水平,分析了实现此安全系统所面临的技术难题.提出了从能量角度出发的机械故障识别方法,建立合理仿真模型进行计算分析.经过仿真和试验初步验证了通过能量传递来检测车辆系统结构变化,并进一步诊断列车运行中出现未知严重机械故障的可行性.     

GJ-6型轨道检测系统的设计与研制

轨道检测是检查轨道病害、指导线路养护维修、保障行车安全的重要手段。为了适应客运专线和高速铁路建设的需要,自主开发研制了GJ-6型轨道检测系统,该系统采用高速图像处理技术、光电测量技术、陀螺平台、数字滤波、精确里程定位以及高速计算机实时数据处理等新技术,具有高速、精确、可靠的特点。GJ-6型轨道检测系统在我国自主研发的CRH380A-001、CRH2-150C综合检测列车上得到应用,检测速度最高可达380 km/h,CRH380B-002最高检测速度已达400 km/h。京沪高速铁路验证试验结果表明,GJ-6型轨道检测系统完全可以达到准确度要求,满足高速铁路和其它各种铁路检测的需要。     

轨道状态确认车检测系统的研制

根据高速旅客列车安全运行的要求,研制用于轨道状态确认车上的轨道几何检测系统、环境监视系统、限界检测系统及车载局域网系统。轨道几何检测系统采用惯性基准原理、陀螺平台和计算机实时处理等技术,通过专用的数字滤波数学模型计算水平、超高、高低、轨向、曲率,解决不同运行速度和不同运行方向检测结果的准确性和一致性问题;通过最新研制的车载局域网,实现计算机实时显示轨道几何波形、网络打印机打印波形图的功能。实时显示叠加轨道几何波形的线路周边环境图像。构架式光电伺服轨距测量装置,采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的技术,保证跟踪轨距点的稳定性,消除轴箱式轨距测量的不安全隐患。     

高速列车作用下板式轨道引起的地面振动

根据波数域内分层大地波动方程的求解理论,建立高速列车作用下板式轨道—大地耦合振动分析模型。利用Fourier变换,在频率—波数域内求解振动微分方程,再通过Fourier逆变换得到大地表面的振动位移响应。通过算例分析列车运行速度对板式轨道周围地面振动的影响。结果表明:列车运行速度越高,线路周围地面的振动响应越大。当列车速度大于200 km.h-1时,路基表面位移的幅值随车速提高迅速增大;然而当列车速度增至350 km.h-1时,位移幅值最大值又出现了回落。距离板式轨道中心线越近,行车速度的变化对地面振幅的影响越显著。尤其当列车速度接近地基的Rayleigh波波速时,由于引发共振而使地面振动位移出现峰值。     

高速综合检测列车视频监测系统

高速综合检测列车视频监测系统包括列车运行前后环境监测、轮轨接触状态监测、弓网接触状态监测三部分。列车运行前后环境监测主要监测列车运行前后环境情况,及时发现影响列车运行安全的各种异常情况,在视频图像上实时叠加线路名、里程和速度等线路信息,并进行存储;轮轨接触状态监测主要是实时监视列车运行过程中车轮与轨道的真实接触状态,在视频图像上实时叠加线路名、里程和速度等线     

GJ-6型轨道检测系统

为了适应客运专线和高速铁路基础设施检测的需要,自主开发了GJ-6型轨道检测系统,克服了GJ-4型和GJ-5型轨道检测技术的缺点,在多方面取得技术突破.系统主要由激光摄像组件、惯性测量组件、信号处理组件、数据处理组件、里程定位组件和机械悬挂装置等六部分组成,具有高速、精确、可靠的特点.在我国自主研发的一系列高速综合检测列车上得到应用,最高检测速度已达400 km/h.通过京沪高速铁路检测结果表明,(J-6型轨道检测系统完全可以达到准确度要求,具有良好的椎广前景和重大的经济效益,满足高速铁路和其它各种铁路检测的需要.     

道岔轨下刚度不均匀对轮轨系统动力特性的影响分析

本文应用刚柔多体混合建模理论,建立道岔区车辆和钢轨动态空间仿真模型,在模型中考虑了道岔区尖轨和心轨部位轨道的几何不平顺,考虑了由于道岔区钢轨断面分布不均匀、道岔结构特征产生的结构不均匀以及轨枕长度的变化、轨下基础弹性分布等参数变化引起的轨道竖向刚度不均匀,研究了这种轨道竖向刚度不均匀和几何不平顺对列车不同速度下的轨道结构系统动态刚度的影响,以及在不同的速度下对列车通过道岔时车辆的振动响应、轮轨作用力和道岔区轨道结构各部分振动的影响,并分析竖向刚度不均匀对列车运行通过道岔区平稳性变化的影响规律,为研究道岔区轨道结构刚度优化提供理论依据.     

基于空间域的轨道状态检测信号采集

基于轨道状态检测中列车非匀速运动导致非均匀采样对检测精度的影响,运用基于空间域的信号采样方法,设计了一套等间距采样系统。利用该系统获得空间域等间距采样的加速度信号,将加速度信号进行连续的两次积分运算,得到载体的空间运动轨迹。试验表明,该方法能够剔除载体运行速度对检测精度的影响,克服等时间采样产生的畸变。     

高速综合检测时空同步技术

高速综合检测列车轨道、牵引供电、通信、信号等基础设施相互之间关联性强,影响因素多。高速综合检测时空同步技术实现了一整套对检测数据进行综合分析、评价提供技术支撑的多系统时间里程同步采集发布系统,为多专业检测数据融合智能分析奠定基础。通过系统的定位试验,验证了系统的定位精度,证明时空同步技术为高速综合检测列车运行过程中的时空同步提供了一个较为有效的     

高速道岔轨道几何状态评价与规律研究

高速道岔的轨道几何不平顺状态能够直观反映其服役性能,开展高速道岔区段轨道几何不平顺状态管理是道岔检养修体系中的重要一环。以高速综合检测列车2023年1月—5月采集得到的检测数据为研究对象,从道岔结构、管理速度、道岔型号、辙叉号角度进行分类,分析当前高速正线道岔铺设概况。以道岔区轨道质量指数为基础,提出能够量化一定检测周期内道岔区段轨道几何整体状态与变化情况的道岔轨道状态指标与波动率指标。最后,以铺设最广的1/18道岔为研究对象,分析主型1/18道岔的轨道几何不平顺状态规律。研究结果为后续应用TQI-T评价高速正线道岔动态轨道几何不平顺状态以及指导道岔区段养护维修等工作奠定基础。     

轨枕吊空对轨道结构动力性能的影响

运用车辆一轨道耦合动力学理论,模拟计算轨枕吊空状态下轮轨系统的动力响应,比较分析列车运行速度和吊空轨枕数量埘轨道结构动力性能的影响,并对时域与频域内室内模型试验线进行测试分析和验证.结果表明:轨枕吊空破坏了轨道结构支承的连续性,轮轨间相互作用加剧,并随吊空数量的增加与列车运行速度的提高而显著增大;同时,轨枕吊空将影响其前后毗邻的正常轨道结构的动态特性,形成线路几何与动态不平顺,影响车辆运行平稳性与乘坐舒适度.钢轨与轨枕频响函数测试表明,由于轨枕吊空改变了该区段轨枕间距和轨下支承刚度,削弱了道床对线路所提供的阻尼,使得轨道结构的动力性能也产生了显著变化.     

地铁高效综合检测车方案设计

该地铁高效综合检测车运用线结构光视觉技术、高速图像处理技术、惯性测量基本原理,实现了轨道几何参数检测(轨距、轨道水平、轨向等)、全断面钢轨轮廓、限界检测功能.本文主要从车体、走行系统、制动系统、电器及控制系统、检测系统等方面对整车的主要技术特点进行阐述,旨在为有关单位和人员引入、使用、养护此类或类似设备提供参考和启示.     

高速行车条件下轨道几何不平顺敏感波长研究

应用车辆-轨道耦合动力学理论及分析软件TTISIM,研究轨道几何不平顺波长变化对高速车辆系统动力响应影响,探讨高速行车条件下轨道几何不平顺敏感波长问题。结果表明:在250～400km/h行车速度域,高速列车系统动力响应指标随轨道不平顺波长变化存在一个幅值相对较大区间;轨道不平顺类型和行车速度不同,敏感区间对应轨道不平顺波长范围亦不相同。综合对比发现:在250～400km/h行车速度域,轨道高低、方向和水平不平顺在长波段敏感波长范围分别约为80～160m、40～120m和50～160m;在相同行车速度条件下,轨道扭曲不平顺在长波段敏感波长范围约为40～100m。     

干线轨道不平顺速度管理标准建议值的研究

轨道不平顺会恶化列车运行条件，大的轨道不平顺还可能引起列车脱轨。为保障行车安全，当查出这些不平顺后，应立即整修，并在病害消除前限制列车运行速度。根据轨道不平顺对车辆的动力影响，通过人工设置轨道不平顺动力试验、计算机仿真分析、考查我国轨道实际状况和参考国外类似标准，研究提出了“干线轨道不平顺速度管理标准建议值”，对我国轨道安全管理具有重要意义。     

列车速度对车辆—轨道—路基系统动力特性的影响

根据列车运行的实际情况,将轨道一路基作为参振子结构纳入车辆计算模型,建立车辆、钢轨、轨枕、道床、路基和地基为一体的二系垂向耦合动力分析模型,分析列车速度变化对车辆运行品质、动位移以及路基动应力的影响.结果表明:车体加速度、动轮载和轮重减载率均随车速的提高而增大,呈线性分布;具有二系悬挂的高速列车通过有砟轨道路基结构时,列车的安全性及舒适度均能满足要求;系统动位移受速度影响较小;路基面动应力随速度的提高而增大,并在横向呈马鞍形分布,在纵向呈抛物线形分布;路基动应力沿路基深度方向衰减较快,在基床表面下3m处,动应力只有基面的16%左右.研究结果与已有部分研究结论吻合较好,表明模型具有较高的可靠性.     

强横风与轨道不平顺耦合作用对高速列车运行安全性影响分析

横风对高速列车运行安全性影响十分显著,轨道不平顺影响着列车轨道相互作用关系。目前已有研究尚未充分考虑到中国高速铁路无砟轨道线路状态的变化与横风作用下高速列车安全性问题的影响。为了研究这两者的变化耦合而造成的列车安全性影响,采用计算流体力学软件和有限元软件联合仿真,建立横风-高速列车-轨道耦合动力分析模型,输入5种典型的高速铁路无砟轨道不平顺百分数谱,计算分析不同列车运行速度和风速条件下列车运行的安全性指标。结果表明,对应于25%百分位数谱,列车脱轨系数和轮重减载率最低,接下来依次是50%百分位数谱、平均谱、70%百分位数谱和90%百分位数谱。其中在列车运行速度为300 km/h下,横风速度为25 m/s时,70%百分位数谱和90%百分位数谱对应的安全性系数超出安全限值,列车可能发生脱轨。因此在设计和检算强横风作用下高速列车运行安全性指标时,宜采用中国高速铁路无砟轨道70%百分位数谱和90%百分位数谱。     

轨道刚度合理值评价指标的研究

通过现场轨道刚度与部件刚度实测、轨道动力响应测试、室内轨道部件刚度测试、道碴动三轴试验数据,以及轨道刚度对轨道动力特性和列车运行品质的影响的理论分析结果,提出我国60 kg*m-1钢轨线路轨道整体刚度和部件刚度的标称值范围,确定了评价轨道刚度合理与否的轮轨系统的动力学指标,并进行关键参数的敏感性分析.基于轨道结构受力合理、机车车辆走行性能不受影响、轨道几何状态变化平缓的角度考虑,提出了轨道刚度合理取值的评价指标及分析方法.