接触网几何参数测量中的车辆振动补偿方法研究

基于车载方式进行接触网几何参数高精度测量必须进行车辆振动补偿。采用结构光立体视觉技术,研究基于2个激光二维传感器的车辆振动补偿方法。运用激光二维传感器扫描钢轨获得钢轨内侧轮廓的二维位移数据,经过空间坐标变换、数据预处理、钢轨特征提取和补偿参数计算4个环节,实现车辆相对钢轨平面的空间姿态参数的光学非接触式测量。基于车辆振动补偿方法的接触网几何参数检测装置经中国铁道科学研究院集团有限公司环行铁道试验基地和既有运营线路进行现场测试,结果表明:车体振动补偿准确有效,检测装置可准确测量拉出值和导高等接触网几何参数,测量数据重复性良好,在运营线路接触网周期性动态巡检中有效检出了拉出值等接触网几何参数超限。     

200 km·h-1山区客货共线电气化铁路弓网受流的设计应用分析

受流质量是高速电气化铁路接触网需要解决的关键问题。以客货共线电气化铁路遂渝线为例,对影响接触网受流质量的波动传播速度、接触力、接触导线的动态高差及动态抬升量、接触网悬挂的弹性等进行分析,阐述提高受流质量的遂渝线接触网设计原则和采用的设计参数,包括接触导线张力、不同区段的接触网悬挂方式及其新型接触网零部件、合理的跨距和结构高度等。综合试验表明:弓网接触力数值分布在现行规定的40~200 N之间,接触线一跨内的动态高差最大值为95 mm,硬点和冲击的数值分布在20g~50g范围内,遂渝线接触网的弓网受流性能满足列车速度220 km.h-1以下的安全运行要求。     

接触力测量装置

接触力测量装置用来带电检测接触网试验车在运行中接触导线和受电弓之间接触力的变化特性。介绍了自行研制的接触力测量装置的设计特点和工作原理，在受电弓上安装传感器，通过光纤隔离高低压设备，把信号传送到低压侧记录。室内试验已满足设计要求，正向实用化发展。     

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。     

非接触式接触网动态检测系统

《非接触式接触网动态检测系统》由上海铁路局技术中心主持开发。该成果采用了基于两台共面线阵摄像机的三角法立体测量技术，能在电气化铁路接触网不停电、不影响运输秩序的情况下，实现对接触线磨损和几何位置（导高、拉出值、导线坡度、偏磨等）进行非接触式动态检测，并且不受行车速度制约。该成果实现了非接触式接触网测量技术的创新，属国内首创。     

机车-轨道耦合振动对受电弓-接触网系统动力学的影响

机车与轨道，受电弓与接触网之间相互作用，相线影响，共同构成的铁路大系统，本文通过建成受电弓－接触网动态相互作用模型，并运用机车－轨道耦合动力学理论分析方法，研究了机车－轨道系统对受电弓－接触网系统的振动影响问题，结果表明，列车在几何状态不良的线路上运行时，机车与轨道的耦合振动对弓网系统动态性能影响较大，特别是在较高行车速度状态下，这种影响更为明显，不容忽视。     

用光学法测量接触导线的静态高度和拉出值

接触导线高度和拉出值是否符合要求，关系到接触网的安装质量和行车安全，因此必须定期进行检测，发现超限后及时调整，防患于未然。除用检测车进行动态检测外，静态检测的方法是由人工把绝缘杆吊挂在２５ｋＶ接触导线上进行测量，其安全性、准确性较差，效率较低。本文介绍了用光学法测量接触导线静态高度和拉出值的设计方案和工作原理，现场应用证明，该仪器准确度高、安全、实用，可在电气化铁道上推广使用。     

接触网覆冰和风舞在线监测系统研究及应用

针对电气化铁路接触网覆冰和风舞带来的危害,研发基于称重法和光纤传感器法的接触网导线覆冰和风舞在线监测系统.该系统可实时采集导线拉力、环境温度和湿度、风速和风向、导线的振动等信息,并依据导线、绝缘子参数及由专家分析系统建立的导线覆冰及舞动模型计算接触网覆冰和风舞实时状态,及时给出预警信息,保证电气化铁路安全可靠运行.     

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。     

准高速受电弓动态性能的研究

本文在系统介绍受电弓－－接触网计算模型的基础上，针对准高速接触网和我国常用受电弓，计算了有关归算质量，运动关系，模态等静态性能，利用受电弓－－接触网动态仿真计算，分析了受电弓，接触风参数对受流质量的影响，提出改善准高速受电弓，接触网系统受流的措施。     

隧道结构内列车风荷载下接触网系统的风致振动响应

以高速铁路隧道内接触网为研究对象,建立列车-隧道结构-接触网系统-空气的流固耦合计算模型,分析高速铁路隧道内列车风荷载下接触网系统的振动响应特性。研究结果表明:列车风荷载作用下接触网系统振型主要表现为,以沿着隧道纵向的前后摆动为主,左右摆动和扭转为辅;接触网系统的动位移和加速度的振动时间与振幅均与列车风相一致,即在列车风出现时接触网开始出现振动,车头达到时风速开始加大,振动位移、速度和加速度同步增大,在车尾经过时达到最大值,各方向分量的振动幅度大小顺序为:纵向分量横向分量竖向分量;衬砌的振动响应特性与接触网类似,但动位移的主频和振幅相对较少。研究结果可为高速铁路隧道内接触网的设计和施工提供参考。     

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。     

接触网融冰防冰问题的分析研究

研究目的:哈大铁路客运专线地处我国东北地区,冬季夜晚寒冷,多雾雪天气.客运专线维修模式为夜间综合维修,其间有相当长的时间没有列车运行,接触导线可能出现覆冰.为了确保列车安全行驶以及接触导线的良好使用,本文针对解决接触网融冰防冰进行分析,提出融冰防冰措施.研究结论:根据覆冰报警感应装置可及时发出除冰信息,实现迅速融冰,避免和降低冰灾事故.接触网融冰采用短路法是简单易行的,并且在接触导线上涂抹防止结冰的材料,可以有效的避免接触导线覆冰;减少由于接触网覆冰导致列车的不安全行驶;减小由于接触网覆冰引起受电弓及接触导线的磨耗,保证乘客的舒适性,因此导线融冰防冰有较好的经济效益.     

LonWorks全分布式互操作性控制网络在铁路工程机械中的应用

结合铁路大型工程机械－－架桥机计算机监控系统开发设计中的得失，讨论了分布式控制系统－－ＬｏｎＷｏｒｋｓ分布式互操作性控制网络，各种传感器及接口电路，Ｖ／Ｆ变换技术等的开发与应用。     

解析接触网高速受流动态特性之间的关联

通过弓网之间作用的波动方程,借助波的传播理论,对波的速度特性、质量特性所影响高速运行条件下的弓网受流特性进行解析,找出其对弓网动态接触压力、接触线的抬升量、接触导线应力等重要指标的潜在影响因素,剖析其内在的、关联的复杂机理,最终归咎于对速度、导线张力、受电弓抬升力等可控值的设计理念上。解析了接触网系统自身震荡的频率特性和弓网间发生谐振现象的机理。最后提供了在我国已成功实施的两个高速接触网系统及其部分动态特性参数。     

一种非侵入式接触网导线舞动监测方法

接触网导线舞动会危害电气化铁路的运行安全,造成较大的经济损失.为预防接触导线舞动而导致灾害发生,基于视频图像技术,提出一种非侵入式的接触网导线舞动监测方法.该方法利用侧方位安装的摄像机获取接触网实时图像,将图像进行预处理以减少运算量.采用区域边缘检测结合形态学运算完成接触导线边缘轮廓的提取,在此基础上应用Hough变换...     

受电弓—刚性接触悬挂系统受流特性分析

建立受电弓—刚性接触悬挂系统受流模型和振动微分方程组,采用Newmark-β法编制受电弓—刚性悬挂系统振动微分方程的数值仿真程序,利用Matlab仿真软件分析刚性悬挂、受电弓参数对受电弓—刚性接触网系统动态受流的影响,得到给定技术条件下的受电弓最优参数。     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.     

刚性和柔性接触网悬挂弓网动态检测参数特征分析

采用自主研发的高速综合检测列车接触网检测系统,实测某高铁弓网接触力和接触线高度等动态检测参数,运用时域统计和频域谱分析,研究刚性接触网悬挂系统和柔性接触网悬挂系统的弓网动态运行特性和结构特征。结果表明:柔性悬挂的弓网接触力离散性小,弓网系统运行更为平稳;柔性和刚性悬挂弓网接触力谱和接触线高度谱均存在周期成分,分别与相应悬挂类型的跨距结构、悬挂点间距、吊弦位置相吻合;两种悬挂类型,波长3m以上弓网接触力谱峰和接触线高度谱峰均一一对应,弓网接触力和接触线高度存在较高的相关性。并对两种悬挂共存的接触网线路提出养护维修建议。     

受电弓/接触网半实物半虚拟混合模拟系统的研究

采用对接触网理论模型进行实时仿真计算的方法来虚拟接触网，将该虚拟接触网与真实受电弓通过液压伺服作动器连接在一起，组成一个虚实结合的混合模拟试验系统，采用这样的方法来开展受电弓／接触网系统的研究，为受电弓／接触网系统的动态特性研究和参数优化提供了一个崭新的研究手段。在此基础上，还可开展受电弓振动非线性控制技术及其它一些相关技术的研究。