基于局部特征描述的高速铁路接触网斜撑套筒定位与故障检测

针对高速铁路接触网支撑装置斜撑套筒部件的螺钉松脱与脱落问题,提出一种基于采用局部特征描述的统计模式识别算法和螺钉灰度分布规律的图像检测方法。首先计算斜撑套筒部件正负样本的HOG特征,训练基于AdaBoost算法的级联分类器,实现接触网支撑装置图像中斜撑套筒部件的定位识别。为减少误匹配率,采用支持向量机分类器与AdaBoost分类器级联的方法完成目标的精确定位。对定位得到的斜撑套筒子图像利用Hough变换和边缘检测寻找分割直线分离螺钉和套筒,使螺钉可以被单独分析。实验表明,本文方法能够较准确地实现斜撑套筒2种不良状态的检测。     

基于2阶级联轻量级卷积神经网络的高铁接触网悬挂紧固件缺陷识别方法

基于高铁接触网悬挂运行状态监测图像,分析监测图像与普通图像的区别;将紧固件缺陷检测问题转换为紧固件检测和运行状态精细识别2个过程,提出基于2阶级联卷积神经网络的紧固件缺陷识别方法。首先,设计紧固件检测网络,由轻量级特征提取网络、全局注意力模块及相互增强的分类器和检测器组成,实现目标紧固件实例的高效检测;然后,搭建1个包含4个卷积层、2个池化层、1个全连接层和1个输出层的多标签分类网络,完成紧固件运行状态的精细分类,实现缺陷识别。运用紧固体缺陷识别方法,对某高铁线路接触网状态监测图像数据进行试验分析,结果表明:2阶级联卷积神经网络的方法可以快速准确地检测紧固件的缺陷,紧固件定位平均检出率达98.2%,紧固件缺陷平均识别精度达95.8%,较单一检测网络提高约21.5%。     

基于预紧力工况下的原位螺栓超声检测研究

高铁制动盘螺栓疲劳裂纹可能会危害列车行车安全,有必要进行原位检测。但常用小角度纵波检测未考虑原位状态下预紧力的影响,螺栓缺陷定量精度不足。运用CIVA软件对原位螺栓裂纹进行仿真并优化检测工艺;利用有效弹性常数法表征螺栓在应力诱导下的宏观各向异性,研究预紧力对缺陷定量的影响规律。建立原位状态的螺栓模型,分析折射角,晶片尺寸,频率和带宽对螺栓声场和缺陷回波的影响,选择最佳工艺参数。基于此参数,模拟不同预紧力下不同尺寸缺陷的回波。研究结果表明:不同预紧力下回波幅值不同。最后,绘制缺陷大小-波幅曲线图,实现螺栓缺陷定量分析。对实际螺栓开展原位检测,结果表明考虑预紧力后,缺陷定量误差降低了12%。     

面向复杂环境的接触网关键设备缺陷检测方案

针对小样本及复杂环境下接触网关键设备缺陷检测难等问题，提出一种融合深度卷积神经网络和卡尔曼滤波的图像检测方案。采用MobileNet构建模型骨干网络，有效降低了计算成本；融合柔性非极大值抑制算法解决目标部件遮挡问题，并将上下文感知ROI池化层取代原始池化层，维护了小尺寸零部件的原始结构；最终通过卡尔曼滤波对检测结果进行修正，有效提高检测精度。实验结果表明：本文所述方法能够对复杂接触网设备实现零部件的精确检测，与相同条件下的其他检测算法相比综合性能最佳。     

基于无监督知识蒸馏的高铁绝缘子缺陷检测算法

绝缘子作为高铁接触网的重要组成部分，是隔离接触网和地面的关键零部件。但绝缘子缺陷样本稀缺，缺陷类型多样，基于有监督深度学习的绝缘子缺陷检测难以满足现场需求。针对该问题，本文提出一种基于知识蒸馏的绝缘子缺陷检测算法。该方法主要分为两个阶段：第一阶段使用一个基于YOLO-v5的绝缘子旋转定位网络快速准确地将绝缘子从接触网图像中提取出来，并使用滑动窗口将其下采样为绝缘子小块；第二阶段使用由一个教师网络和一个学生网络组成的绝缘子缺陷检测网络检测缺陷。实验表明该方法具有良好的可行性。     

基于IFC标准的高铁接触网信息模型创建的研究

研究目的:BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技术对于提升工程建设管理水平具有重要作用。当前,高铁接触网BIM技术的应用研究仍然停留在起步阶段,且进展缓慢。利用基于IFC(Industry Foundation Classes,工业基础类)标准对高铁接触网BIM信息进行描述,是解决这一问题的有效途径。研究结论:(1)通过对比IFC标准各种扩展机制,提出采用代理类与自定义属性集相结合的扩展方式进行高铁接触网BIM基本信息描述;(2)开展了高铁接触网BIM信息分析,构建了高铁接触网身份信息、定位信息和技术信息IFC属性集;(3)提出了高铁接触网BIM建模方法;(4)经验证,本文提出的属性集与建模方法有效可行,有利于提升高铁接触网BIM模型的完备性,可为深化高铁接触网BIM技术的应用研究提供技术支撑。     

基于图像识别的高铁接触网紧固件开口销故障分类方法

针对高铁接触网紧固件开口销缺失、松脱和安装不规范等现象,基于图像识别理论提出一种开口销故障等级划分方案和基于机器学习的开口销分类方法。在分类阶段,首先采用SSD算法对接触网4C系统的回图进行开口销定位与识别,并采用Deeplabv3+进行语义分割,最后采用SURF特征检测器对语义分割图片提取关键点,再利用视觉词袋模型BOVW生成视觉码本,利用视觉码本对极端随机森林ERF进行训练并生成模型。极端随机森林通过网格搜索和交叉验证(Gridsearch+CV)实现参数调优,使用ERF模型对开口销图片分类。采用该方法对实际线路的图片进行实验检测,准确率达到了93.2%,且节省人力,能有效保障高铁的供电安全。     

一种基于深度神经网络的腕臂底座开口销缺失检测算法

在接触网装置故障中,腕臂底座(包含平腕臂底座和斜腕臂底座)开口销缺失较常见,包括横向和垂直销钉开口销缺失两种.为对腕臂底座开口销缺失缺陷进行自动识别,本文提出一种基于深度神经网络的腕臂底座开口销缺失检测算法:首先采用YOLO算法对原始大图进行一级定位得到腕臂底座区域,然后对腕臂底座区域进行二级定位得到开口销区域小图,最后采用CNN(卷积神经网络)分类算法对横向和垂直开口销小图进行分类识别.实验测试证明该检测算法识别准确率高、漏检率低,可对腕臂底座开口销缺失进行有效检测.     

电气化铁路接触网防雷技术研究

分析了国内外接触网防雷现状,对接触网雷害和相关防雷技术进行分类讨论,并结合京沪高铁接触网系统防雷存在的缺陷提出了改进措施。     

基于改进SSD模型的高铁扣件定位算法

高铁扣件的检测对于保障铁路的正常运行起着十分重要的作用。针对高铁扣件定位精度不足以及传统定位算法无法定位道岔处扣件的问题,设计一种改进的SSD(single shot detector)深度学习扣件定位算法,即Improved_SSD。首先采用ResNet101更换经典SSD深度学习模型中的VGG16,增加网络深度的同时提高特征的抓取能力;然后利用膨胀卷积扩大网络的感受野,以不增加模型额外结构的方式提高模型的鲁棒性;最后提出一种非极大加权抑制方法,进一步提高扣件的定位精度。实验结果表明:与经典SSD算法相比,本文算法对扣件定位的召回率和精度分别提高了3.4%和4.7%;与其他几种扣件定位算法相比,本文算法不仅提高了对普通轨道扣件的定位精度,而且解决了传统定位算法无法定位道岔处扣件的问题。     

高速铁路接触网精确测量技术标准的研究

高速铁路精密工程测量技术是高速铁路成功建设的关键技术之一.针对国内高速铁路接触网施工测量精度的重要性,详细闸述了国内高速铁路接触网线索部分,基础部分主要施工测量方法和偏差要求的允许值,并对高速铁路接触网的参数精调提出相应要求.     

高速铁路链型悬挂吊弦预配软件开发与实现

高速铁路接触网系统中,高精度的吊弦预配非常复杂,是困扰高速铁路电气化建设的重要问题。详细介绍以Visual Studio 2012 C#平台及Access数据库为基础,开发完成的高速铁路接触网多工况吊弦预配软件。该软件应用于多条高速铁路吊弦预配项目,结果表明,吊弦预配结果精度高,可大幅提高预配效率和施工精度,减少施工成本。     

200km/h客货共线单线隧道内接触网设计探讨

通过对遂渝线单线隧道内接触网悬挂的介绍,探讨了以新的设计方式进行速度200 km/h客货共线隧道内接触网平面设计的方法,并通过遂渝线情况的研究,对下一步的设计提出了建议。     

既有高速铁路接触网提质达速关键技术研究

高速铁路速度由300 km/h提速到350 km/h国内还没有先例,目前新建高速铁路接触网施工技术无法满足高铁提速改造施工的要求。以成渝高铁接触网提质达速为研究对象,对既有接触网弹性吊索张力状态下对接触网的影响、接触线张力增加后引起的接触网几何参数的变化进行研究,包括接触线高度、拉出值、坡度、弹性吊索张力等。通过研究找到解决问题的方法,最终实现接触线张力增加、吊弦更换一次到位施工技术,确保当前及提质达速完成后的运营安全,对今后高速铁路提速改造具有重要意义。     

对受电弓离线产生过电压的分析

随着我国高速铁路的发展,电力机车的速度在不断地提高,相伴随的受电弓脱离接触网的情况也越来越频繁,这种情况会严重制约高速铁路的发展。概述了受电弓脱离接触网后产生的危害,并从电气的角度分析了受电弓离线时产生过电压的机理。     

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。     

高速电气化铁路接触网施工关键技术

以国内多条高速电气化铁路接触网施工实践经验为依托,研究探讨了高速接触网施工安装中的关键技术,为今后高速铁路接触网施工安装及标准的建立提供借鉴。     

京广高铁广东段接触网防雷现状及改进措施

列出京广高铁广东段开通以来的接触网雷击跳闸数据,分析了该段线路接触网防雷系统现状及不足,提出了高铁接触网防雷改进措施,在付诸试验实施半年后取得了良好效果。     

高速铁路接触网定位点振动测试与振动试验技术条件探讨

运用非接触图像测量法对京沪高铁接触网振动进行现场测试,得到典型跨距内定位点及吊弦悬挂点的动态振幅。通过分析数据,比照现行标准,提出针对高速铁路接触网零部件进行振动试验的技术条件建议。     

接触网的三维模型力学研究

研究目的:随着高速铁路的发展,接触网装配需要更加精确,这就需要有精细的接触网力学计算,目前接触网力学模型大多基于二维模型,但这种模型显然是不够真实。所以建立接触网的三维模型的具有现实意义,可以实现更加逼真的力学计算。研究结论:本文通过研究接触网的三维模型,建立了系统的静态平衡方程,通过迭代的方法求解非线性方程组,解决不同负载下的静态平衡问题。通过吊弦长度的计算,研究不同情况下的接触网的平衡位置的变化。这种三维模型能适应弓网动态作用的研究,得到较逼真的仿真模型。通过三跨接触网三维模型计算风偏,验证了模型的准确性。