基于HCRD的列车锁紧板偏转自动识别方法

针对货车故障轨旁图像检测系统(TFDS)中锁紧板偏转故障,提出一种基于霍夫变换、Canny边缘检测和形状模板相结合的HCRD(Hough-Canny-Right angle Detection)方法.通过霍夫变化及数学几何模型定位转向架锁紧板部位,再对Canny边缘检测后的边缘图像进行角度特征的检测,整个识别只需要一个形状模板就能实现锁紧板偏转图像高精度自动识别,具有很好的判别能力.采用python编程,平均每张图像识别时间为0.067 s.且锁紧板下边缘处是否有角度特征作为锁紧板是否偏转的判断依据,具有很高的可靠性.实验证明,HCRD方法能精确检测出锁紧板的非正常范围(>5°)的偏转,且具有较好的鲁棒性和抗噪能力.该方法为TFDS故障图像识别提供了一种新的思路.     

铁路限界检测系统中三维位置与姿态信息的测量方法

为了满足铁路限界检测系统中三维位置和姿态信息精确、连续、可靠和经济的测量需要,采用捷联式惯性导航系统(SINS)和全球定位系统(GPS)组成高精度三维定位与姿态测量系统,通过捷联式惯性导航系统自主初始对准获取初始姿态角信息,并通过惯性/卫星深组合滤波方法在线实时估计惯性导航姿态角误差,进行闭环修正,从而获得连续的高精度三维位置和姿态信息。铁路实车动态试验表明该方法测量的姿态信息满足现有铁路限界检测中激光扫描平台三维位置与姿态信息的需求。     

基于逆投影修正和眼睛凝视修正的列车驾驶员疲劳检测方法

为了使基于正面人脸的疲劳检测不受列车驾驶员头部姿态变化的影响,提出一种基于眼睛特征修正的疲劳检测算法。采用多视角人脸检测算法搜寻人脸位置,运用监督下降法在人脸区域进行特征点定位,利用获得的特征点分别计算头部姿态角度和投影眼睛开合度。针对投影眼睛开合度与真实眼睛开合度存在一定偏差,建立投影眼睛开合度与真实眼睛开合度的逆投影变换关系,研究凝视方向对眼睛开合度的影响。通过凝视修正和逆投影修正的修正公式对投影眼睛开合度进行两次修正,并结合PERCLOS疲劳判定准则判定其有效性。实验测试结果表明,头部姿态变化对眼睛开合度影响较大,修正后的特征比修正前的特征具有更强的判别能力。     

基于随机森林结合前向序列选择算法的铁路隧道防水板检测数据关键影响因素识别北大核心

针对参数特征复杂度高的铁路产品,提出了一种基于随机森林(RF)结合前向序列选择(SFS)算法的铁路产品检验检测数据关键影响因素识别方法,以辅助基于经验的识别方法。创新使用RF-SFS算法,将其应用于铁路隧道防水板检验检测数据关键影响因素的识别研究。根据多年铁路隧道防水板检测数据,建立RF模型,获得了影响铁路隧道防水板检测结果的特征关键性评分序列。随后,结合SFS方法得出关键性评分序列的阈值,将排名前6位的影响因素识别为关键特征,模型的预测能力达到99.98%。为验证关键特征识别方法的有效性,对比分析3种模型在使用不同特征子集时的预测能力。当仅选用关键特征时,3种模型的预测能力均达到最佳,加入冗余特征后模型的预测能力逐渐降低。     

基于随机森林算法与特征分析的地铁列车塞拉门故障检测

针对地铁列车塞拉门下挡销、压轮故障,文章提出了一种基于随机森林算法与时域特征分析的检测方法。文章首先对塞拉门在正常及下挡销、压轮故障等不同状态下的电机电流信号进行预处理,并提取预处理后的信号时域特征,建立故障检测的随机森林模型;然后合理设置随机森林模型中的参数,并基于时域特征重要性分析进一步筛选合适的时域特征;最后利用某地铁车辆段现场测试的相应状态下的电机电流数据进行实例分析,对模型的准确性进行验证。结果表明,该方法可实现对地铁列车塞拉门下挡销、压轮故障的有效检测。     

基于分段曲线模型的铁路轨道检测算法

针对现有铁路轨道检测识别算法的准确性和鲁棒性不高的问题,提出一种基于直线和双曲线相结合的分段曲线模型实现轨道线的检测、跟踪与验证。本算法首先依据轨道图像的边缘信息,通过多约束条件下的Hough变换初步检测轨道位置,确定轨道线消隐边界并标定近远景区域。然后,在近景区域,采用直线模型实现前方直轨拟合;在远景区域,融合轨间距离、轨道方向和像素灰度等先验知识构造边界置信度函数,设定可漂移窗口搜索算法完成特征点提取,以最小二乘法进行双曲线模型拟合。最后,依据模型切换及窗口搜索策略完成轨道线的跟踪。测试结果表明:该算法不仅较好地解决了弯轨描述问题,而且提高了检测的准确性和鲁棒性。     

基于光谱观测器的永磁同步直线电机初始相角检测

为解决现有永磁同步直线电机初始相角检测方法存在算法复杂和硬件电路性能要求高等问题,提出了一种基于光谱观测器的PMSLM初始相角检测方法。通过施加直流电压矢量将电机定位在某一指定角度附近,在位置环控制电机位移为0的基础上,对估计角度施加固定幅值的正弦抖动,从而得到交轴电流波形。根据光谱观测器理论,对交轴电流波形进行滤波观测,获取其一阶分式,并利用一阶分式的零点计算得到估计角度偏差。最后,利用RT-LAB仿真平台建立永磁同步直线电机快速控制原型,试验结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

铁路混凝土槽形梁弯扭耦合效应分析与设计优化

以西宁—大通铁路50 m单线混凝土槽形梁为实例,介绍铁路混凝土槽形梁的结构特点,分析直线混凝土槽形梁在曲线荷载作用下的弯扭耦合效应,阐述采用空间板壳模型进行结构分析的准确性和铁路混凝土槽形梁结构设计中普遍存在的问题。结果表明:对于铁路直线混凝土槽形梁曲线加载情况,平面杆系模型存在缺陷,空间板壳模型的分析结果较为全面,可以精确计算槽形梁弯扭耦合放大效应。对于梁板结合部位应力集中问题,可以通过分析空间实体模型得到全桥范围内该部位最大应力,从而采取相应措施优化构造或配筋率来降低局部应力。     

基于PLSA和SVM的道岔故障特征提取与诊断方法研究

铁路局和电务段长期以来保留的道岔故障记录是非常宝贵的数据,对道岔故障类型统计、故障特征分析、故障诊断和故障预测有非常好的参考作用,但这些数据往往保存格式多样,难以直接利用。本文提出基于主题模型PLSA和支持向量机SVM的道岔设备故障特征提取与诊断方法。通过分词算法将故障文档表达在词项特征空间中;采用主题模型算法提取主题特征,并将故障文档表达在主题特征空间上;以SVM算法构造诊断器实现道岔设备的故障诊断。利用中国铁路广州局集团有限公司道岔故障记录的真实数据,对提出的算法有效性进行验证。实验表明,提出的算法能有效实现道岔设备故障诊断,对现场维护有一定的指导意义。     

人体姿态检测系统的设计与实现

针对铁路岗位监控视频需要大量人力查看的问题,设计并实现了人体姿态检测系统,实现7×24 h不间断智能检测.运用人体姿态检测算法对人体关键点进行提取,构建特征向量,通过支持向量机分类算法得到姿态类别,通过滑动窗口法判断是否有异常行为,当发生异常时进行本地提醒和远程报警.在行车室和机车司机室2种环境下进行测试,结果表明,该...