用于钢轨波磨检测的差动式霍尔传感器结构及特性分析

针对目前基于弦测法波磨检测设备中的传感器普遍存在价格高,寿命短等问题,提出采用差动霍尔传感器进行波磨检测的方案。通过双霍尔单磁铁差动设计解决了霍尔传感器非线性误差大的问题;利用一元线性回归的方法对差动霍尔元件进行对称标定,确定测量原点,并设计标定实验台对传感器静态特性进行标定,实验结果表明,双霍尔单磁铁差动结构有效改善了霍尔传感器的静态特性。差动式霍尔传感器具有优异的静态特性,可用于钢轨波磨的检测。     

密度聚类与PCA的点云数据处理技术在高铁轨道检测中的应用

为解决轨道手工检测效率低、准确度不高的问题,克服二维线激光与轨向不垂直而影响检测精度的不足,利用三维结构光点云技术对高铁轨道表面状态进行检测。数据处理是三维结构光检测的重要环节,综合运用密度聚类与PCA算法对点云进行快速处理。首先采用三维栅格算法对点云进行采样,减少点云数据量;其次利用密度聚类将点云分成不同的簇类以去除噪声点和离群点,提取出目标点云;最后通过PCA算法计算点云的3个主成分向量,求解变换矩阵变换点云,实现点云初始配准。精确配准后,与标准模型点云对比,即可得出检测结果。现场试验结果表明,该方法运行速度快,配准精度较高,有效提高了检测的效率和精度。     

弦测法检测轨向不平顺的研究

弦测法是轨道方向测量的一种基本方法。文章讨论了弦测法的基本原理并推导了“以小推大”公式,在此基础上分析了轨检仪利用弦测法检测轨向不平顺时,影响检测精度的因素,并提出了相应的改进方案。     

基于弦测法的H型中低速磁浮轨检仪应用研究分析

针对现有中低速磁浮轨道敷设后验收困难,后期运维检测效率低、精度差等问题,文章研制了一种采用弦测法、自带动力跟随遥控的H型中低速磁浮轨检仪,通过多组激光测距传感器测距进行换算,用以检测轨道主要特征,包括里程、高低、水平、三角坑、轨距、轨向、轨缝、错牙等几何参数。为验证其可靠性和精确度,采用人工、全站仪以及轨检仪3种不同方式以不同速度下对线路进行了测量,并与设计值进行了对比分析。结果表明,3种测量方式的整体趋势与设计值具有较高的一致性,轨检仪检测精度较高,且不受自身运行速度变化的影响。     

城市轨道交通曲线钢轨波磨检测与评价方法研究

钢轨波磨已成为城市轨道交通伤损的主要形式之一.对钢轨波磨的检测与评价方法进行了研究与分析.波磨检测的基本原理均基于弦测法和惯性基准法.波磨评价目前主要基于频域分析、时域分析及轨面粗糙度评价.基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点测试,对所测数据进行了频谱分析,并结合现场情况对波磨的程度作出了评价.     

基于激光摄像技术的钢轨波磨检测方法研究

目前常用的钢轨波磨检测方法有弦测法和惯性基准法,弦测法传递函数不恒定,惯性基准法受车速影响大。针对钢轨波磨检测方法的缺点,提出了一种基于激光摄像技术的波磨检测方法,通过多传感器并行工作对钢轨轮廓进行高频率采样,通过FPGA(现场可编程门阵列)对传感器获得的光条图像进行ROI(Region Of Interest)提取,将图像的ROI传送至上位机提取轮廓数据,进而完成钢轨的波磨信息提取。论证了通过多传感器并行工作提高钢轨轮廓的采样频率的可行性,在Xilinx SP605开发板上实现了光条图像ROI的实时提取。试验表明,ROI提取能够有效减小通信的数据量。     

基于点线结合的空间波磨检测方法

在钢轨波磨检测过程中,受列车左右颠簸蛇形运动与弯道区域影响,波磨测量点会偏离轨顶中心线位置,导致测量结果无法真实反映实际情况。为了解决该问题,提出一种波磨空间曲线的检测算法,即利用点线结合的波磨测量方式,结合中点弦测法测量原理与线轮廓点云数据处理算法实现对波磨空间曲线的精确还原。在此基础上,搭建波磨检测样机进行试验验证,结果表明所提算法的测量误差小于0.12 mm,能够满足精度要求。     

基于半监督聚类的网络入侵检测算法

入侵检测是维护网络安全的重要技术手段之一.本文提出一种聚类算法:k-cubes,用于网络异常检测.算法采用基于网格的方法对网络连接数据进行预处理,然后以网格为数据处理单位进行聚类,在聚类过程中通过动态合并与分裂自动决定聚类的数目.在此基础上给出了半监督k-cubes聚类算法,并根据聚类的结果生成检测规则.k-cubes聚类算法适合处理高维并且含有多值字符属性的大数据量数据,同时具有输入参数少等特点.在KDD99入侵检测数据集上的实验结果显示,算法获得95.82%的检测率和1.25%的误报率,并且在识别新入侵的能力上,算法检测到17种新入侵中的15种.     

基于弦测技术的铁路上承式拱桥桥面变形限值研究

铁路拱桥桥面过大变形将危及列车行驶和桥梁结构的安全,但已有关于拱桥变形限值标准及评判依据的研究较为少见。以某上承式拱桥为研究对象,建立桥梁全桥有限元模型并进行车桥耦合振动分析,研究温度及不同倍数徐变引起的桥面变形对列车动力响应的影响,对比分析弦测法弦长与列车在轨道和上承式拱桥上运行的动力响应间的对应关系。结果表明:仅考虑轨道不平顺激励时,30～50 m弦测法能够较好地反映高速列车的加速度响应的变化规律;上承式拱桥徐变倍数为1.6时,车辆竖向加速度响应超限;仅轨道不平顺作用下列车竖向加速度卓越频率约为1 Hz,运行在上承式拱桥上时的卓越频率在1～2 Hz,说明影响振动的波长范围由长波向中长波扩展;弦测法用于上承式拱桥时,采用20～30 m弦长;上承式拱桥温度及徐变极限变形20,25,30 m弦测矢量值为3.8,4.3,5.3 mm,对应的限值可采用3.5,4.0,5.0 mm。     

一种全部属性聚类和特征属性聚类相结合的无监督异常检测模型

为提高无监督异常检测系统的检测率、误报率和检测效率,将数据集划分为不同的服务集,然后对每个服务集数据包进行全部属性聚类和部分相关属性聚类(即特征属性聚类)并比较训练结果,取其中训练性能较优的方法建立对该服务的检测模型。检测实验表明,本文模型的检测率达到99.21%,误报率降低到2.2%。与不加服务划分的模型相比,本文模型的训练时间和检测时间分别降低为相应模型的21.17%和21.98%。与其他检测算法的比较结果也表明,本文模型在检测率和误报率方面具有更优的性能。     

钢轨打磨车用波磨轨廓检测装置研究

针对钢轨横断面磨损、波浪磨耗现象,提出了研制安装于钢轨打磨车上的波磨轨廓检测装置的课题.该装置主要采用非接触式激光传感器三角测量法进行轨廓检测,采用激光传感器不等弦测量法进行波磨检测,借助CAN(控制器局域网)总线技术,开发相应的软件,对激光测量数据进行了分析处理.介绍了该装置的各组成部分及相应的软件系统,通过对检测数据的分析,提出了钢轨波磨打磨石的验收标准.     

轨检仪弦测法"以小推大"检查轨道轨向不平顺的理论研究

弦测法是轨道方向测量的一个基本方法,其主要不足在于它的幅值增益在空间频域内随不平顺波长变化而变化,这使弦测法的应用受到局限。本文讨论了弦测法的基本原理并推导了“以小推大”公式,在此基础上分析了轨检仪利用弦测法检测轨向不平顺时,“以小推大”方法的系统误差与随机误差,并进行了计算机仿真。仿真结果证明:“以小推大”公式对波长为整数倍弦长的线路原始轨向不平顺值能较好地进行拟合。最后,针对波长为非整数倍弦长的轨向不平顺值建议采用牛顿插值解法。     

基于K-means聚类算法的城市轨道交通车站配电变压器容量计算新方法

目前城市轨道交通车站配电变压器容量的传统计算方法是需要系数法,但此方法的计算结果与实际运行需求相差较大。应用K-means聚类算法,通过对已运营车站历史数据进行分析,形成标准负荷曲线,结合新建车站设备的设计功率,最终确定新建车站的变压器容量。应用此新方法,能显著提高变压器计算结果与实际运行的负载率匹配性,大幅降低配电变压器的计算容量,从而明显减少配电系统一次性投资和后期运营成本。     

基于机器视觉的钢轨对接焊高精度检测方法

为提高闪光对接焊设备焊接过程的焊接精度,提出一种基于机器视觉和图像处理技术结合的钢轨对接焊高精度定位检测方法。该方法采用黑白面阵CMOS工业相机、线激光器作为主要检测硬件,其中线激光器发射的激光分别垂直投射在与轨道轴线平行的轨顶面和轨侧面上,通过对工业相机所采集的图像进行特征提取,针对多种不同特征进行模式识别,从而获得钢轨顶部和侧面高度差。通过重复性与可靠性试验,表明该方法满足工程实际检测要求。与传统的手工检测方法相比,本方法具有更高的精度,且受外部环境的影响较小,满足工况环境条件下的焊接精度要求,在复杂环境下同样可获得较好的检测效果。     

基于模糊聚类的城市轨道交通车辆系统划分与故障统计分析

为保障城市轨道交通车辆安全可靠运营,对车辆在运营过程中积累的故障数据进行统计分析,挖掘故障规律。依据功能-原理-结构原则构造城市轨道交通车辆子单元的相关矩阵,并采用模糊聚类算法对城市轨道交通车辆进行系统划分。根据故障数据筛选原则进行数据预处理,并以所划分系统为基础进行故障数据分类统计分析,采用故障主次图、故障趋势图和故障点分布图综合展示分析结果。以某地铁公司一线路为例,进行车辆系统划分和故障统计分析,并给出对应的车辆故障点分布图,展示该线路车辆故障分布情况。     

基于结构光视觉传感技术的轮对测量新方法

非接触式轮对自动测量新方法利用先进的结构光视觉传感技术完成轮对各参数的测量.通过结构光扫描轮对,在轮对不同的部位产生相应的变形光,利用视觉传感及图像处理等技术提取结构光变形曲线,获取轮对几何信息,实现轮对外形尺寸、轮对踏面擦伤和剥离等多个参数的在线非接触测量.该方法简单、可靠,测量精度为±0.2 mm.     

基于变分自编码器的MVB网络异常检测方法

多功能车辆总线(MVB)用于列车通信网络中各功能设备间的信息传输,其网络异常将严重影响列车运行安全.在对MVB网络常见故障分析的基础上,提出一种基于变分自编码器(VAE)的MVB网络异常检测方法,直接将采集到的MVB信号物理波形作为模型输入,选取VAE重构误差作为MVB网络异常检测依据.为了有效解决实际应用中带标记异常...     

基于相控阵超声技术的重载铁路钢轨焊缝检测方法

针对采用传统超声波对重载铁路钢轨焊缝检测时效率低且易漏检的问题,提出了利用相控阵超声技术对钢轨焊缝进行检测.通过仿真模拟确定了扫描角度和探头位置等检测工艺,并选取GHT-5和YN-1试块进行试验验证.结果表明:采用相控阵超声技术进行焊缝检测可以实现多角度扫查,探头小范围移动即可完成全覆盖扫查,操作简单,效率高,检测效果...     

基于多传感器的列车空转及滑行检测与校正方法研究

针对轮轴速度传感器的测速定位精度随着轮对的空转/滑行逐渐降低的问题,通过分析定位传感器的误差特性,采用多普勒雷达和加速度计辅助轮轴传感器的多传感器方式构成列车组合定位系统。结合加(减)速度、速度差和滑行率等三种检测方法检测列车是否发生空转/滑行。建立列车的正常状态、空转状态、滑行状态、不可信状态,以及状态之间转换的数学模型,对列车发生空转/滑行之后的速度和走行距离误差进行计算补偿。仿真结果表明,设计的空转/滑行检测与校正模型能够有效检测列车是否发生空转/滑行并对误差进行校正,测速定位精度满足车载ATP(列车自动防护)的精度要求,达到了模型设计的目的。