基于高精度真正射影像的铁路既有线岔心测量方法

传统铁路道岔岔心测量采用直接丈量法和交点法等人工外业测量方式完成，存在上线难、工作量大、安全性差及作业效率低等问题。为此，提出1种基于高精度真正射影像的铁路既有线岔心测量方法，包括多角度倾斜摄影测量数据获取、高精度数字表面模型建立、高精度真正射影像制作、主线和侧线平面中心线提取以及岔心平面坐标计算5项关键技术，旨在通过非接触的方式完成铁路既有线岔心坐标测量。结果表明：相较于传统作业方法，该方法基于高精度真正射影像开展既有线岔心测量，避免人员上线作业，在保证岔心测量精度的同时，可大幅度提升作业效率和铁路既有线作业安全性；基于多角度倾斜摄影制作的真正射影像可有效解决传统正射影像轨道扭曲变形问题，为高精度轨顶特征点的提取提供了良好基础；采用2种不同算法分别对主线和侧线线路中心线进行提取，可减少由单一算法引起的中心线提取误差，提高岔心测量的精度和可靠性。     

基于连续点云数据的既有铁路轨面信息快速提取算法设计

三维激光扫描获取的既有铁路点云数据具有海量性、离散性等特点,难以从点云数据中快速提取线路参数.为此,结合现场实测数据,提出一种基于连续点云数据的既有铁路轨面信息快速提取算法.通过k-d树实现点云的快速搜索、查询和储存,利用主成分分析法和移动激光点聚类法提取的接触线分割构建出铁路缓冲区,进而通过平面格网法的粗提和多种约束条件下的精提实现了轨面点提取.对既有线路现场试验结果表明,轨面点提取的完整度c和准确度p均在93％以上,该方法能较好地实现钢轨轨面点云的快速提取.     

心轨轨顶降低值对轮岔动态相互作用影响研究

利用能够准确反映轮岔接触特性的车辆-道岔系统动态相互作用模型,从轮岔振动和轮岔接触几何关系两个方面,研究岔心区心轨关键截面轨顶高度降低值对高速道岔系统动力的影响特性.结果表明,通过设置合理的长短心轨关键截面轨顶高度降低值可以明显降低轮岔动态相互作用,达到道岔区低动力作用目的.针对现有某种高速道岔心轨轨顶高度设置,提出心轨关键截面新的轨顶降低值方案.与既有轨顶高度设置相比,本文建议方案在不影响轮岔接触特性前提下降低了轮岔动态相互作用,有利于延长道岔使用寿命.     

一种快速的车道线检测方法

针对辅助驾驶系统中重要的车道线检测问题,提出了一种基于霍夫变换和最小二乘法拟合的车道线检测方法。根据相机参数确定图像中的感兴趣区域,对感兴趣区域中灰度图像进行高斯滤波和边缘检测,并利用颜色信息进一步选取检测到的边缘像素。利用霍夫变换提取边缘像素组成的直线,并利用角度信息去除错误的提取结果。用最小二乘法对车道左右两侧提取出的标识线像素分别进行直线拟合,从而检测出当前车道的标识线。通过对800帧不同车道线种类的图片进行算法检验,结果表明该方法能达到30帧/秒的实时检测速度,晴好天气下的直线车道线的检测正确率为99. 6%。     

60kg／m钢轨、12号固定岔心半焊无缝道岔应力分析及检算

在考虑当地最高、最低轨温、行驶机车类型以及有关道床条件等情况下，对60kg／m、12号固定岔心直线单开半焊砼枕无缝道岔进行受力分析，解析无缝道岔内部应力状态，并通过编程计算，科学合理地对固定岔心半焊无缝道岔的位移、强度及稳定性进行检算.     

三维激光扫描仪在高速铁路轨道线形测量中的应用

为解决传统轨道检测小车测量作业效率低、成本高、数据形式单一等问题,采用基于自由测站的三维激光扫描仪进行点云数据获取,通过对仪器技术参数及扫描模式分析,对点云平面及高程坐标精度推算,确定了设站模式、作业线路、设站间隔。结合16 km隧道内既有铁路轨道线形测量工程实例,对比了轨检小车与三维激光扫描仪在人员、设备以及作业用时方面的差别;通过对414站扫描设站精度进行统计,推导计算得出点云坐标平面精度可达2.45 mm,高程精度可达1.06 mm。通过自主研发软件提取轨道中线三维坐标,采用稳健平滑滤波进行去噪处理,结果表明,点云中线坐标与静态轨检小车测量结果横向偏差平均值为2.7 mm,高程较差平均值为3.9 mm。     

岔区平面拨量设计引进回归直线方程建模技术研究

京广线梅村车站既有岔区及其相关线路大修平面拨量设计时,引入数学上的最小二乘法原理,以下行线全站仪测量坐标值为依据,在Excel表格中拟合线性方程,建立数学模型,推导出回归直线方程。利用点到直线的距离公式,编程自动计算各测点到回归直线的距离即平面拨量,使线路总体拨量为最小,大大缩短设计时间,为既有线的设计改造提供一项优化技术。     

基于正交距离最短的平面线形拟合方法及应用

线形拟合在轨道的调整中具有非常重要的作用,考虑到铁路轨道测量实测点的平面坐标x和y中均包含误差,提出基于正交距离最短的直线和圆曲线线形拟合方法,并对利用该方法进行拟合的原理进行阐述。目前常用的线形拟合方法是普通最小二乘法,主要考虑x或y某一个方向上的误差。按照正交距离最短和最小二乘2个准则,论证了同时考虑x和y2个方向误差的正交距离最小二乘法要优于普通最小二乘法。通过实例计算分析,2种方法对于同一组线形测量数据的拟合结果表明,正交距离最小二乘法的验后精度高于或接近普通最小二乘法,而且残差即为轨道点至拟合线形的拨道量,同时前者具有更小的圆度,说明调整量区间更小。以上内容证明了在铁路既有线线形整正优化中正交距离最小二乘法优于普通最小二乘法。     

线形拟合在无砟轨道维护中的应用与探讨

根据铁路曲线曲率图为一梯形的特性和回归直线移动定理,实现了对某无砟轨道线路实测数据所在线形的自动识别。在此基础上,利用最小二乘法建立了直线线形和圆曲线线形拟合的计算模型,对该实测数据进行了重新拟合。结果表明,拟合后的轨面高程与实测的轨面高程较为接近。     

JDJ-3型调车机作业监控运行系统

JDJ-3型调车机作业监控运行系统由车载设备（包括调车监控系统主机、推进作业检测、道岔岔心检测单元）、地面辅助信息点、调车监控系统应用程序和站场基础数据组成。系统与监控装置相结合，根据铁路线路道岔岔心的结构特点，采用惠斯顿磁阻电桥检测岔心位置，从而判别机车的运行方向，实现车列定位；利用预存储在列车运行监控记录装置中的站场基础数据，实时计算机车距信号机的距离，追踪机车位置，通过监控装置对调车作业实施安全控制。[第一段]     

钢轨轮廓全断面检测中轨廓动态匹配方法研究

钢轨轮廓匹配是钢轨廓形检测的关键步骤,决定轨道几何参数检测精度。在高速动态条件下实现检测钢轨轮廓与标准钢轨轮廓高精度自动匹配,是轨道几何参数高精度动态测量面临的重要问题。本文对钢轨轮廓高精度自动匹配方法进行了研究。首先,根据标准钢轨轮廓曲线曲率固有特征信息,对检测获取的轨腰和轨底廓形中不同圆弧、线段之间切点进行自动识别,实现不同圆弧、线段自动分割;然后,对获取的不同圆弧添加半径约束进行非线性拟合,准确提取各圆弧圆心坐标;最后,针对道岔处钢轨廓形复杂特点,提出采用Kalman滤波器对检测获取的标准轨腰和轨底特征点进行连续在线跟踪和预测,并根据结果构建道岔钢轨虚拟标准轨腰和轨底,以解决道岔处钢轨轮廓匹配问题。将该方法已在轨道检测车中进行实际应用,证明其是切实可行的。     

岔桥相对位置对桥上无缝道岔受力和变形的影响

为了进一步研究桥上无缝道岔受力和变形的特点,通过建立"岔-桥-墩"纵向相互作用一体化计算模型,分析道岔与桥梁的相对位置对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响.经计算分析表明,随着道岔头部距连续梁桥左端梁缝距离的增大,基本轨伸缩附加力、伸缩位移、桥墩所受纵向力减小,翼轨末端间隔铁承受的纵向力增大;尖轨跟端限位器所承受的纵向力、尖轨与心轨相对于岔枕的纵向位移,并不随道岔头部距梁端的距离呈单向变化,只有当道岔头尾距离梁端在一定合适位置时,才能确保限位器受力、尖轨与心轨相对于岔枕的纵向位移最小.     

一种机载LiDAR点云电力线自动提取和重建方法

针对机载激光雷达（LiDAR，Light Detection and Ranging）铁路电力线点云特性，尤其是水平投影近似重叠的情况，提出一种电力线自动提取的方法。结合直线拟合法、成分分析法和Hough变换法计算电力线在XOY平面走向；利用空间距离聚类方法将水平投影近似重叠的2股点云分离开来；采用Davis-Bouldin指标的最佳聚类数判定方法，自动计算电力线条数；利用K-means聚类方法将单根电力线点云提取出来；并基于二次多项式的最小二乘拟合方法确定电力线模型参数，进行三维重建。实验证明，该方法能够达到较高的拟合精度，尤其对水平投影近似重叠且有中断的点云，拟合效果较好。     

1000mm轨距50kg/m钢轨10号单开道岔设计研究

针对国内现有米轨道岔由于技术标准低而不适用客运的实际情况,结合正在规划的相关旅游观光线路,对1 000 mm轨距50 kg/m钢轨10号单开道岔进行了设计研究,优化确定了道岔的平面尺寸,其半切断面较宽,尖轨直线段较长,尖轨冲击角较小,有利于提高尖轨的耐磨性能,并重点介绍了转辙器部分、辙叉部分和轨下基础的结构设计以及导曲线半径、轨距加宽和道岔各部间隔等各项参数的检算评估。     

跨区间无缝线路道岔冻结施工技术

陇海铁路电气化改造工程是我国第一批200 km/h的客货混用试验线,全线采用跨区间无缝线路,将既有道岔更换成SC325可动心轨提速道岔,并对岔内接头以及岔间渡线接头进行胶接处理,着重介绍道岔冻结施工的方法及施工中注意事项。     

轨道交通曲线道岔加宽量及建筑限界设计

轨道交通中道岔的技术性能及岔区的建筑限界设计直接影响运营组织效率和车辆运行安全,针对重庆市轨道交通6号线工程中应用曲线道岔的情况,依据曲线道岔参数及布置形式,利用图解法模拟车辆过岔过程,并进行加宽量计算,拟合出道岔区建筑限界的加宽量图,讨论曲线道岔区建筑限界加宽量的影响因素及计算方法,为岔区土建、结构设计提供理论依据。     

磨滩车站更换4m线间距渡线道岔设计

简要介绍侯日运煤通道磨滩车站两正线间60-1/12木枕渡线道岔更换为同型号的混凝土枕渡线道岔的设计情况。该车站正线的线间距为4m,更换道岔时岔尾后的混凝土长岔枕和短岔枕要进行特殊处理,介绍岔后混凝土岔枕的处理结果。最后分析设置60-1/12AT渡线道岔的最小线间距和渡线间插入短轨情况。     

基于ANSYS/DYNA软件的高速车轮通过道岔的轮轨动力研究

基于采用ANSYS-DYNA软件所建立的LMA型踏面标准车轮和38号高速道岔辙叉区的三维有限元模型,研究车轮直向、逆向通过辙叉区时的轮岔接触状态和轮轨动力特性。通过所获得的车轮质心高度、接触斑位置和面积以及轮轨横向、垂向接触力的动态变化特征,分析车轮不同横移量对轮岔接触的影响。研究结果表明,车轮通过辙叉区时必然发生两点接触,且存在轮轨力转移过程;可动心轨式辙叉可消除可能引起车辆脱轨的道岔的"有害空间",并明显改善车辆过岔性能,但叉心区走行轨线的不连续仍将引起车轮和道岔的振动;轮对横移量对轮-岔的接触状态和振动有一定影响。     

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。     

道岔稳定作业效果试验研究

为检验正在研制的道岔稳定装备的作业效果,采用试验方法,对道岔线路进行了捣固和稳定作业,测量了捣固前、捣固后稳定前和稳定后不同状态下道岔线路的轨面高度和轨枕横向阻力。试验结果表明:道岔稳定作业能够使线路均匀沉降,并恢复20%以上因捣固作业而损失的轨枕横向阻力;道岔稳定作业对提高线路质量和列车运行安全有积极作用,但是对于路况不同的道岔线路,仍然需要大量的施工经验积累,通过统计计算提出合理的作业控制参数的指导值。