铁路钢轨视觉识别检测方法

基于钢轨在监测图像中的特征,结合Radon变换思想,推导出用于钢轨识别检测的Bresenham直线算法,提出钢轨直线检测实现方法。在此基础上,得到一种基于图像处理的钢轨识别检测方法,现场试验验证了该检测方法的计算效果。研究结果表明:由该方法计算得出的2条直线准确地落在监测图像中的2条钢轨上,并得出在图像坐标系下的2条钢轨直线方程,说明该方法可准确识别检测出监测图像中的钢轨,为准确监测沙雪等异物入侵事件提供了必要支撑。

缓变异物入侵铁路线路视觉检测方法

积沙积雪等缓变异物入侵铁路线路给铁路安全运营构成巨大威胁。针对既有铁路视频监控系统采用人工监视容易产生疏漏的问题,基于机器视觉检测技术和仿射几何原理研究积沙积雪等缓变异物入侵铁路线路的视觉检测方法。按照给出的检测原理、流程和技术方案,建立由线光源模型、检测相机模型以及线激光器与检测相机联动模型组成的缓变异物入侵检测模型,提出基于Radon变换思想的钢轨视觉识别检测算法和缓变异物厚度检测算法。在兰新铁路现场对检测方法进行验证性试验的结果表明:可全天实时、准确地识别列车通过和缓变异物入侵铁路线路事件,自动测量缓变异物的厚度,并在缓变异物的厚度达到阈值时自动报警或预警。

列车高速通过隧道时车内压力波模拟试验研究

列车高速过隧道时诱发的压力波通过车体缝隙传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响,在实验室模拟车内压力波动过程以系统研究车内压力波动与人耳舒适性的关系,以便为制定气压变化下科学的人耳舒适性标准提供依据。基于车内压力变化是车体空气进出口流量关于时间的积分,设计以1台罗茨风机、两阀门组及控制单元为核心的车内压力波试验模拟装置,以实现变体积流量交替对车体进行充气和抽气,使车内压力变化曲线不断逼近现场实车试验测得的车内压力变化曲线。研究结果表明:装置试验结果与现场实车试验测试结果基本吻合,说明该装置可真实模拟列车通过隧道时车内压力变化过程。

高速列车车体气动载荷疲劳强度试验装置研究

研制车体交变气动载荷试验装置,利用该装置对新造车体进行疲劳强度试验,讨论车体交变气动载荷疲劳试验加载方法、压力、压力波形与周期、加载次数等参数,并完成车体交变气动载荷疲劳试验装置方案及数据采集系统方案设计;将合武铁路现场测得的CRH2型动车组以250 km/h速度过隧道时车内外压力差曲线与该试验装置测得的压力曲线进行比较。研究结果表明:车内外压力差曲线与该试验装置测得的压力曲线基本吻合,该试验装置可真实模拟列车高速通过隧道时车体承受的交变气动载荷,为研究新造高速列车车体在交变气动载荷作用下的疲劳强度特性提供了重要的试验手段,建议我国新造车体按其实际运行过程中承受的交变气动载荷加载进行疲劳强度试验。

高速列车车体交变气动载荷试验装置研究

高速列车车体在交变气动载荷作用下可能发生疲劳破坏,对行车安全构成威胁,急需研制可实现车内压力反复变化的试验装置对新造车体进行疲劳强度试验。为实现车体气动载荷按三角波形式加载,本文以CRH2型动车组三分之一车体为研究对象。首先采用数值计算方法对车体在进出气口体积流量恒定时车内压力随时间变化关系进行研究,在此基础上,完成车体交变气动载荷试验装置气路及控制系统设计,并采用CRH2型动车组三分之一铝合金车体进行验证性试验。结果表明该试验装置达到了设计要求,为研究车体在交变气动载荷作用下疲劳特性提供了有力支撑。

采样管直径及长度对列车表面压力测量的影响

为测量列车表面压力分布,需采用采样管将列车表面拍式感压片感应的压力引至室内传感器,采用合理直径和长度的采样管是试验结果可靠与否的关键因素之一。采用试验研究的方法,对采样管管径、长度对稳态测压响应时间的影响,采样管长度对不同频率信号瞬态压力测试结果的影响进行分析,并将其研究结果应用于实车试验。研究结果表明:采样管管径为1.8 mm、长度在100 m以内时,稳态测压响应时间满足试验要求;采样管长度在25m以内时,响应时间试验结果与经验公式计算结果相差不大;不同频率的瞬态压力对应的最佳采样管长度不同,因此,需要针对具体的瞬态压力信号频率采用不同长度的采样管。将上述研究结果应用于实车试验,测得的列车表面压力分布结果与数值计算结果基本一致。

轨道车辆螺栓松动量与预紧力视觉检测方法研究

为实现轨道车辆螺栓松动智能检测与螺栓预紧力实时监测,提高轨道车辆生产、运维中螺栓的预紧精度,提出一种基于机器视觉技术的螺栓松动角度非接触定量测量方法,基于该方法探究螺栓在预紧过程中各参量之间的关系模型。首先,进行相机内参标定;然后实时获取螺栓图像,对获取到的图像后进行透视变换、滤波降噪等预处理,通过设定特定的通道阈值来提取图像的感兴趣区域(Region of interest,ROI),使用Sklansky算法在ROI平面点集进行凸包迭代,找出最少点集的矩形特征,同时利用旋转卡尺算法Rotating calipers返回凸包的最小面积外接矩形轮廓,以矩形中心点与Width边为特征计算出矩形特征的旋转角度θ;最终通过实验构建螺栓预紧力、拧紧力矩分别与旋转角度、螺杆行径量关系模型,以及预紧力与拧紧力矩关系模型。结果表明螺栓松动角度检测方法最大测量偏差为0.54°,最大相对误差为3.25%。该方法具备测量精度高,系统成本低、部署方便的特点,满足轨道车辆大批量的螺栓松动角度的非接触与自动化检测要求。轨道车辆螺栓智能精准预紧新工艺预紧力、拧紧力矩的计算精度达到90%以上,比传统的扭矩−转角法预紧精度高15%~40%。研究成果为轨道车辆螺栓松动智能运维提供技术支撑。

我国“零死亡愿景”交通安全理念及实施战略研究

安全是交通运输永恒的主题,事关国家经济社会的发展与稳定。围绕实现"人民满意、保障有力、世界领先"的交通强国目标,以降低交通事故率、死亡率和提高交通系统安全可靠性为导向,在深入剖析我国交通安全现状和问题基础上,总结国内外交通安全发展趋势,提出了中国"零死亡愿景"交通安全理念和实施战略,为服务交通安全强国建设提出具体对策建议。

轨道交通线路异物入侵的视觉检测方法

轨道交通线路异物入侵具有突发性、破坏力巨大等特征,对轨道交通安全运营构成巨大威胁,为行业一级防灾响应.针对目前国内外已经安装和使用的异物入侵检测装备存在的漏报与误报问题,提出一种基于机器视觉理论和仿射几何原理的异物入侵轨道交通线路检测方法,建立异物入侵检测系统模型,设计软硬件系统,并阐明异物入侵检测流程和策略.兰新铁路现场验证性试验结果表明:本文方法能自动测量异物的三维尺寸信息,并自动报警或预警,可全天候、实时、准确检测异物入侵轨道交通线路事件.

轨道车辆车内压力与车体气密性、侧墙刚度、车外压力变化的关系研究

当列车高速交会或高速通过隧道时,车体外产生的空气压力波传递到列车车内,造成车体内空气压力发生波动,给乘车舒适性和安全性带来严重影响.本文首先从车体气密性和车体侧墙刚度角度探明其对车内压力变化的影响,分别获得大刚度非密闭列车车体模型车内压力与车体气密性、车外压力变化理论关系式和不同刚度密闭车体模型车内压力变化率与车体模型侧墙刚度、车外空气压力变化幅值的理论关系式;在此基础上,同时考虑车体气密性和车体侧墙刚度对车内压力变化的影响,通过实验研究得出高速列车车体模型车内压力变化率与车体气密性、车体侧墙刚度、车外压力变化幅值的理论关系式,为科学设计高速列车车体提供理论支撑.

地方应用型本科高校“教师-研究生-本科生”三位一体创新人才培养路径探索

目前我国已建成世界规模最大的高等教育体系,进入了高等教育普及化阶段,地方应用型本科高校在我国高等教育体系中扮演着重要角色。文章探讨了地方应用型本科高校发展定位,探索构建教师主导、研究生引领、本科生全面参与的创新教育教学体系,实践表明:研究生研究课题、研究思路和学位论文质量明显提高;本科生参与科研的积极性明显提高,本科生毕业设计质量明显提高,本科毕业生攻读硕士学位的比例逐年上升。同时,学生在科研等方面取得了较多成果。

论道游艇——游艇论坛精彩集锦

珠三角如何发展游艇经济?发展游艇经济还有哪些掣肘?游艇行业大佬如何提议?地方政府如何引导?行业管理部门如何服务?江门通江达海的优势将助其成为航运经济的热土江门是粤港澳大湾区的重要节点城市,奔腾的西江和潭江穿城而过。这里是江与海的交汇地,是海上丝绸之路的启航节点。这里人杰地灵,是岭南大儒陈白沙、维新领袖梁启超的故乡。江门素有“中国侨都”“陈皮之乡”美称,“开平碉楼与村落”是广东唯一的世界文化遗产。

机械系统直轴零件直径高精度视觉测量方法研究

针对机械装备制造中大批量中、小直径直轴类零部件直径测量效率低、测量误差大等问题,提出一种基于机器视觉技术的直轴类零部件直径自动化非接触快速测量方法。首先完成相机畸变校正,接着对实时获取的图像进行预处理和提取图像ROI;随后采用Graham扫描法对ROI区域边缘残缺像素点进行扫描填充;最后利用Iterative algorithm迭代算法在圆凸包特征平面像素点集上寻找最小直径圆轮廓。实验结果表明:该检测方法最大测量误差为0.022 mm,最大重复性误差为0.034 mm,相对于现有视觉测量方法提高0.01 mm左右。该方法具有设备成本低、操作方便等优点,能够满足机械装备直轴类零件直径非接触、自动化快速测量。

散射体特征对隔声超材料性能的影响

为研究应用于轨道车辆降噪的声学超材料,在分析两种晶体结构的基础上,从密度角度出发研究散射体特征对声学超材料性能的影响。建立三维三组元金刚石声子晶体模型,通过控制变量法在控制基体材料和包裹层材料参数一致的情况下,针对散射体密度进行梯度递增,以此求解并绘制不同散射体密度条件下三维三组元金刚石声子晶体能带结构图。结果表明:三维三组元金刚石声子晶体的带隙作用频率在6725.77 Hz~11632.62 Hz之间,基本与高速列车噪声覆盖范围重合;带隙随着散射体密度的增加,带隙起始频率和带隙终止频率均从高频开始降低,二者降低幅度有所区别。带隙宽度会随散射体密度的增加而增加,拟合带隙随散射体密度变化的曲线后发现,三维三组元金刚石声子晶体的带隙宽度随密度的变化曲线更倾向于3阶函数。该结构的扩展结构可应用于轨道车辆地板层、高速铁路沿线声屏障等有降噪需求的部位。

OBE理念下课程思政与“金课”融合教学探索与实践--以轨道交通车辆工程专业导论课程为例

新工科背景下,OBE理念、课程思政与“金课”建设交叉融合于专业课程教学,对专业课教师提出了新的要求与挑战。以五邑大学轨道交通车辆工程专业基础课轨道交通车辆工程专业导论为例,基于OBE教学理念,从“产出和学生”“课堂与课后”“教师与学生”等方面进行教学设计,融合课程思政元素,对标“金课”建设标准,采用课堂讲授、分组专题研讨、课后完成作业、撰写结课报告等多种方式进行教学实施。结果表明:课程总体目标达成度为81%,实施效果良好,对OBE理念、课程思政、“金课”交叉融合于课堂教学具有重要的参考价值。

高速磁浮列车通过隧道群时的压力波特性

为了探明隧道群效应对车体和隧道结构气动安全的影响,采用数值模拟的方法研究高速磁浮列车通过不同间距隧道群时的压力波特性,并与通过短隧道和长隧道时的压力波特性进行比较。研究结果表明:列车通过隧道群时,耦合气动效应对列车车体的影响大于其对隧道的影响,当隧道间距为0.2倍车长时,车体表面最大压力幅值比通过短隧道时的大14.7%,比通过长隧道时的大16.3%;随隧道间距增加,车体表面最大压力幅值呈阶梯下降趋势,当隧道间距从0.2倍车长增加至1.0倍车长时,车体表面最大压力幅值降低10%左右,而隧道表面压力幅值的变化小于2%。

不同送风角度下乘员集聚方式对客室气流组织的影响

载客量的提高对地铁车厢内环境产生一系列的影响,如温湿度分布不均匀、空气流动性恶化等,从而引起乘客的不适.为创造舒适、健康的地铁车厢内环境,本文利用ANSYS Fluent软件,基于k-e双方程湍流模型和SIMPLE算法,以夏季制冷模式下北京DKZ5型地铁车厢为计算模型,对比分析了30°、 45°、 60°、 90°送风角度下,乘客单人就坐、并排就坐、近距离并排背靠背站立、混合站立4种集聚模式对空调列车客室内三维空气流场与温度场分布的影响.结果表明:当送风角度为30°、 45°、 60°时工况4的温度不均匀系数最小,工况3的速度不均匀系数最小;送风角度90°时工况1的温度、速度不均匀系数均最小.

不同空气湿度对列车交会压力波的影响

为研究空气湿度对列车交会压力波的影响,以CRH2高速列车为研究对象,通过采用滑移网格技术,在Fluent里改变空气的特性以模拟不同的空气湿度,求解三维、瞬态、黏性、不可压缩的基本控制方程和标准k-e双方程湍流模型,由此模拟了不同空气湿度和速度下的列车交会情况.研究结果表明:空气湿度与列车交会压力波呈线性关系,但总体上,空气湿度对列车交会压力波没有太大影响.空气湿度从0增加到100%,列车交会压力波的变化幅值不超过3%.本文结果可为低纬度地区高速铁路建设与运营提供理论支撑.

基于改进YOLOv5算法的轨面缺陷检测

为提高轨面巡检的效率和精度,本文提出了一种基于YOLOv5算法的轨面缺陷检测算法.首先对YOLOv5的特征提取网络结构进行轻量化改进,并引入注意力机制对特征图的不同通道进行权衡.同时,针对轨面缺陷目标较小的情况修改了检测输出层结构.实验结果表明,算法在参数减少了1/3的基础上精确率提升了15.7%,达85.1%;检测速度提升了5 fps,达到了43.7 fps的实时检测速度.改进后的YOLOv5检测算法满足轨面缺陷精准检测和定位任务要求,为高速高精度的轨面检测提供了一定的理论基础,具有一定的工程应用价值.

地铁车辆司机室新型防撞柱结构的耐撞性设计与试验验证

为了改善地铁车辆司机室的耐撞性能,本文提出了一种新型的防撞柱结构设计方案。该结构的创新之处主要有两点:1)防撞柱体与车体顶部的连接更为简单,这使得力流分配更加合理,避免了关键连接部位的应力集中;2)防撞柱体内部结构采用了刚度诱导设计方案,使得其在承受压溃力时可以获得理想的变形模式,从而更好的保护司机室的安全空间。在本文中,对该新型防撞柱结构进行了碰撞场景的有限元分析和相应的原型车试验。结果表明,该结构的变形模式稳定且与预计的理想模式高度一致。试验时,最大载荷为874.17 kN,并且压溃过程中载荷全程高于弹性设计载荷334 kN。除此之外,试验中并未有明显的结构撕裂失效现象。因此,本文提出的新型防撞柱结构能够满足新标准的全部设计要求,有效改善地铁车辆司机室的耐撞性能。最后,本文对该结构的吸能效率以及轻量化设计方面的亮点同样进行了总结和讨论。