基于目标检测和三维重建的弓网燃弧检测方法

[目的]为提高弓网燃弧检测准确率,针对背景噪声和亮度变化的鲁棒性较弱,以及受到隧道光源、日光、接触线反光及其他异物干扰等问题,提出了一种基于目标检测和三维重建的弓网燃弧检测方法。[方法]首先,采用双目相机的图像获取模块对受电弓和接触网进行拍摄,获取微秒级实时同步的两幅受电弓与接触网图像;其次,将经过预处理后的图像送入第一检测模块,即进行受电弓与接触网的接触区域以及受电弓与接触网接触点的目标检测;再次,将图像送入燃弧第二检测模块,实现双目图像中的燃弧目标检测;最后,对检测出双目图像中的燃弧进行三维重建,得到燃弧空间三维坐标,用于计算燃弧和受电弓与接触网的接触点的距离,并根据距离滤除错误结果。通过构建YOLOv5-3DR算法模型,对所研制双目立体视觉模块进行试验验证。[结果及结论]所提出的检测方法对复杂应用场景有更好的适应力,能够精准识别燃弧。采用所提出的方法能够极大提高弓网燃弧检测准确率。

城市轨道交通弓网动态检测技术及其参考标准

目的:我国城市轨道交通(以下简称“城轨”)弓网动态检测的评价主要参考铁路领域相关标准,但考虑到城轨普遍采用低净空的刚性接触网悬挂方式,以柔性接触网为主的评价标准并不完全适用于城轨弓网动态检测。为了完善城轨弓网动态检测的技术规范,需要探讨现有的弓网动态检测技术及其标准。方法:结合我国城轨弓网关系检测现状,依次对弓网接触压力、燃弧、弓网硬点、弓网动态几何参数等动态检测指标相关的国内外标准进行了梳理,探讨了现有标准中检测手段、检测指标在我国城轨领域应用中的不足,并提出相关优化建议。结果及结论:依据现有标准开展城轨弓网动态检测,存在适用性不强、实施性差等问题。国内标准与国外标准存在诸多差异,如对燃弧率的限值规定不一;城轨采用的刚性接触网与铁路采用的柔性接触网差距较大,现有弓网动态检测标准并不太适用于城轨领域的弓网动态检测;部分弓网动态检测指标的计算较为模糊,如弓网接触压力与燃弧率等。弓网燃弧检测、动态几何参数检测等已经实现非接触式检测。非接触式检测技术有望取代接触式检测技术,成为未来弓网动态检测的主要手段。

城市轨道交通弓网检测监测体系研究

良好的弓网关系是保障列车安全运行的基础,为确保弓网系统长期服役的可靠性,有必要建立城轨交通弓网检测监测体系。在梳理城轨铁路检测的需求上,充分吸收高速铁路的经验,构建城轨弓网检测监测体系框架,该文从5个层面进行分析描述,论述弓网检测监测的关键技术和主要方法,阐述体系在弓网生命周期管理和实践中的运用案例,为城轨弓网体系研究提供参考。

非接触式弓网图像检测技术研究综述

非接触式图像检测以其行车干扰小、通用性好、便于安装使用等优点在弓网综合检测车、定点弓网检测设备、移动式弓网检测设备及手持式弓网检测设备中获得越来越广泛的应用。在总结国内外近年来最新弓网检测设备研究的基础上,从弓网非接触式检测设备、弓网图像智能识别算法等方面出发,研究非接触式图像检测在弓网参数识别、弓网故障检测等方面的最新进展;分析现有弓网图像识别研究中的不足;针对弓网图像检测识别存在的问题提出一些可行思路;对弓网检测设备未来研究工作提出建议。

弓网电弧模型及其电气特性的研究进展

为防止弓网电弧侵蚀受电弓和接触网,避免其对机车设备和环境的电气干扰,保证机车可靠受流,针对电气化铁路及城市轨道交通的弓网电弧问题,从电气特性角度进行研究进展综述。首先,讨论弓网电弧的产生机理,归纳电弧的各种数学模型和弓网电弧特点。同时,从高速铁路弓网电弧的电气特性入手介绍当前国内外弓网电弧的电气侵蚀、电弧能量、电气干扰和电弧检测的最新研究进展。最后从电气特性角度,指出弓网电弧研究存在的问题和未来发展趋势。

弓网系统的动态检测及研究

介绍了目前电气化铁路弓网状态的检测方法，给出了安装在运营电力机车上的弓网故障动态检测装置的系统组成、工作原理及现场使用情况，并将其与接触网检测车进行了比较。

地铁车辆接触网硬点在线检测系统设计

针对地铁车辆弓网系统安全检测的重要性及现有接触网硬点检测技术的不足,基于高低压隔离技术,结合受电弓滑板垂向加速度和滑板振幅,作为硬点评价的基准,研究并设计一种新型地铁车辆接触网硬点在线检测系统。首先,进行硬件设计,选用灵敏度高、误差小的电容式加速度传感器和激光测距仪,以及采样速率高、抗干扰能力强的IMC数字采集器;然后,进行软件设计,基于LabVIEW软件开发环境,编写相应的测试软件,实现垂向加速度信号和高度信号的实时显示与记录;最后,为验证检测系统的测试性能,以杭州地铁2号线地铁车辆为测试对象,于40 km/h、60 km/h和80 km/h的速度级工况下进行装车往返试验。试验结果表明,各工况下前后滑板垂向加速度的最大值分别为3.817 g、9.208 g和15.827 g,单位跨距内的滑板最大振幅分别为19.4 mm、21.4 mm、24.1 mm,并未检测出硬点,与地铁运营单位对实际线路的维护检查结果一致。另对部分测试数据进行分析处理,分析结果可充分体现检测系统的安全性、准确性和实用性。

弓网硬点光电振动综合检测技术研究

为了及时、有效地判别机车弓网硬点,减少弓网间的冲击,提升受流质量,改善弓网接触界面和效果,继而保证受电弓和接触网乃至机车运行的整体安全,通过分析硬点发生的原因和伴随弧光的现象,提出综合利用振动检测法和光电检测法的综合检测硬点的理论方法,结合LabVIEW软件开发设计了弓网硬点光电振动综合检测系统平台,并在机车运行中进行了验证。结果表明,该平台具有良好的检测效果。

弓网接触力检测方法介绍

通过检测弓网之间的接触力可以获得接触网与受电弓之间接触状况及其存在缺陷的数据信息,从而指导接触网的维修作业,以保证电气化铁路运输生产安全。介绍目前各国常用几种弓网接触力检测技术及方法,并对其进行综合对比分析,以供我国电气化铁路弓网检测技术研究和应用参考。

电力机车受电弓离线检测技术的现状及展望

阐述了弓网离线的危害及其原因,介绍了国内外弓网离线检测技术状况,简述了相关原理及其功能。

车载接触网运行状态检测装置(3C)的应用

车载接触网运行状态检测装置是一种集图像处理、模式识别和红外热成像等技术于一体的综合性装置,可以对受电弓及接触网的运行温度分布进行实时检测,对接触网运行状态下所获得的动态参数进行在线分析,能及时找到弓网中存在的隐患缺陷与故障。车载接触网运行状态检测装置还可借助于无线通信技术实现远程检测和缺陷报警功能。对车载接触网运行状态检测装置的应用进行研究,有助于进一步提高接触网运行状态检修工作质量。

高速铁路弓网图像边缘检测算法研究综述

图像处理技术在高速铁路弓网状态检测中具有检测精度高、速度快、成本低、易于操作和实时性强等优势。总结了国内外高速铁路弓网图像边缘检测算法,分析了这些算法的运算过程,并通过MATLAB平台仿真获取了各边缘检测算法的弓网图像,结合边缘图像进一步分析了各算法的优势与不足,为探索弓网图像边缘检测的最优算法提供了理论依据。

基于紫外光的弓网电弧检测系统研究

在电气化铁路中,电力机车需要通过其顶部的受电弓与接触网(简称弓网)的接触获取电能正常运行,当弓网分离时,会发生电弧现象,对铁路通讯,机车供电等造成严重影响。通过对弓网电弧光谱的提取与分析,采用(250±10)nm紫外光作为检测特征量,研制出由光学成像测量系统、紫外光电传感系统、数据分析处理系统三部分组成的弓网电弧检测系统,可以对弓网电弧实时检测,得到弓网受流质量情况,并以此为依据,对弓网定点维护,提高弓网受流质量,保证铁路安全运营。

弓网运行故障图像采集处理系统

为了更加直接的记录,处理弓网故障,再现故障发生现场,保障机车的运行安全,设计了弓网图像采集系统。该系统根据弓网检测单元提供的故障信息,自动截取故障发生前后几秒的图像,然后通过GPRS实时的发送到地面服务器,通过地面分析软件,可观察故障发生的整个过程。

城市轨道交通弓网燃弧现象分析及试验研究

阐述了弓网电弧的产生过程及其危害,对目前的检测方法进行了对比分析,提出了一种基于弓网电弧紫外特性的检测方法,并通过现场实测,验证了该方案的可行性。

地铁车辆上智能弓网在线检测系统的主要技术

智能弓网在线检测系统可针对地铁列车的受电弓结构、弓网接触点温度、接触线结构等故障,实现在线动态实时检测。该方法融合了深度学习技术、图像智能识别技术、红外热成像技术、双目测量技术等前沿检测方法,可实现对弓网运行状态进行全面检测,从技术实现角度确保地铁线路的运营安全和效率。

基于运营车辆的车载弓网在线检测系统的算法研究

为保证城市轨道交通车辆弓网受流可靠性,提升城市轨道交通运营质量,文章给出了一种以运营电客车为平台的在线弓网综合检测系统的设计研究,该系统包含车载设备和地面数据中心,可从接触网状态、受电弓状态、弓网关系状态三个方面进行综合检测分析,提高了检测结果的可靠性,降低了人工检测频次和劳动强度。

地铁非接触式弓网电弧检测参数分析

基于弓网离线时刻电弧产生的机理,提取电弧发生时刻弧光特征量——（250±10） nm波段的紫外光作为在线检测目标,研制出了一套非接触式弓网电弧检测装置.通过现场检测采集广州地铁2号线弓网电弧数据,利用Matlab软件对检测数据进行分析.结果表明,电弧的发生导致列车牵引电流中0～50 Hz谐波含量明显增加.

面向重载机车智能运维的车载弓网检测系统集成研究

提高弓网系统服役在线检测水平并评估其服役状态,已成为重载机车智能运维建设中弓网系统检测运维需解决的关键性问题。在介绍现役弓网系统检测现状的基础上,分析总结了弓网系统检测需求、检测对象和面临的技术挑战,通过弓网检测系统集成研究并综合运用车载网络、物联网、云计算、图像识别和机器视觉算法等技术,提出并建立了一种适应重载机车并包含接触网状态巡检、受电弓动态运行参数检测和弓网动态相互作用关系检测功能的车载弓网检测系统。试验表明,该系统可实现弓网系统在线检测、故障诊断、智能预测、应急处理和受电弓健康管理,提升弓网系统在线检测评估效果,保障线路牵引供电安全可靠。

基于可控紫外光的弓网燃弧检测装置定标系统研究

为了提高受电弓—接触网系统的弓网燃弧检测装置对紫外光信号时间特征识别的准确性,采用能设定控制紫外光时间特征的方式,设计了一套标定弓网燃弧检测装置的测试定标系统。系统主要包括氘灯紫外光源装置、可控紫外光时间特征控制器及其他辅助部件,可控时间范围从1 ms~1000 s。根据弓网燃弧检测及定标的原理,搭建了定标试验平台并进行了相关性能测试。