基于改进MobileNet-SSD的受电弓燃弧检测方法

针对高铁列车运行时,受电弓与接触网接触不良而产生燃弧现象,实现燃弧检测高精度、高效率的问题,该文设计了一种基于MobileNet-SSD的燃弧检测模型。通过对受电弓数据集图片进行旋转、剪切、加噪等处理,提高模型的鲁棒性;针对SSD网络参数计算量大、模型复杂的问题,去掉MobileNet网络的池化层、全连接层和Softmax层,与SSD网络的多尺度特征映射层相连接。加入感受野增大模块,提高模型提取特征信息的能力,并通过BN算法对数据信息做归一化处理,降低样本间的差异性。将受电弓燃弧数据集输入改进后的模型做对比实验,结果显示,改进SSD算法检测速度最快可以达到46.19帧/s,均值平均精度相比原算法提升7.73%,该模型可以满足列车弓网燃弧检测需求,具有较高的应用价值。

考虑空气对流换热的弓网电弧仿真研究

为了更精确地研究电弧的温度分布特性,提出一种考虑空气对流换热的弓网电弧放电模型。该模型基于磁流体动力学原理,添加对流换热项修正热平衡方程,通过COMSOL软件多物理场仿真得到了弓网电弧温度分布,并使用PG 2000型光谱仪通过Boltzman法验证了750 V下电弧中心5 mm处的温度,平台测量结果与模型计算结果基本一致,验证了模型的可靠性。研究结果表明:电弧柱区域内温度最高点出现在电弧柱中心距接触线表面1.42 mm处,并随着电压的提升高温区域不断向阴极扩散;空气流动速度的提升可以加快电弧的散热,避免其形成热集中区域碳滑板表面温度远高于接触线表面,其温度差为4160 K,表面温度随材料热导率的增大持续升高。