基于状态监测的城市轨道交通弓网健康度评价方法

为提升城市轨道交通行车的安全性和可靠性,基于状态监测技术,构建城市轨道交通弓网健康度综合评价体系。首先,详细阐述弓网系统的作用机理,引入健康度这一评价指标,分析弓网健康度特征。其次,识别影响弓网系统运行状态的关键因素,从监测参数指标和外观状态指标两个维度建立弓网健康度评价指标体系。然后,通过层次分析法确定各项指标的权重,构建4级健康度评判准则。最后,为验证评价体系的有效性,选取沈阳市一条已运营超过5年的城市轨道交通线路进行实例分析。结果显示,该线路各区段的健康度得分在80.1~95.5,故障率为0.008%~0.031%;健康度得分越高的区段,其故障率越低,二者呈负相关。研究结果证实了弓网健康度评价指标体系在监测多维度数据和反映系统潜在风险方面的可用性和有效性,所提出的评价方法能全面、准确地揭示弓网系统的运行状态,可为弓网维护决策提供可靠的依据。

城市轨道交通既有运营线路弓网在线检测系统改造分析

接触网为电客车直接供电,是城市轨道交通牵引供电系统中重要的系统设备之一。为保证接触网系统能够持续安全稳定运行,越来越多的既有运营线路选择在电客车上加装弓网在线检测系统,以实现对接触网运行状态及弓网关系的实时检测监测。鉴于既有电客车没有预留检测系统的安装接口,对既有运营线路的改造势必会遇到各类难题。本文以天津地铁6号线弓网在线检测系统改造为例,阐述检测系统在电客车上安装改造过程遇到的难题及相应解决方案。

重载铁路弓网状态一体化监测架构及装置研究

通过分析高速铁路弓网状态监测系统架构,研究适用于重载铁路的弓网状态一体化监测系统架构及装置。根据功能要求研究线结构光3D相机接触网几何参数和磨耗检测技术,实现接触网几何参数和磨耗的高精度测量;研究基于光电倍增管的燃弧检测技术,实现了弓网燃弧高精度测量,具备燃弧功率密度和燃弧时间同时连续测量的功能;研究受电弓红外测温技术、受电弓视频监控技术、接触网零部件高清拍照技术,实现明显故障缺陷自动识别功能。根据技术研究成果研发了试验样机,经在重载机车上运行测试,运行效果良好,测试数据满足要求,实现预期目标。

基于Hilbert分形天线的弓网电弧电磁辐射研究

弓网(PC)电弧带来的电磁干扰会影响到车载数字设备的正常工作。因此,有必要研究弓网电弧的电磁辐射特性。首先,基于ANSOFTHFSS仿真软件建立仿真工程,设计了一种用于监测电弧电磁辐射的4阶Hilbert分形天线。其次,搭建了弓网电磁辐射信号测量实验装置,以铜合金接触导线-纯碳滑板为研究对象,在不同试验电流及不同电极间距下,分别开展多组弓网电弧辐射电磁实验。对采集到的电磁辐射时域脉冲信号进行快速傅立叶变换,提取频谱分布范围及典型频率值。研究结果表明:弓网电弧电磁辐射频段主要分布在0～160 MHz,特别是在0～40、60～100 MHz频段内强度较大。改变试验电流和电极间隙,电弧电磁辐射频谱分布整体相似,且频域峰值都出现在18MHz。通过对电磁辐射的实时监测,可获得电弧发生时刻和持续时间等信息,提供了一种有效的弓网电弧监测方法,有助于对弓网系统受流水平进行评价。

弓网状态监测与故障诊断方法研究

针对弓网振动引起的拉出值和接触线高度故障,建立了基于三角测量法求解接触线振动量的数学模型。为了再现弓网故障场景,采用了基于3G技术的视频监视与故障图像诊断方法,车载系统根据抓拍的故障图像计算出接触线拉出值与高度;车载软件通过3G网络将实时故障视频与图像传到地面计算机,地面技术人员通过地面客户端软件可以查看弓网工作全过程,并可以对图像进行处理。本系统在某机务段装车试用,测试效果良好,为弓网安全运行提供了有力保障。

基于LabVIEW图像处理的弓网拉弧在线监测研究

拉弧现象会造成供电质量降低、影响乘坐舒适性以及加剧离线率等一系列危害。为了提高电气化铁路供电系统的安全性和可靠性,基于拉弧的光学特性,利用紫外相机对弓网进行跟踪拍摄,并在Lab VIEW软件中结合图像预处理、边缘提取、直线提取等一系列数字图像处理技术,在列车运行过程中判断拉弧的产生并且实时计算单次拉弧的持续时间以及燃弧率。研究和试验结果表明:该方法能够有效检测拉弧的产生,精确计算拉弧持续时间及燃弧率,实现弓网拉弧的实时在线监测。满足电气化铁路工程运营及发展的需求。

基于光纤光栅传感器的弓网状态监测方案及其验证试验

结合轨道交通列车受电弓与接触网安全监测的实际需求,提出利用光纤光栅传感器进行碳滑板应变变化实时检测,利用应变推导出接触力变化,实现接触力检测,从理论模型和试验测试两方面对监测可行性进行验证,为弓网状态监测提供了一种可行的解决方案。

刚性接触网在线监测装置的研制与应用

基于在线监测装置、紫外光电传感器、便携式数据处理计算机等设备,设计了一套刚性接触网在线监测装置。通过光学检测法,利用模态匹配法进行图像识别,实现测量弓网振动位移、分析弓网受流情况以及燃弧检测的目的,并将该检测装置进行了实际应用。应用表明,该系统效果理想,可准确发现故障,为刚性接触网日常维护提供了一种有效的监测方式。

电力机车弓网离线监测系统

介绍了目前电力机车弓网离线的检测方法,给出了电力机车弓网离线监测系统的组成、工作原理及试验情况,并与国内外目前检测方法进行了比较。试验证明,该监测系统实用有效。

轨道交通接触网空间位置在线检测方法研究

采用激光扫描仪获取接触网激光点云数据,进行数据处理后,设置感兴趣区域检测接触线位置,利用点云数据特性识别接触线,得到实时的接触线位置。考虑到可能出现的两根接触线平行分布的情况,采用了从低到高进行区域统计的识别方法,实现两根接触线位置分别实时检测。通过读取角度仪、编码器的数据,得到不同时刻扫描仪检测到的接触线位置以及里程、角度信息并记录下来。实验结果表明,在各种不同场景下,该方法均能完成对接触线位置的在线检测。

弓网拉弧强度检测方法的研究

弓网拉弧是指由于接触导线的不平顺、接触网的振动、受电弓弓头的振动、轨道的不平顺等多种因素的影响,受电弓与接触导线在相对高速滑动中分离而产生的气体放电现象。本文设计了一套非接触式的基于视频的受电弓拉弧监控系统,通过这套系统可以对列车拉弧强度进行评估,并且对视频分割、图像存储、图像分析与处理、强度判断以及迭代算法进行了编程,程序效率很高,满足了实时性要求。实验表明,本系统对拉弧的判断比较准确,可靠性较好,生成的强度表表明了拉弧的相对强度,在工程应用中有一定的应用价值。

车辆在线监测系统在受电弓检测中的应用

以南京地铁1号线车辆的在线检测系统中的受电弓在线监测系统为主要对象,论述其组成结构、工作过程和工作原理。在线检测系统通过图像采集、分析,实时反馈列车受电弓的工作状态;利用图形分析技术,及时发现受电弓故障并立即报警,避免弓网事故的发生。实际使用表明,该系统可以降低受电弓检查的成本,提高受电弓检修的效率,避免受电弓带故障运行,提升运营质量,保证正线的运营安全。

地铁车辆弓网监控系统的构成与主要技术

以兰州地铁车辆上应用的弓网监控系统为例,介绍了弓网监控系统的构成和该系统的主要技术,对比分析了目前常用的弓网关系测试装置的功能和特点。弓网关系测试是指导接触网检修调整、监测弓网运行状态、预防弓网故障发生的一个科学有效手段,弓网监控系统集多项先进检测技术和设备于一体,对实现接触网设备"定期检测、状态检修"有重要作用。

基于应变响应反演技术的弓网动态接触力监测方法及应用研究

实时监测接触网⁃受电弓的动态接触力对于弓网取流质量的评估至关重要。提出了一种基于应变响应反演弓网动态接触力大小和受力位置的监测方法,详细阐述了该方法的测量原理和传感器安装方法以及关键参数的标定实验。基于该方法的弓网动态接触力监测系统成功应用于某地铁刚性架空接触网测试项目中,对地铁在60 km/h和80 km/h运行状态下受电弓弓网动态接触力大小及位置进行实时监测和分析。结果表明,基于应变响应反演技术的动态接触力测量方法具有测量精度高、数据一致性好、传感器安装灵活的优点,不仅可以准确地还原弓网动态接触力,而且可以定位受电弓碳滑板上的弓网接触位置,能够有效的评估弓网耦合系统的性能质量。

车载式弓网实时监测系统

弓网系统是地铁车辆牵引供电系统最重要的关键环节之一,车载式弓网实时监测系统能在线监测受电弓与接触网跟随、燃弧等主要特征信息,并对特征信息进行综合分析处理,及时预报故障,以提高运营安全可靠性。

常州地铁1号线车载弓网动态监测系统研制与应用

对常州地铁1号线弓网动态监测系统的技术要求、系统功能及组成进行阐述,并详细介绍了弓网监测系统所运用的燃弧检测、弓网温度检测、受电弓状态检测、接触网几何参数检测等检测技术和检测方法。该系统可实现对弓网运行状态的全面监视和检测,以确保地铁运营安全并提高维护效率,实现了弓网动态监测的数字化、智能化,为地铁弓网监测系统研究奠定基础。

基于大数据的车载弓网监测系统的设计与实现

车载弓网监测是轨道交通安全运营的重要保障。大数据是国家重要的战略资源,在轨道交通有着广泛的应用。结合大数据技术,设计并实现了基于大数据的车载弓网监测系统。系统架构由数据收集层、大数据处理层和应用层组成。利用大数据技术,完成了数据分析、状态监测、故障报表、趋势预测等核心功能,实现了车载弓网的动态监测。研究成果有助于提升轨道交通的运营水平和服务质量,优化轨道交通的规划和管理。

基于图像分析法的弓网硬点检测

本文详细阐述了图像分析法实现硬点检测功能的模型搭建和验证过程。作为一种非接触式的弓网硬点检测方法,图像分析法在多种弓网硬点检测方法中具有加装方式更安全、更方便的优点。该方法可为城轨车辆弓网在线监测系统的硬点检测提供新选择。

基于物联网的接触网补偿装置在线监测方法

接触网设备受外界恶劣环境的影响,其故障在电气化铁路设备故障中占有较大的比例,对接触网进行检测,及时发现、排除隐患,对列车的安全稳定运行具有重大意义。本文介绍接触网棘轮补偿机构的工作原理,分析接触线张力变化的影响因素,提出一种基于物联网的接触网补偿装置在线监测方法与系统,对坠砣位移进行实时监测,监测数据通过5G专网回传至物联网平台。测试结果表明,坠砣位移的监测数据精度较高,为进行后续的大数据分析奠定基础。

弓网视频监控技术研究

弓网视频监控技术是接触网检测技术体系的重要组成部分,起到实时监视受电弓运行状态、辅助缺陷判别和直观显示检测数据的重要作用。立足弓网视频监控技术的现场实际需求,调研国内外弓网视频监控技术发展现状,针对检测速度快、运行场景多变等问题,提出解决现场实际问题和满足接触网检测系统要求的弓网视频监控技术,研究内容包括车顶视觉光场方案、多线程并发处理技术和动态自动调整策略。通过实际线路试验,验证了这些技术的实用性,取得了较好的效果。