接触网侵限异物检测与挂网异物清除技术综述

随着高速铁路大规模成网运行,接触网分布范围日益扩大,异物挂网引发的安全事故逐渐增多,成为影响高速列车行车安全的重要因素之一。目前,针对接触网侵限异物的检测与挂网异物的清除方法研究颇少,而电力系统输电线路异物检测、清除的研究成果颇丰。详细综述了接触网侵限异物检测技术的原理、方法以及在铁路领域的应用,重点分析了不同方法的适用场景和优缺点。同时,借鉴电力系统领域异物清除技术研究,重点探讨了挂网异物清除技术的原理、特点,以及在接触网清异的可能性及局限性,结合接触网的特点和运维需求,从远距离实时检测、远距离快速清除以及检测清除装置的小型化与轻量化3个方面,探讨了接触网异物检测清除技术未来的发展方向。

基于改进网络通道剪枝算法的接触网零部件实时检测

为满足接触网零部件在线检测的要求,提出一种改进的网络通道剪枝算法,极大提升了利用深度学习方法进行接触网零部件检测的实时性。以YOLOv5s作为零部件检测的深度网络,通过在损失函数中加入L1正则项来对网络进行稀疏训练,以得到一个稀疏模型。引入尺度缩放因子来评估稀疏模型中通道的重要性,裁剪具有较小缩放因子的通道和滤波器。在此基础上,提出一种Bottleneck残差结构的修剪方法,进一步提高网络的压缩比。同时,构建一种网络通道规整化策略,使剪枝后网络每层保留的通道数为8的倍数,从而保持原网络的规整性,优化网络在硬件设备上的推理速度。实验结果表明,该方法对10类零部件的mAP值为83.7%,仅比YOLOv5s低0.2%,但模型的参数量减少了93%,模型存储空间压缩到原来的10%。此外,检测速度从85 FPS提高到154 FPS,提升了81%,基本满足高速铁路接触网零部件的实时检测需求。

时速120~160公里刚性接触网定位线夹刚度研究

刚性接触网是城市轨道交通系统的重要组成部分,其与受电弓相互接触实现电能传输。刚性接触网定位线夹刚度值会对弓网动态性能产生显著影响,进而影响弓网系统的运行安全。本文利用弓网仿真技术对时速120~160 km刚性接触网不同跨距时的定位线夹刚度进行研究,根据弓网动态性能评价指标,分析比较不同仿真工况的计算结果,得出时速120~160 km刚性接触网定位线夹刚度最优取值,为后续工程实施提供参考。

配电架空线路非接触式故障电流测量方法

提出一种适用于配电架空线路接地和短路故障的非接触式故障电流检测新方法。系统分析了小电流接地故障产生磁场的特征,推导出不同方向磁场与故障电流的函数关系,并从检测位置、信号强度等方面比较了水平和垂直磁场的不同特征,提出水平磁场更适宜检测接地故障。分析了短路故障产生磁场的特征,并推出垂直磁场与短路电流的函数关系,提出通过感应线路下方垂直磁场可以获取短路故障电流。从准确性、实用性、经济性以及安全性等方面阐述了非接触式故障检测方法的特点,最后通过实例仿真和试验验证了所提出分析方法的正确性。

新型国产轨道交通接触网检测系统研究

根据上海城轨交通接触网的现状及特点,阐述应用机器视觉理论研究开发专用非接触式接触网检测系统的关键技术,主要包括弓网关系、国内外检测技术现状、采用的技术路线、方案具体实施等,内容涉及高速数字成像、图像识别模型、图像边缘处理、几何光学布置设计、里程定位设计、多任务多进程软件设计。结果表明,接触网监测产品作为轨道交通接触网的专业检测装置,可适应国内轨道交通接触网的现状,同时利用自主研发的专业技术,可摆脱对国外进口设备的依赖,并能节约成本。

电气化铁道接触网导线高度的动态检测

介绍了安装在运营电力机车上的电气化铁道接触网导线高度动态检测装置的组成、工作原理、安装及机械设计,并进行了精度分析,给出了现场使用情况和检测结果。该装置充分利用了激光相位测距技术,在不影响机车正常运作的情况下,实现了导线高度的动态检测,较好地克服了人工检测及检测车检测的局限。

基于Libra R-CNN方法的高铁接触网腕臂管帽检测

由于列车长期高速运行,接触网腕臂会发生管帽脱落的现象。没有管帽的保护,腕臂容易进入杂物,从而引起腕臂的锈蚀、结构失稳等问题,影响铁路的安全运行。目前,铁路局主要采用图像监测结合人工查看的方法检查管帽脱落与否。该方法不仅效率较低,而且工作量巨大。针对管帽对象较小、管帽样本不均衡和管帽数据集较小等问题,依据计算机视觉理论,使用基于目标检测模型的方法,并结合迁移学习技术,进行管帽脱落的识别,可以显著提高管帽脱落的检测效率。通过试验调整R-CNN架构的结构,选择合适的预训练模型,改变主干网络的训练模式,选择最优的检测模型。最终,结合COCO预训练模型的Libra R-CNN方法在测试集上取得最好的效果,mAP@0.7达到了98.2%,具有实际工程意义和应用前景。

接触网绝缘检测系统的研制

为有效检测、及时发现接触网绝缘子缺陷,结合理论研究,提出研制一套接触网检测系统。该系统利用红外热测温、图像处理、智能定位等技术对接触网绝缘子进行检测,将相关检测设备安装于检测车顶部,在检测车运行的过程中对沿线的绝缘子进行检测,全部采用非接触方式实时监测接触网上的绝缘子,存储实时检测数据及保存异常温升图像,并能准确定位绝缘子,大大缩短了人工检测的时间和成本,从而更好更快地发现绝缘子劣化问题,为绝缘子劣化提供依据,对绝缘子劣化的维修提出指导性意见。

受电弓动态包络线检测

介绍国内外防止机车受电弓与接触网之间弓网故障的思路、方法 ,介绍受电弓动态包络线检测尺对接触悬挂进行动态包络线检测的应用情况。

接触网悬挂状态检测图像清晰度评价方法研究

接触网悬挂状态检测装置是通过高清相机对接触网进行图像采集,分析接触网零部件及悬挂状态,用于指导接触网的运行检修。科学、客观、合理地评价采集到的高清图像质量是保障检测质量的基本需求。分析接触网悬挂状态图像信息稀疏性、无参考性和多背景的特点,对比研究梯度特征、图像变换域、熵评价、点锐度和二次模糊5种评价方法,通过图像数据测试,验证了二次运动模糊算法对接触网悬挂状态图像清晰度评价的有效性,建议管理阈值设为0.3。

高速铁路接触网精测精修探索与实践

原中国铁路总公司为加强高速铁路接触网性能和状态管理,规范高速铁路接触网精测精修工作,确保高速铁路接触网运行安全,制定了《高速铁路接触网精测精修实施办法》。中国铁路上海局集团有限公司结合早期建成通车的高速铁路运营情况,总结开通以来接触网运行状况,通过精细检测、严格评价、制定方案,开展精准维修,恢复接触网标准状态,探索并实践接触网精测精修,以提高接触网静态和动态质量。探索接触网修程修制改革,开展接触网精测精修,可为铁路供电系统全面加强接触网运营管理提供借鉴。

浅析接触网施工缺陷的原因及整改措施

对沪宁城际铁路联调联试中接触网动态检测出现的缺陷进行分析,并制订相应的整改措施,以期为铁路接触网施工提供一定参考。

配电网架空线路非接触式带电检测技术研究

常规的架空线路非接触式检测节点一般采用固定检测形式,检测针对性不强,对于线路的检测精度并不高,导致带电检测相对误差降低,为此提出对配电网架空线路非接触式带电检测技术的分析和研究。依据实际的检测需求及标准,先进行非接触式红外检测数据预处理,以此为基础构建动态化的检测形式,设计多维层级检测节点,同时提升检测的精准度和针对性,实现动态检测节点的部署,根据检测目标的变化,构建非接触式红外识别带电检测模型,采用边缘分割扫描实现带电检测。最终的测试结果表明,对比于传统零值绝缘子红外检测小组、传统复合绝缘子憎水性的带电检测小组,所设计的非接触式红外识别带电检测小组最终得出的相对误差较低,均控制在1.5 kV以下,表明对于架空线路的带电检测精度更高、误差可控,具有实际的应用创新意义。

基于AVR单片机的弓网接触压力检测系统

弓网接触压力作为接触网的重要参数之一,对确保受流质量具有重要意义。针对供电段的实际情况,开发了一套采用AVR作为控制器的接触网弓网压力动态检测系统,实现了弓网压力的检测。设备的使用表明:系统运行稳定、检测效果好、测量数据准确,具有一定的应用前景。