基于VMD和形态学滤波的轨道车辆轴箱振动信号盲分离

轨道车辆轴箱振动信号包含大量振动信息,为能有效定位识别其中的故障信号,论文提出基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)和形态学滤波结合的盲分离算法。VMD将观测信号分解为若干个本征模态分量并用形态学对分量进行滤波,利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)降维以估计源信号个数,将估计出的源信号与观测信号组成新的多维信号,通过快速独立成分分析(Fast Independent Component Analysis,FastICA)实现轴箱振动信号的分离。仿真信号验证算法可行性,对比VMD,EEMD和小波包算法,该算法在准确率和效率上具有优越性。构建车轮扁疤仿真数据,轴承实验平台信号和噪声混合多元复杂轴箱振动信号,较为准确地分离出各故障信号,误差最大为2.6%。

基于深度边缘特征的轨道扣件状态检测方法

针对现有轨道扣件状态检测方法无法检测快速弹条扣件的问题,提出了一种基于深度边缘特征的轨道扣件状态检测算法。利用基于深度学习方法搭建的HED网络提取轨道扣件的深度边缘特征,得到扣件深度边缘特征图;提取扣件深度边缘图的方向梯度直方图特征,将得到的融合特征作为扣件特征描述算子输入支持向量机训练,用训练好的分类器实现扣件扣紧和弹出状态的检测。试验结果表明,本文方法的准确率、召回率和精确率分别可达95.1%,97.3%和96.6%,具有较高的识别准确性和较强的鲁棒性,可以有效解决快速弹条扣件的检测问题。

轨道车辆一系悬挂装置用自供电加速度传感器结构设计

为便于实现对轨道车辆一系悬挂装置振动状态的在线检测,提出一种自供电式加速度传感器结构,该结构主要由外套矩形镂空悬臂梁的集能器及内嵌微型悬臂梁的加速度传感源组成。通过对某号线实测数据分析获取轨道车辆一系悬挂装置振动特征和设计指标,利用有限元软件COMSOL构建自供电式加速度传感器结构模型,得到结构参数与自振频率、结构应力和电压灵敏度之间的关系,并在此基础上结合设计指标实现结构参数的优化,最后通过仿真验证了轨道车辆一系悬挂装置用自供电加速度传感器结构的可行性。结果表明,该自供电加速度传感器的集能器部分自振频率为222.99 Hz,最大瞬时输出功率为146.16 mW;传感源部分频率量程可达3691 Hz,加速度量程可达±30 g,电压灵敏度在200 Hz振动环境下为0.21 mV∙ms^(-2),满足设计要求。

轨道车辆用L型压电悬臂梁振动频率响应设计

为了实现压电俘能结构在城市轨道车辆运行环境下的频率适配及能量转换最大化,提出一种轨道车辆用L型压电悬臂梁振动频率响应设计方法。首先对某线路列车轴箱进行振动信号采集与分析,得到轴箱振动特征;利用ANSYS有限元分析软件对L型压电悬臂梁结构进行模态分析,并对前三阶模态频率进行多元线性回归,得到结构参数与模态频率间关系的数学模型。通过将轴箱振动特征参数代入模型进行参数求解,实现L型压电悬臂梁在轨道列车轴箱环境下的频率匹配。最后通过ANSYS谐响应仿真分析得到L型压电悬臂梁频率响应特征曲线,验证了设计方法的可行性。结果表明,当悬臂梁长度为29.6 mm、厚度为0.249 mm、宽度为10 mm、质量块为8.23 g时,前3阶模态频率分别为19.901 Hz、41.599 Hz和203.71 Hz,与实测频率误差均小于2 Hz,实现了L型压电悬臂梁与轨道车辆轴箱振动频率相匹配。

基于轨道检测参数的高速列车车体振动预测方法

由轨道不平顺等因素引起的高速列车振动会严重影响列车乘坐舒适度。针对该问题提出一种CART回归树车体振动预测模型,可根据既有轨检车检测的轨道数据而快速预测车体振动,对保证及改善列车乘坐舒适度具有较大研究意义。基于车辆动力学模型仿真,确定实际轨道检测几何参数与车体振动的相关性,使用CART回归树算法对所得实际轨道筛选样本数据进行学习训练从而建立车体振动的预测模型。计算结果表明:本文方法车体振动预测精度高达0.88,平均绝对误差小于0.004 8,与其他算法所得预测模型相比,各性能指标具有一定优势,能够有效预测车体振动。

复杂环境下弓网接触位置动态监测方法研究

针对高速列车受电弓在经过支架桥洞的复杂环境下检测效率低的问题,文中提出一种复杂环境下弓网接触位置动态监测方法。为了得到原始训练数据集,对受电弓视频采用帧间差抓取。利用深度学习网络PSPNet对图片语义分割出接触线和受电弓,并以此构成具有更明显的弓网接触点的特征数据集。为了得到相对坐标,运用改进的YOLOv4进行训练和检测。结果表明,该方法能有效地在每一帧图像中精确标记出受电弓与接触网的接触点位置,并能够在列车通过支柱架以及桥梁的情况下对受电弓的运动状态进行捕捉并输出相对坐标位置,从而达到对受电弓的监测目的,其精度可达96.8%。

内燃机车远程监控平台信息管理系统设计

针对内燃机车远程监控平台海量数据的高效管理,基于B/S架构和C/S架构的技术优势,提出一种基于B/S和C/S架构的内燃机车远程监控平台信息管理系统,介绍监控平台信息管理系统数据库概念模型和逻辑模型设计、物理结构设计以及系统功能模块设计,该系统为车辆远程运行状态的综合监测、质量维护、故障诊断提供有效的数据支撑,为降低车辆安全隐患、维护安全运营提供保障。