多传感轨道扣件检测的数据同步采集系统设计

针对轨道扣件检测的多传感数据同步采集,首先,在分析线阵CCD相机成像原理的基础上,根据系统的要求对相机的关键参数进行了选择并设计了采集方案。然后,设计了传感器的信号调理电路,包括电平调整电路以及抗混叠滤波器的设计,提高了传感器的抗干扰能力。并通过STM32获取光电编码器的等间隔脉冲信息,对各个传感器进行触发控制,设计了线阵相机与惯性传感器的同步触发方案。最后,编写了上位机软件实现了数据的同步采集。实验结果表明,该系统能够精确采集各传感器的数据,具有较强的抗干扰能力和稳定性。     

轨道车辆轴箱传感安装结构设计及强度分析

针对上海地铁阿尔斯通车型设计了一种轨道车辆轴箱传感安装结构。首先,通过对轴箱的结构及力学分析,确定了轴箱的载荷与约束条件;其次,利用实车试验,采集并分析获取了轴箱的振动主频特征和加速度功率谱密度;最后,应用ANSYS Workbench和nCode有限元软件,分析了安装结构的冲击强度、模态和疲劳强度。结果表明：在极限冲击下设计的轴箱传感安装结构最大等效应力为121 MPa,小于材料的屈服应力,且大于1.5倍的安全系数;安装结构的前6阶固有频率远离轴箱振动主频,保障了结构的稳定性;车辆3.60×106 km里程对应的累计损伤为1.76×10-3,小于破坏阈值,安装结构满足车辆使用要求。经6个月的安装测试,该安装结构无明显裂纹、变形和损伤,实现了轴箱传感器的可靠安装,为车-轨安全监测的传感器安装提供了设计分析方法和工程实践经验。     

依稀山房 北京宋庄“向京+瞿广慈”雕塑工作室设计

文章介绍了北京宋庄"向京+翟广慈"雕塑工作室设计,作者通过比较"向京+翟广慈"雕塑工作室和作者之前设计的宋庄艺术家工作室设计,总结了贯穿始终的设计线索以及此项目的设计特点,即雕塑工作室建筑的"山"型、路径连接的空间关系等。     

基于图像处理的潘得路快速弹条扣件状态识别

为研究针对潘得路快速弹条扣件状态识别的方法,通过一种基于外触发模式同步控制线阵相机的方法,以保证线阵相机能够在列车变速运行情况下采集的图像不产生纵向畸变;对采集到的图像进行预处理,利用十字交叉法实现扣件区域的定位并提取;采用基于快速归一化积相关算法的模板匹配定位扣件区域的扣件绝缘帽、固定螺栓并获取其中心坐标参数,在此基础上提出一种基于特征距离的扣件状态识别方法。通过搭建图像采集轨道车实验验证了该同步控制法能够保证线阵相机在列车变速运行时采集的图像不产生纵向畸变;进一步实验验证该快速归一化积相关算法相较于归一化积相关算法匹配速度提升了近60%,同时实验验证了该基于特征距离的扣件状态识别方法能够实现潘得路快速弹条扣件状态的识别。     

基于多传感信息融合的轨道线形检测

多传感信息融合是实现轨道线形高精度检测的重要方法,而加速度计和陀螺仪是多传感信息融合中的关键传感器。为了解决加速度计和陀螺仪存在累积误差导致测量精度较低的问题,提出一种基于多传感信息融合的轨道线形检测方法。基于捷联惯性系统和双目视觉的测量原理,建立了双目视觉与惯性测量结合的多传感数据融合模型,并利用扩展卡尔曼滤波实现了双目视觉、加速度计和陀螺仪测量信息的融合,提高轨道线形检测精度。通过实验进行验证,结果表明：基于多传感信息融合方法的测量精度比惯性测量方法提高了近9倍,且测量所得坐标在三个方向上的最大位移绝对误差不超过0.536mm,可有效实现高精度轨道线形检测。     

基于边缘特征的无砟轨道扣件定位方法

轨道扣件的精确定位是实现扣件缺陷检测的前提,而常规的基于机器视觉的轨道扣件定位检测方法存在适应性差,且易受光照强度及遮挡的干扰。为了实现轨道扣件的快速精确定位,提出一种基于边缘特征的轨道扣件定位方法。通过在参考图像中选取标准扣件区域以生成匹配模板,利用Canny边缘滤波算子获得边缘点的位置坐标及梯度方向;在此基础上构建搜索模型并采用图像金字塔匹配搜索策略,获得匹配分值的潜在匹配点;并利用匹配阈值设定法,逐层逐次跟踪潜在匹配点,直至图像金字塔最底层,以提高定位速度;基于最小二乘法调整位姿参数,使其达到亚像素级精度。实验表明,该方法具有鲁棒性强、定位速度快且不受光照变化及遮挡的影响,定位精度达到1/15像素,定位成功率大于95%,满足无砟轨道扣件定位需求。     

列车牵引电机轴承故障特征稀疏在线监测方法

列车牵引电机轴承状态多传感数据无线感知及在线监测技术是确保轨道车辆可靠运行的关键技术之一,现有的方法存在数据量大传输困难及特征小数据监测可视化不明显的问题。为此,提出一种列车牵引电机轴承故障特征稀疏在线监测方法,利用粒子群优化多点最优调整的最小熵解卷积的方法(PSO-MOMED)提取了背景噪声下电机轴承故障特征信号,采用离散余弦变换的压缩感知方法实现电机轴承特征的小数量多传感器采集,基于高阶频率加权能量算子(HFWEO)增强轴承故障特征稀疏可视化,并通过搭建试验台及某线路现场实测验证了所提方法的有效性。实验结果表明,信噪比为-10 dB时,相比传统方法,粒子群优化多点最优调整的最小熵解卷积方法可以更加有效的提取故障特征信号;在压缩率90%的情况下,从牵引电机轴承故障特征稀疏感知信号中能清晰表征轴承故障特征频率成分,有效解决了列车牵引电机轴承状态多传感数据无线感知及在线监测技术难题。     

轨道车辆用L型压电俘能结构发电模型及分析

为了实现轨道车辆走行部传感感知设备的自驱动式供电,针对L型压电俘能结构的发电特性进行建模分析及研究,通过对其安装位置进行受力分析,建立了压电俘能结构发电模型。为了验证验证模型的有效性,利用COMSOL有限元软件搭建了仿真模型,并与理论模型进行对比,结果表明前六阶输出功率相对误差均小于3%,验证了发电模型的正确性。     

光伏并网逆变器辅助电源设计

太阳能是清洁安全可靠的可再生能源,采用光伏并网技术的太阳能发电已成为应用面最广的光伏新能源应用技术。基于电流型PWM控制芯片UCC2801设计了一种光伏并网逆变器用辅助电源,采用4路输出的单端反激式拓扑,由光伏并网逆变器的直流母线供电,并采用电压基准源及光耦实现隔离反馈。试验结果表明,该辅助电源输入电压范围宽、输出纹波小、交叉负载调整率低,还能防止反复启停及在电源启动后自动关断。     

载体运动下光伏组件最大功率点动态跟踪方法

光伏发电技术是实现碳达峰和碳中和的关键技术,如何实现运动载体下光伏组件最大功率点动态跟踪是光伏高效率发电的核心问题.为此,提出一种运动状态光伏组件最大功率点动态跟踪方法,通过利用惯性测量单元获取载体运动姿态,构建坐标转化关系,实现载体运动姿态与光强之间的转换;利用光伏组件五参数模型及光强关系建立了光伏组件动态模型;基于...