基于点云数据的轨道结构与隧道空间限界一体化自动检测方法研究

为了保证列车运营安全,需要在日常运营过程中进行隧道限界检测,但现有检测方法存在测量干扰大、效率低、断面非连续性、与轨道结构相互独立等不足。为此,提出一种基于点云数据的轨道结构与隧道空间限界一体化自动检测方法。在通过中轴线拟合提取隧道任意位置断面的基础上,建立基于钢轨顶面的隧道限界检测坐标系,引入不同类型的隧道限界框,采用改进射线算法实现多种隧道类型的限界自动检测分析。对既有铁路隧道进行现场实验表明,采用该方法可实现侵限位置和侵限尺寸值的准确获取,并给出侵限断面图,满足隧道检测精度要求,在隧道日常运营维护中能够发挥重要作用。     

基于三维激光扫描的铁路限界检测技术

结合现阶段铁路限界检测的具体情况,对基于三维激光扫描的铁路限界检测技术开展研究.重点论述采用三维激光扫描进行铁路限界检测的外业工作、在扫描点云中确定铁路线路的中心,以及采用限界组合圆柱(台)体进行限界超限判定的方法.测试结果表明,该技术较好地解决了采用三维激光扫描进行铁路限界检测的关键性问题,满足限界测量对精度的要求,...     

铁路超限货物运输安全检测监控技术及应用研究

通过阐述以激光技术、图像技术等为支撑的限界检测技术和超限货物在途状态监控技术,分析在综合限界管理中货运装车对超限货物外形轮廓复核,工务等部门对货物运输径路线、桥、隧等建筑物净空复核等方面,提出通过铁路限界管理及超限超重货物运输辅助决策系统,动态掌握超限货物运输径路的限界变化情况,辅助优化确定超限货物运输径路,保障超限货物的运输安全。     

基于三维移动激光扫描技术的铁路限界测量方法

传统铁路限界测量作业效率低,难度大,如何高效且精确地获取限界数据成为铁路建设亟需解决的问题,为此,提出了将三维移动激光扫描技术运用于铁路限界测量的方法。通过实际工程应用后,与传统限界测量结果进行对比,结果显示,移动激光扫描测量具有自动化程度高、获取数据速度快、点云数据量大、精度可靠性高以及数据处理迅速等优点,今后可将该技术在类似工程测量项目中推广应用。     

基于立体视觉的高速列车动态限界测量技术研究

为解决高速列车动态限界测量的技术难题,提出一种基于立体视觉测量技术的高速列车动态位姿测量方法,构建了测量系统。详细介绍测量系统的基本构成、测量原理、模型建立、参数标定和现场运用方法等,该技术方法速度快,精度高,可满足速度为500km/h的动车组动态限界测量的需要。     

基于激光扫描技术的铁路限界检测系统

铁路限界包括机车车辆限界和建筑接近限界,均需符合GB 146.1-1983和GB 146.2-1983的规定.建筑接近限界是一个以钢轨顶面为基准,在水平直线上垂直于铁路中心线、接近机车车辆限界的特定尺寸横断面轮廓.在此轮廓内,除了机车车辆和与机车车辆有相互作用的建筑物和设备(站台、车辆减速器、路签接受器、接触网等)外,其他建筑物和设备不得侵入.     

曲线地段建筑接近限界内侧加宽量确定方法

为确保机车车辆在铁路线上运行的安全 ,防止其撞击邻近的建筑物及设备 ,线路四周必须有一定的空间 ,对于运行的机车车辆也要限制在一定的尺寸轮廓范围内。为此 ,铁路上规定有机车车辆限界和建筑接近限界。所谓机车车辆限界就是限制机车车辆横断面最大容许尺寸的轮廓图形 ,而建筑接近限界就是沿线建筑物及设备距轨道中心和距钢轨轨面的最小容许尺寸所形成的轮廓图形。机车车辆限界与建筑接近限界之间必须留出一定的空间即安全空间 ,以保证机车车辆不会因运行中产生的正常横向晃动和竖向偏移振动而与沿线建筑物、设备相撞 ,另外 ,安全空间也为…     

基于PTZ相机极向投影的铁路限界自动识别方法

铁路异物侵入检测对保障铁路运营安全具有重要意义,提出一种基于PTZ (Pan-Tilt-Zoom)相机极向投影进行铁路限界自动识别的方法。针对PTZ相机采集的移动背景图像,提出一种分时图像融合生成匹配模板,利用小波分析、形态学运算和连通域标记进行图像预处理,进而利用Hough变换和钢轨极向投影检测图像中钢轨位置的限界区域标记算法。当相机姿态或焦距调整后,基于Sift特征匹配计算模板图像与新图像间的坐标变换矩阵,提出将模板图像中的限界区域映射为新图像中限界区域的方法。铁路现场实验表明:所提方法能够快速准确地识别由平行钢轨确定的铁路限界,有效解决了PTZ相机无法自动确定限界区域的问题。     

A型车车辆限界和设备限界的确定

结合地铁限界国家行业标准的编制,介绍了标准中隧道内直线段受电弓受流方式A型车车辆轮廓线的确定以及车辆限界、设备限界和建筑限界的计算方法,开发了基于Fortran PowerStation的车辆限界计算程序,降低了限界计算工作强度,提高了工作效率.对不同车辆和隧道结构断面形式,有必要开发参数化和人机交互相结合的限界计算系统.     

基于深度学习的铁路限界快速检测算法

列车行驶环境快速、可靠、精准感知是列车安全、高效运行的前提和关键支撑技术。列车若无法提前感知非法侵入铁路限界范围内的异物,并在短时间内有效制动,将会导致严重的安全事故。为解决列车运行环境内影响运行安全的异物侵限问题,基于深度学习算法,提出一种铁路轨道限界快速检测算法。该方法首先采用预设行锚框的方式对图像进行划分,将传统分割算法的逐像素预测,转变为对每个行锚框进行逐网格预测,以达到显著降低算法计算量,并提高检测速度的目的。同时,通过快速识别图像中属于轨道部分的像素,结合轨道线的连续特征进行追踪,达到铁路轨道坐标的智能快速识别。最后根据标准轨距下限界的定义,对识别出的轨道线坐标和侵限区域进行扩充,以确定铁路异物入侵限界的范围。通过在真实轨道数据集上的对比实验,验证所提算法能以172FPS的速度快速检测铁路限界,且轨道线和限界区域的识别精度分别达到98.96%和98.12%,F1值分别达到99.68%和98.95%,限界区域检测的平均交并比MIoU达到96.88%,各类指标均取得当前最好的准确率和性能,满足高速列车对环境感知精度和速度要求,可以为异物侵限检测、目标跟踪和列车控制等环境感知及运...     

基于三维激光扫描的既有铁路中线勘测方法研究

线路勘测是既有铁路改造、维护以及与增建二线的重要环节,为解决铁路轨道三维激光点云不完整对钢轨线型提取的精度和影响等问题,提出一种基于钢轨结构特征约束匹配的三维激光点云轨道中心线自动提取新方法,通过将三维激光扫描获取的钢轨断面与标准钢轨相匹配,以标准钢轨中心线对遮挡和缺失的实际扫描钢轨中心线进行表达,从而精确计算钢轨中线三维坐标。对典型铁路场景不同激光扫描密度的3个点云数据集,采用新方法进行铁路中线测量实验,结果表明:在所有数据集中,高程中误差均小于4 mm,水平中误差均小于4 mm。因此,在复杂的铁路场景、三维激光点云被遮挡或缺失的情况下,新方法均能稳健计算铁路中心线,在既有线高精度勘测中具有广泛应用前景。     

一种单轨列车受电弓滑板磨耗检测系统的设计

针对单轨列车受电弓滑板磨耗问题,提出一种基于线结构光测量技术的受电弓磨耗在线检测方法,该方法利用线激光获取受电弓滑板轮廓畸变图像,并对图像进行图像处理操作从而计算出受电弓滑板的磨耗最大量。首先,当机车驶入指定区域,自动触发摄像机采集受电弓滑板实时状态的光条纹图像;然后将采集到的图像进行预处理,提取光条纹中心,计算滑板的磨耗量;最后根据计算的磨耗量对机车的运行状况进行评估,从而保证机车安全运行。采用磨损后的受电弓滑板实物为检测对象,实测最大磨损量为8.500 mm,使用本文磨耗检测技术得出的受电弓滑板最大磨损量最大绝对误差为0.300 1 mm,实验结果表明,本文方案满足铁路技术标准要求的最大绝对误差值0.5 mm以内的条件。     

铁路区间路基电缆槽设置方法分析

结合我国现行铁路标准、运营和在建电气化铁路的现状,对200km/h及以下客货共线电气化铁路区间路基常用接触网支柱进行分析归纳,提出电气化铁路区间直线地段标准路基面宽度建议值;对区间路基电缆槽设置的4种方案,进行系统优缺点对比分析;给出路肩设置电缆槽时路基面宽度及加宽值的计算公式,指出了最佳设置方案,并计算出最佳组合设置方案的路基面宽度值,给出I级重型200 km/h及160 km/h铁路路基面设计图式,以期为相关规范标准的修编提供参考。     

接触网数显激光测量仪研制与应用

介绍了电气化铁道接触网数显激光测量仪研发的意义、仪器设备的构造、组成、功能、设计原理、主要技术参数以及使用与操作方法。为测量电气化铁道接触网导高、拉出值、限界等提供了一种可靠的技术装备。     

新建电气化铁路下穿桥梁净空高度探讨

既有桥梁在建设时,考虑到成本因素,一般对净空预留较低。新建电气化铁路下穿既有桥梁时,经常会因为净空高度不够而落道,进而产生了很高的土建费用。因此,跨线桥处如何确定接触网净空进而降低土建费用是设计中常常碰到的问题。以新建松陶铁路下穿桥为例,探讨了如何计算最小净空高度。     

铁路建筑限界缓和曲线地段加宽研究

目前铁路现行的规章、规范及设计手册中,未明确缓和曲线地段建筑限界加宽计算方法。为找出一种误差值小、使用方便的缓和曲线地段建筑限界加宽计算方法,根据图解法相关数据,绘制分析不同曲线要素组合的加宽值曲线,研究总结铁路建筑限界缓和曲线地段加宽值变化规律。根据加宽曲线特点,利用多项式曲线拟合的方法提出缓和曲线地段内侧加宽、外侧加宽及运动附加超高通用计算公式。与图解法计算结果对比表明,通用公式计算误差满足测量误差限值要求,证明通用计算公式是正确可靠的。提出的通用计算公式可供铁路相关技术人员工作时和《铁路技术管理规程》等规章修订时参考。     

利用方向自适应投影统一运营铁路坐标系

为满足TB 10601-2009《高速铁路工程测量规范》中控制网设计时边长投影变形值的要求,设计院通常把1条几百公里的高速铁路划分为多个几十公里的工程投影独立坐标系.相邻坐标系之间的搭接段线路设计中线,可采用前、后投影带坐标系的设计参数来推算,由于投影变形导致相邻坐标系推算出的线路设计中线存在横向偏差,轨道精调时若处理...     

基于截线法的铁路扣件骨架提取算法

为了能够精确描述铁路扣件端部形状,提高铁路扣件的识别率,以及满足扣件检测的实时性要求,提出了一种基于截线法的铁路扣件骨架提取算法。首先,通过预处理得到原始图像的二值图像及其感兴趣区域;其次,应用不同方向的方位距离变换计算扣件各端部区域的骨架生长点;然后,以骨架生长点为中心沿扣件的弯曲方向分别利用水平线族和竖直线族扫描扣件端部轮廓,得到截线段后,计算其中心点;最后依次连接骨架生长点和所有截线中心点即可得到完整的扣件图像骨架。理论分析与实验结果证明,本文算法对扣件形状的描述能力强,并且可以准确识别扣件形状。对于复杂图像的识别具有较好的效果,在识别缺陷扣件时具有较强的应用优势。算法运行时间较短,可以达到实时性的要求。     

高速铁路调度指挥系统技术标准体系探讨

在对高速铁路调度指挥系统构成、功能及作业流程进行分析的基础上,构建了高速铁路调度指挥系统技术标准体系结构,并对结构中各层次、组成部分进行研究,提出调度指挥主要技术标准、技术方案及相关建议。