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实时检测部分采用模糊图像处理技术,成功地解决了接触网的非接触、动态、实时检测问题
系统可在机车高速运行当中(最高时速160km/h)完成导高、拉出值、冲击力、杆号、速度等主要接触网参数的检测,检测方法在国内属于首创,在国际上处于先进水平
数据处理部分全部由计算机来完成,采用多媒体技术对检测的整个过程进行实时的监视和记录,并自动生成检测结果报告
系统具有测量精度高,采样频率快,安装简便,检测结果处理方便、实用等特点
系统的开发研究首次成功地将模糊图像识别技术和多媒体技术应用于接触网检测,实现了接触网检测的自动化和智能化,比传统检测方法节约了人力、物力以及安装使用费用,在接触网检测手段上是一大科技进步
应用本系统,可以实时地检测出故障点,及时将隐患排除,从而降低发生弓网事故的可能性,大大减少由于弓网事故所带来的经济损失,具有潜在的经济效益和社会效益
该系统可以安装在专用检测车和普通机车上,为电力机车提速提供安全保证,具有巨大的市场潜力
该项目获1999年度教育部科技进步三等奖
技术水平及特点:
采用视觉模糊图像处理技术进行电气化铁路接触网几何参数的非接触动态实时检测,属于国内首创,在国际上也处于先进行列
实时检测部分技术水平高,方法先进,技术指标达到检测要求的精度和速度,超过使用传感器的传统检测方法
数据处理部分采用多媒体技术由计算机处理,人机界面直观、明显,数据检索方便、快捷,操作简单、实用,大大地优于使用笔描仪的检测结果记录方式
该检测系统与使用传感器的检测方法比较具有结果简单、可靠性高、成本低、使用寿命长等优点
该系统扩展能力强,可随时增加检测项目,拟进一步研究开发在本系统使用的非接触检测方法检测定位器、坡度、磨耗等其它接触网参数,以完善系统的检测功能
该系统还需进一步提高系统的集成度,现正在研制便携式检测机型,方便普通机车的安装使用,以提高检测覆盖面
该系统具有以下创新点:
1.该系统是一种非接触性的检测,全部项目的检测都是采用图像处理的方法进行的,无需安装任何传感器,不需高低压隔离装置
2.该系统是一种高速动态实时检测,由于采用专用的图像识别设备,所以检测系统可以在高速机车上运行,检测精度高,采样率高
3.由于无需对受电弓进行任伺改造,也无需在机车上配备高压室,所以可以采用标准(机车用)受电弓,安装在普通机下上,易于广泛推广和应用
4.数据处理全部采用计算机管理,并结合多媒体技术,界面新颖直观,数据显示全面多样,检测结果方便实用
5.采用视觉的模糊图像处理技术进行检测,这在国内属于首创,在国际上也是处于先进行列的
图像处理技术的应用,改变了传统的人工测量方法和通过安装传感器进行测量的方法,这在检测手段上是一大科技进步
视觉图像检测方法将高度自动化、智能化的手段引入了电气化铁路接触网检测系统,为接触网检测提供了一种新的检测模式和解决问题的途径,从观念上改变了对于非接触动态检测的认识,为人们进一步打开思路提供了一种新的思想方法
该系统的成功应用为模糊视觉图像处理方法在其它电气化铁路供电设备检测中的应用打下了良好的基础,在接触网检测方法的改进过程中具有重要的意义
应用范围及市场前景预测:
该系统自95年在茶坞供电段安装使用以来,完成检测26次,检测里程2万多公里,系统运行900多小时
将检测工作由原来平均一次1500人工日,降低到一次只需2台日即可完成,大大提高了劳动生产率
同时为保证茶坞段95至98年实现无责任弓网故障1000天起到了至关重要的作用,减少了由于弓网故障带来的经济损失,平均年节支100万元
铁路要提速,安全是根本,其中接触网检测和维修是至关重要的
如果在每一辆电力机车上安装一套视觉检测系统,机车每跑一次,都可以对接触网进行一次检测,实时地拿到数据,供维修部门参考,及时排除故障,消除隐患
又由于该系统为非接触式检测,所以安装该系统不会影响机车的正常运行
故此,该系统已经具备了推广应用的条件,且具有极大的推广价值
截止到97年底,全国共有电气化铁路1万多公里,供电段35个,检测车12个,电力机车1000多辆
本系统即可用于供电段,又可用于机辆段
如果每个供电段配备一套视频检测系统,则供电段有30-40套的需求量
如果机车按3%-5%的比例配备,则机辆段有30-50套的需求量
因此,该系统具有巨大的潜在市场和应用前景
95年美国PBS电视台来中国拍摄一部介绍中国科技成果的电视片,经中国科学院推荐,该项目为选题之一,摄制组对本项目进行了采访和拍摄
该在美国多次播出,该项目受到各国铁路部门的高度重视
99年本项目受德国汉诺威邀请前去参加“世界工业博览会”,该博览会是世界最大的工业博览会,参展的全是新技术新产品
课题组的检测系统在视频检测技术上具有突出的代表性
英国BBC广播电台对课题组的项目进行了专访,并制作成专题节目对全球播出
经济效益和社会效益分析:
使用该检测系统,可以及时地检测出供电网上的超限点,作为线路维修部门检修的参考依据,将故障隐患排除,从而降低发生弓网故障的可能性,大大减少弓网故障所带来的经济损失
同时,由于避免了故障的发生,减少了线路停时,从而保证了线路的安全畅通
由于减少了弓网故障造成的列车延时误点,从而保障了铁路运输的正常运行,稳定了人心,产生了巨大的社会效益
本检测系统实现了完全自动化和智能化的检测,节约了人力、物力以及安装使用费用
即保证了接触网的安全运行,又节约了大量的检修费用和维护人员
合作方式:
技术转让、联合开发等
2、JC-1型不带动力接触网巡检车:
铁道部科学研究院机辆所:
JC-1型不带动力接触网巡栓车为郑武线电气化铁路巡视检查接触网的专用车辆
它能在低于80KM/h的速度下连续带电或不带电测量接触网的下列参数:
相互位置(包括拉出值,线间距离,线岔,定位器坡度不合格检出等四项),导线高度,硬点,离线,支柱,速度,距离,网压
该车的检测设备采用了成熟技术和多项先进技术,配有功能齐全的数据处理系统
直观醒目的综合操作盘和监视器,可使操作人员随时观察接触网的各项参数和受电弓的运行状态,并配有由距离脉冲驱动的笔描仪,可实时描出各项主要测量参数的贡线脉冲信号
巡检车车体为检测设备运行及工作生活提供了足够的空间和良好的条件
3、DC-1型承力索涂油机:
北京铁路局石家庄分局石家庄供电段:
承力索涂油机是用来进行电气化铁路承力索涂油的专用机具
它由平板车、供油系统、涂油手指、手臂、绝缘滑动平台组成,作业时由轨道车牵引行走,供油泵的动力来源于平板车车轴,该动力传动装置可保证涂油的均匀性,特制的涂油手可以自动滑过承力索各种线夹,并具有除旧油的功能,采用绝缘平台可使该机用于带电作业
该机涂油工作速度每小五公里,额定工作电压27.5千伏,涂油量每公里八公斤,涂油能力98%,除旧油能力90%,手臂可水平旋转360°
,垂直旋转60°
应用该机可以改变人工涂油脏、累、不安全和质量差的现象,并且涂油均匀,速度快,质量高,提高工效6~10倍,能有效的提高承力索的使用寿命
4、JGK-18型绝缘高空作业车:
石家庄铁路分局石家庄供电段:
该车适用于电气化铁路接触网软横跨、供电线、回流线、正馈线的带电检修高空作业,亦可用于城市电网带电维修作业或其它高空作业
它以135马力轨道车为底车,上车包括大回转、小回转、三节折曲臂、工作斗、各臂变幅机构、液压系统、电气系统组成
作业时底车完成走行任务和提供液压系统动力源
本车能绕过上部接触网悬挂起升各臂进行本道或邻道的检修而不影响邻线行车,三级绝缘结构保证了该车带电作业的实施,四个液压支腿和液压应急备用系统为该车的作业安全提供了可靠保证
工作斗最大高度18米,最大幅度11米,额定载荷250公斤
使用该车可使工人的劳动强度、条件、环境得到很大改善,确保作业安全,解决了设备死角的维修,提高工效3~10倍
5:
电气化铁路公铁两用接触网抢修车:
吉林省通用机械厂特种车辆研究所,:
该车可用于接触网的日常维护检修
当铁道线路阻塞时,能比轨道车更快地到达事故现场进行抢修
其特点是公铁两用,平战结合
其前后部分别装有铁路标准钩舌和车钩,除可进行事故抢险外,还可进行牵引调车作业
其铁路轨距1435mm,采用东风EQ245底盘改制
平台可举升6m,并可水平回转180°
该车价格为每台40万元人民币(进口一台前西德产的该种车价格17·
5万美元,且平台旋转靠手动)
该抡修车平台旋转由液压马达控制,主平台上装有可伸缩的辅助平台及检修机具
车前端的两个牵引器使其具备了脱轨自救能力
车内装有线盘支架,可简易放线
该车可从公路到达事故现场附近道口转换铁路,缩短在线运行时间
该车具有广阔的应用前景,其经济效益也十分显著
6.WGY-1型微机轨道电压测试仪:
上海铁路局南昌科研所:
WGY-1型微机轨道电压测试仪用单片微机和高速采样,AD转换技术实现了对不对称脉冲轨道电路的波形检测和参数测试,可直接打印脉冲波形、给出正负峰值、脉宽、周期等参数,使维修人员全面掌握设备状态,并特别有助于迅速判断和查找故障点,缩短故障时分,是一台可供实用的便携式智能型微机仪器
该仪器单5V供电,交直流二用,楼内室外皆宜,可在铁路电化区段推广使用
7.FW-1B型无接点发码器:
上海铁路局科学技术研究所:
FW-1B型无接点发码器是站内股道电码化设备中FJ-1型继电式发码器的更新换代产品
它采用无触点电子开关新技术,具有体积小、重量轻、开关时无火花磨损、工作稳定可靠、使用寿命长和安装使用方便等特点
该发码器具有双机热备、故障自动检测、转换和声光监视报警等功能
电路采用光电隔离措施,并加有过流,过压,短路和电源极性反接等安全保护装置,提高其使用可靠性
成果达到国内先进水
8.弓网状态动态检测装置:
西南交通大学:
该装置是在运行的电力机车上安装拉出值传感器和硬点冲击传感器,当导线拉出值或受电弓受到的冲击加速度超过设定极限时,通过光电信号传输和数据处理系统,可以自动报警、记录、打印雪限信息,并提醒司机注意
用微型摄像机和监视器,实时监视弓网支行状态,一旦发现问题可及时降弓,紧急情况可自快速自动降弓
系统主工功能:
该系统直接安装在电力机画上,属动态检测真实反映弓网郑州线天不间断检测,实时检测弓网情况,检测数据准确
采用光电系统安全可靠,主要功能有:
硬点冲击自动检测、记录
拉出值超限自动检测、记录
接触导线高度超限自动检测、记录
受电弓状态、接触网状态监视
计算机智能识别处理专家系统
与“LKJ-93、LKJ-93H、JK-2H型列车运行监控记录装置”和TAX2等装置兼容
系统主要特点:
结构简单,安装方便
系统操作容易,通电即可工作
采用非接触检测,无磨损
检测传感器重量轻,不影响受电弓的正常工作性能
高、低电压隔离,采用光电隔防数据传输通道,使用安全可靠
数据处理与机车运行监控装置配套,能准确给出故障点信息
抗强电磁干扰,抗强日光干扰,抗强振动
9.JJC-1型接触网检测车:
西南交通大学电气工程学院:
该检测车是为保证电气化铁路安全运营,用于检测接触网技术参数的专用车辆
它采用具有特殊功能的检测系统,对接触网的拉出值、导线高度、定位管坡度、线岔状态、网压、离线、振动(硬点)、杆位、杆号和速度、里程等技术参数进行检测,并能自动打印、显示、记录和存贮数据
通过检测,能很好地发现隐患,找出极限和超限状态,为状态修、周期修和定时修提供技术依据
我国投入运营的电气化铁路已达10000多公里,为保证安全营运,均应配置检测车,因而该检测车推广前景广阔
单片机温湿度实时监控装置:
天津铁路分局丰润供电段,该成果针对开关操动机构箱,在生产过程中存在的长年加热浪费电能,造成设备绝缘老化的问题,采用单片机技术,选用高性能的温湿度传感器以及上下限控制方法,实现了对变电所亭断路器、隔离开关操动机构箱内温湿度的智能控制,在电气化铁路变电设备领域中,属路内领先水平
10.YHCW远距离红外测温仪:
天津市智力得高科技研究所:
该产品是专为电力输配电线路、电气化铁路接触网,变电站带电设备,发热故障检测设计的
它具有不停电、不接触、灵敏度高、距离系数大等特点,可以对电器设备的接点开关线夹等小目标,进行远距离实时在线诊断,从而可在电力、铁路的安全运行、预防事故中发挥重要作用
便携式承力索带电涂油装置:
天津铁路分局丰润供电段,该装置是一种利用油本身的重量给承力索涂油的装置,不需要外加动力,采用带电作业,不需要接触网停电,亦不需要封闭线路
变高空脏累作业为地面作业,增大了作业的安全系数,提高了工作效率,涂油效果好,均匀不间断,达到了局内领先水平
有较高的推广应用价值
11,DJJ多功能激光接触网检测仪:
山东省科学院:
“DJJ多功能激光接触网检测仪”是电气化铁路接触网机械参数测量的专用仪器
该仪器采用先进的可见光半导体激光器作光源,利用脉冲相位式测距技术,不论白天、夜晚、刮风、有雾天气,都可对接触网的导高、拉出值、定位器坡度、锚段关节、线岔及超高、轨距、红线等14个参数进行快速测量,并具有数据自动采集、处理、存储、显示等功能
仪器结构采用便携式设计,重量轻、体积小、安全可靠、显示直观,是电气化铁路必备的先进测量仪器
该仪器于1999年9月26日通过山东省科委组织的技术鉴定
专家一致认为:
该项成果具有国内领先水平,达到九十年代国际同类产品的水平
12,接触网带电水冲洗作业车研制与开发:
石家庄铁路分局:
接触网带电水冲洗作业车是对接触网绝缘子进行水冲洗清扫作业的铁路专用车组,由电气系统、水管路系统和车体系统构成,适用于电气化铁道27.5kV接触网绝缘子、隔离开关、分段绝缘器等的带电水冲洗作业
该作业车采用从接触网上取电的方式,通过受电弓将网压引入车内,经干式变压器、劈相机等环节给水泵电机提供动力,并对受电弓、电气系统保护、水炮、水嘴等方面进行了特殊设计与制作
该技术达国内领先水平
13.接触网导线高度自动检测装置:
西南交通大学光电工程研究所:
“接触网导线高度自动检测装置”,安装在运营机车上,采用激光测距原理对接触网导线高度进行动态自动检测
检测数据通过TAX2箱的弓网检测单元板记录存储,经转储器转储后,由地面处理软件处理,输出检测报表,给出导线高度超限的起始点、最高点和终止点,精度可达5(mm)
该装置可配合硬盘录像系统对故障点图像进行存储记录
具有自动、手动选择功能,可识别Ⅰ、Ⅱ位端升降弓状态,该装置同时兼容动态检测拉出值超限、硬点超限等原TAX2弓网板所有功能
14:
弓网状态故障点图像自动存储及分析系统:
“弓网故障自动图像分析系统”,分为实时录像和离线分析两套系统
实时录像系统安装在机车上,由工控机、图像采集卡和海量硬盘组成,完成弓网故障点实时录像和文本信息叠加显示,当出现弓网故障时根据TAX2箱的命令,自动存储故障时的弓网录像,为弓网故障分析提供依据
离线分析系统可运行在普通商用机上,可实现对图像数据的离线分析及后期进一步处理
系统有定时、手动和故障录像三种录像方式,在每一路视频上叠加公里标和故障信息,同时具有多级用户管理(管理员权限可设置)、局部图像放大、图像抓拍、快慢回放、按录像时间、公里标及故障点进行自由检索、视频丢失报警、图像备份、硬盘满时自动清理最早一天的录像资料等功能
15.上部受流接触轨玻璃钢保护罩系统:
哈尔滨玻璃钢研究院:
该系统主要应用于城市轨道交通中车辆牵引系统
玻璃钢具有强度高、耐腐蚀、电绝缘性能好等优异性能,国际上已有经验证明:
地铁接触轨玻璃钢保护系统,在正常使用的条件下,15年可免维护
本限度研制的上部受流接触轨玻璃钢保护罩系统由保护罩及保护罩支架两部分组成
玻璃钢保护罩采用玻璃钢拉挤工艺制作,保护罩支架采用玻璃钢模压工艺制作
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