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刚性接触网磨耗动态检测系统视觉标定方法研究

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仪器仪表学报 2024年第7期45卷 99-109页

作者：占栋高仕斌于龙西南交通大学电气工程学院成都610031

接触线磨耗是综合反映接触网服役性能的重要指标。针对接触线空间布置范围大,磨耗检测精度要求高,人工检测效率低的难题,提出综合运用激光三角和沙姆成像原理,研究构建基于线结构光测量技术的车载接触线磨耗主动视觉检测方法。提出采用... 详细信息

接触线磨耗是综合反映接触网服役性能的重要指标。针对接触线空间布置范围大,磨耗检测精度要求高,人工检测效率低的难题,提出综合运用激光三角和沙姆成像原理,研究构建基于线结构光测量技术的车载接触线磨耗主动视觉检测方法。提出采用高斯-牛顿非线性最小二乘优化方法,对像平面与光平面单应性矩阵、镜头畸变参数进行交叉迭代求解,建立面向接触线磨耗动态检测的大视场、高精度视觉模型及其参数标定方法,解决接触线磨耗检测系统视觉建模及参数标定难题。立足现场实际需求,研制接触线磨耗车载检测装置,分步开展室内静态标定实验和现场动态检测试验。结果表明,实验室标定重投影误差控制在0.083 mm以内,与传统模型相比提高53.1%。接触线磨损宽度、磨损深度及磨损面积动态检测数据与人工静态测量数据相比,RMS误差分别控制在0.119 mm, 0.115 mm, 0.788 mm2以内。

关键词：刚性接触网接触线摩擦磨损相机标定动态检测

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接触网侵限异物检测与挂网异物清除技术综述

铁道学报 2024年第7期46卷 51-64页

作者：曾绍聪高仕斌于龙王健丁楚刚詹睿西南交通大学电气工程学院四川成都610031 昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

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... 详细信息

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。

关键词：电气化铁道接触网异物侵限异物检测挂网异物清除事故预防

电气化铁路分区所多功能潮流控制系统及其控制策略研究

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4639-4651,I0005页

作者：王翼云胡海涛黄毅葛银波王科高仕斌郭旭刚西南交通大学电气工程学院四川省成都市611756 中国铁道科学研究院集团有限公司北京市海淀区100081

针对既有电气化铁路分段、分相式供电结构导致的列车过分相速度损失、再生制动能量利用率低等问题,提出一种分区所多功能潮流控制系统(multi-functional power flow control system for section post,SP-MPFC)及其控制策略,旨在充分利... 详细信息

针对既有电气化铁路分段、分相式供电结构导致的列车过分相速度损失、再生制动能量利用率低等问题,提出一种分区所多功能潮流控制系统(multi-functional power flow control system for section post,SP-MPFC)及其控制策略,旨在充分利用变流设备容量,兼顾实现分区所处列车柔性过分相、牵引网末端电压稳定与再生制动能量转移利用。首先,介绍分区所多功能潮流控制系统的拓扑结构。然后,详细分析了柔性过分相、牵引网末端电压稳定与再生制动能量转移利用3种功能的实现原理。在此基础上,提出分区所多功能潮流控制系统分层控制策略,其中能量管理层计算系统内各个变流器的有功/无功输出功率参考值,设备层协同控制多个变流器快速跟踪各自功率参考值。最后,通过仿真验证所提系统结构与控制策略的有效性。

关键词：电气化铁路分区所柔性过分相网压稳定再生制动能量

Networked Protection Scheme with Feeding Section as a Unit for High-speed Railway Traction Power Supply System

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CSEE Journal of Power and Energy Systems 2023年第5期9卷 1935-1941页

作者： Zhengqing Han Rui Shen Shuping Liu shibin gao the School of Electrical Engineering Southwest Jiaotong UniversityChengduChengdu 611756China

In order to rapidly clear a fault in all-parallel autotransformer(AT)railway system,the existing protection scheme trips both faulted line and healthy *** solve this problem,a novel unit protection scheme is proposed in this *** fault characteristics measured at substation(SS),AT station(ATS)and section post(SP),we can observe that SS protective relays can detect all the faults but could not be selective,and ATS or SP relays can discriminate the faulted line but not sensitively enough;therefore,we make full use of the fault characteristics and propose a novel unit protection *** employ directional distance protections at SS,ATS and SP,and unify them with networked inter-tripping signals and interlocking *** a forward distance protection detects a fault and does not receive inter-locking signals from reverse distance protections of other relays in a short setting time,it will trip the relevant circuit breaker and send an inter-tripping signal to other relays in the same protection *** test results show the proposed scheme trips only the faulted line rapidly and never interrupts the power supply of healthy lines;therefore,the proposed protection scheme obtains both selectivity and speed.

关键词： All-parallel AT railway system distance protection unit protection

Fault diagnosis of high-speed train bogie based on LSTM neural network

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Science China(Information Sciences) 2021年第1期64卷 260-262页

作者： Deqing HUANG Yuanzhe FU Na QIN shibin gao Institute of System Science and Technology Southwest Jiaotong University National Rail Transit Electrification and Automation Engineering Technique Research Center Southwest Jiaotong University

Dear editor,With the extensive implementation of high-speed railway acceleration,higher requirements for safety and stability are put *** order to guarantee the safety of the highspeed train (HST),it is critical to detect the abnormal state in *** that plays an important role in reducing vehicle vibration is connected to the track and the train body,and its health condition directly affects the safe operation of train.

关键词：

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牵引供电数字孪生系统框架设计及典型应用

中国铁路 2024年第7期 114-125页

作者：高仕斌胡晋豪韩正庆陆德伟白金鑫吴游龙西南交通大学电气工程学院四川成都611756

数字孪生是一种将物理实体与数字模型深度融合的新兴产业技术,受到国内外铁路行业广泛关注。基于数字孪生的概念和发展现状,提出牵引供电数字孪生系统的框架设计和关键技术需求。针对基于数字孪生的牵引变压器状态监测及性能预测、牵引... 详细信息

数字孪生是一种将物理实体与数字模型深度融合的新兴产业技术,受到国内外铁路行业广泛关注。基于数字孪生的概念和发展现状,提出牵引供电数字孪生系统的框架设计和关键技术需求。针对基于数字孪生的牵引变压器状态监测及性能预测、牵引开关柜温度监测、系统故障检测与处理等典型应用,探讨数字孪生技术在铁路牵引供电系统领域的应用前景。结果表明,通过数字孪生技术的应用,可实现对设备运行状态的全面监测和优化,提升牵引供电系统的性能及可靠性。

关键词：智能高铁数字孪生牵引供电系统接触网框架设计自愈重构

Adaptive droop control for better current-sharing in VSC-based MVDC railway electrification system

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Journal of Modern Power Systems and Clean Energy 2019年第4期7卷 962-974页

作者： Salman AATIF Haitao HU Xiaowei YANG Yinbo GE Zhengyou HE shibin gao College of Electrical Engineering Southwest Jiaotong UniversityChengduChina National Rail Transit Electrification and Automation Engineering Technique Research Center Southwest Jiaotong UniversityChengduChina

The share of voltage source converter(VSC)technology is increasing in conventional power systems,and it is penetrating into specific transportation systems such as electric vehicles,railways,and *** are identifying feasible methods to improve the performance of railway electrification systems(RESs)by utilizing VSC-based medium-voltage direct current(MVDC)*** continuous motion of electric trains makes the catenary resistance a variable quantity,as compared to the traction substation(TSS),and affects the currentsharing behavior of the system.A modified droop control technique is proposed in this paper for VSC-based MVDC RES to provide more effective current-sharing while maintaining catenary voltages above the minimum allowable *** droop coefficient is selected through an exponential function based on the ratio between the concerned TSS current and the system average *** enables small adjustments of droop values in less concerning marginal current deviations,and provides higher droop adjustments for large current ***,the catenary voltages are regulated by considering the voltage data at the midpoint between two TSSs,which experiences the lowest voltages owing to the larger distance from the *** proposed techniques are validated via simulations and experiments.

关键词： Railway electrification Voltage source converter(VSC) Medium-voltage direct current(MVDC) Current-sharing Renewable energies in railways

轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术体系

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西南交通大学学报 2024年第5期59卷 959-979,989页

作者：高仕斌罗嘉明陈维荣胡海涛涂春鸣陈艳波肖凡王飞宽西南交通大学电气工程学院四川成都611756 国家电能变换与控制工程技术研究中心(湖南大学) 湖南长沙410082 华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 中国神华能源股份有限公司神朔铁路分公司陕西神木719300

为降低轨道交通系统牵引能耗,轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术通过可再生能源的就地消纳,构建新型协同供能技术体系,实现跨时空高效用能.针对此新型供电系统结构,本文全面分析协同供能系统的物理架构、信息架构和社会架构的基本组... 详细信息

为降低轨道交通系统牵引能耗,轨道交通“网-源-储-车”协同供能技术通过可再生能源的就地消纳,构建新型协同供能技术体系,实现跨时空高效用能.针对此新型供电系统结构,本文全面分析协同供能系统的物理架构、信息架构和社会架构的基本组成及类型特征;在此基础上,围绕资产能源化的基本概念,总结“荷-源”时空匹配评估方法与优化技术,并从系统角度阐述多源融合技术、保护重构、弹性评估等重要技术体系;重点分析“网-源-储-车”协同的高效能与高弹性的能源自洽技术,并基于人工智能和信息技术构建多层级能量管控系统,实现不同能量流的高效耦合,保障系统安全稳定经济运行.本文系统性地总结了轨道交通“网-源-储-车”协同供能系统的架构特征、评估优化、安全运维及协同运行等关键技术,阐述协同供能系统的技术组成体系,为协同供能系统的工程实践提供相应参考.

关键词：轨道交通能源自洽协同供能弹性评估

无人机机载LiDAR在光伏发电项目大比例尺地形图测量中的应用

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太阳能 2024年第6期 64-70页

作者：郜士彬毛云华何南陆大进中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司昆明650000

当前,光伏电站多建设在海拔高且高差大、植被多的地区,常规实时动态载波相位差分技术(RTK)测量方法效率较低,无人机倾斜摄影测量方法无法准确获取多植被区域的地面高程。基于此,提出一种在光伏发电项目大比例尺地形图测量中应用的无人... 详细信息

当前,光伏电站多建设在海拔高且高差大、植被多的地区,常规实时动态载波相位差分技术(RTK)测量方法效率较低,无人机倾斜摄影测量方法无法准确获取多植被区域的地面高程。基于此,提出一种在光伏发电项目大比例尺地形图测量中应用的无人机机载激光雷达(LiDAR)测量方法。首先从外业采集、内业数据处理两个方面介绍无人机机载LiDAR测量方法的技术流程,然后根据光伏发电项目应用实例数据对该测量方法的应用效果进行具体分析。研究结果表明:无人机机载LiDAR测量方法的植被穿透力强,可以快速获取植被下方高精度的地面点3D坐标,操作简单,且不需要布设大量像控点,外业采集的效率高;该测量方法的点云高程精度优于平面位置精度,可生产高精度数字高程模型(DEM)成果,直接提取等高线用于地形图成果绘制,内业数据处理的速度快。无人机机载LiDAR测量方法可以更好地满足在高山多植被地区的光伏发电项目建设的时间节点要求和精度要求,可以很好地应用于山区大高差的光伏发电项目大比例尺地形图测量作业。

关键词：机载LiDAR 光伏发电项目无人机数字高程模型大比例尺点云数据地形图