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基于改进Canny的弓网燃弧识别算法研究

铁道车辆 2024年第6期62卷 192-197页

作者：龚石琅苏燕辰杨岗西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对使用传统Canny算法进行弓网燃弧检测导致的检测率低的问题,文章以地铁燃弧图像为试验目标,提出了基于改进Canny算法的弓网燃弧检测技术。针对传统Canny算法中高斯滤波导致图片模糊的问题,提出了双边均值迁移滤波(Bilateral Mean Shi... 详细信息

针对使用传统Canny算法进行弓网燃弧检测导致的检测率低的问题,文章以地铁燃弧图像为试验目标,提出了基于改进Canny算法的弓网燃弧检测技术。针对传统Canny算法中高斯滤波导致图片模糊的问题,提出了双边均值迁移滤波(Bilateral Mean Shift Filtering,BMSF)进行滤波处理取代传统的高斯滤波;针对手动输入阈值导致算法适应性差的问题,引入了Otsu算法改进传统的双阈值算法;针对部分燃弧过小而引起的漏检现象,将处理后的二值图像进行膨胀操作,增强燃弧的边界信息。将改进算法与传统算法进行仿真试验评估。结果表明在普通环境与强光环境下,准确率都有一定程度的提升,为基于图像处理的燃弧检测方面的研究提供了新思路。

关键词：电力系统 Canny算法弓网燃弧双边均值滤波双阈值算法

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城市轨道交通弓网燃弧检测与分析

现代城市轨道交通 2014年第3期 89-92页

作者：代富强神华包神铁路集团供电段工程师内蒙古呼和浩特017000

弓网燃弧对城市轨道交通弓网系统和列车运行安全造成严重危害。文章通过对弓网燃弧光谱的提取与分析,研制了基于特征紫外光和光子计数技术的弓网燃弧检测系统。检测结果表明:该系统能有效实时检测弓网燃弧状态;燃弧状态与列车速度相关,... 详细信息

弓网燃弧对城市轨道交通弓网系统和列车运行安全造成严重危害。文章通过对弓网燃弧光谱的提取与分析,研制了基于特征紫外光和光子计数技术的弓网燃弧检测系统。检测结果表明:该系统能有效实时检测弓网燃弧状态;燃弧状态与列车速度相关,速度越大,燃弧率和燃弧强度越大。

关键词：城市轨道交通弓网燃弧检测分析

基于改进YOLOv8模型的弓网燃弧视觉检测

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机械设计与制造工程 2024年第3期53卷 102-106页

作者：奚笑冬上海地铁维护保障有限公司上海200025

针对燃弧视觉检测中遮挡下目标尺寸过小的问题,设计了一种基于BiFormer注意力机制的非接触式弓网燃弧视觉检测算法,增强了识别燃弧小目标的表征学习能力。首先,基于目标检测,引入了经典目标检测算法YOLOv8,搭建了一种用于检测弓网燃弧... 详细信息

针对燃弧视觉检测中遮挡下目标尺寸过小的问题,设计了一种基于BiFormer注意力机制的非接触式弓网燃弧视觉检测算法,增强了识别燃弧小目标的表征学习能力。首先,基于目标检测,引入了经典目标检测算法YOLOv8,搭建了一种用于检测弓网燃弧的视觉检测平台;其次,为了提高计算效率,将BiFormer注意力机制引入到YOLOv8模型中,并将Focal-EIoU应用到损失函数中,以增强系统对燃弧小目标的检测能力,提升对燃弧特征的判别性能;最后,在不同地铁工况下对该方法的有效性进行了实验验证。

关键词：地铁弓网燃弧小目标检测 BiFormer注意力机制 YOLOv8

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城市轨道交通弓网燃弧现象分析及试验研究

电气化铁道 2014年第1期25卷 44-47页

作者：金光中铁第一勘察设计院集团有限公司电化处

阐述了弓网电弧的产生过程及其危害,对目前的检测方法进行了对比分析,提出了一种基于弓网电弧紫外特性的检测方法,并通过现场实测,验证了该方案的可行性。

关键词：弓网燃弧紫外检测试验研究

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刚性接触网弓网燃弧现象特性分析

盐科学与化工 2018年第5期47卷 38-41页

作者：焦蕊刘忻述天津轨道交通集团有限公司天津300454

文章首先通过对弓网燃弧现象的特性分析,了解了弓网的电接触理论和实际运行情况下的弓网燃弧现象,包括刚性接触网及受电弓,以及弓网载流摩擦磨损所形成的弓网燃弧的特性,包括其产生的过程及形成的机理。

关键词：刚性接触网弓网燃弧牵引电流扰动

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基于图像处理的弓网燃弧检测方法研究与应用

工程技术研究 2022年第13期7卷 7-11页

作者：杨凡邓庆浩中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 广东广佛轨道交通有限公司广东广州510380

为了消除弓网燃弧对地铁运行状态的影响,精确定位燃弧点,文章在探究弓网燃弧机理与危害的基础上,对目前弓网燃弧检测方法与技术进行分析后,设计一种基于图像处理的非接触式紫外弓网燃弧检测装置。系统采用基于局部标准差的局部自适应对... 详细信息

为了消除弓网燃弧对地铁运行状态的影响,精确定位燃弧点,文章在探究弓网燃弧机理与危害的基础上,对目前弓网燃弧检测方法与技术进行分析后,设计一种基于图像处理的非接触式紫外弓网燃弧检测装置。系统采用基于局部标准差的局部自适应对比度增强算法(LACE)实现对燃弧图像灰度处理,采用SUSAN核算子对图像进行精确的边缘提取,最后通过深度学习算法完成对燃弧的识别。对不同工况下现场采集的图像进行实验验证,结果表明该方法对燃弧识别可行性强、识别精度高,可以为保障地铁良好运行状态提供重要支撑。

关键词：图像处理地铁弓网燃弧深度学习算法

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弓网直流燃弧能量及牵引电流扰动研究

弓网直流燃弧能量及牵引电流扰动研究

作者：蒲文旭西南交通大学

学位级别：硕士

随着我国电气化铁路和城市轨道交通的高速发展,受流质量一直是列车安全高效运行的关键技术问题之一。弓网系统的良好接触是机车具有良好受流质量的先决条件,而弓网燃弧情况是弓网系统接触优劣的直接表现形式。欧洲标准EN50317：2002规... 详细信息

随着我国电气化铁路和城市轨道交通的高速发展,受流质量一直是列车安全高效运行的关键技术问题之一。弓网系统的良好接触是机车具有良好受流质量的先决条件,而弓网燃弧情况是弓网系统接触优劣的直接表现形式。欧洲标准EN50317：2002规定：弓网燃弧是评价弓网受流质量的重要指标之一。目前由于受到技术条件限制,国内外对弓网燃弧检测以及相关研究起步较晚,缺乏完整理论依据。因此,对弓网燃弧的研究对于线路的安全评估和现场维护是极其重要的,具有实际意义。本文通过对弓网燃弧光谱的提取与分析,采用(250±10)nm的紫外光波段作为弓网燃弧检测的特征量,研制出包含光学采集模块、紫外光电转换模块、数据处理分析模块以及辅助检测模块等组成的弓网燃弧检测系统,可以在线检测燃弧率、燃弧温度、列车运行参数等检测信息。在弓网燃弧检测系统的基础上,对弓网燃弧能量的检测也进行了较深入研究。首先将光谱辐照度响应度的概念引入到弓网燃弧检测领域,提出了一种基于光谱辐照度响应度的燃弧能量定标方法,并确定定标过程中组合误差为3.9%。然后通过试验测量,确定了弓网燃弧检测系统的可检测紫外光的最小功率密度,证实该系统具有较高的灵敏性,能够对弓网燃弧精确检测。最后搭建直流弓网燃弧模拟试验装置,探讨了弓网燃弧检测系统的紫外能量与燃弧能量的关系,并得到二者的线性相关性,为弓网燃弧能量作为弓网受流质量评价指标提供乐理论依据。通过对广州地铁二、三号线进行现场试验及数据采集,针对地铁直流牵引电流数据特征,提出了一种基于经验模态分解和改进的小波包奇异熵算法,并用于燃弧牵引电流处理分析,得出牵引电流扰动指标Γ。根据广州地铁现场试验数据,分析结果表明：改进后小波包奇异熵能直观、有效提取牵引电流扰动特征;扰动指标Γ能有效反映牵引电流扰动程度,衡量机车受流质量。最后,总结了本文所提出的用于衡量受流质量的算法步骤,为后续的弓网受流质量评价体系的完善提供了参考。

关键词：弓网燃弧光谱辐照度响应度燃弧能量小波包奇异熵牵引电流扰动

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基于燃弧检测装置的弓网受流质量试验分析

基于燃弧检测装置的弓网受流质量试验分析

作者：马成西南交通大学

学位级别：硕士

受电弓与接触线良好接触,是确保弓网系统安全稳定运行的先决条件。弓网动态受流,往往伴随弓网燃弧、异常磨损现象。上述异常现象不仅影响弓网关系匹配,而且恶化机车取流质量。国内外相关科研机构十分重视弓网燃弧现象研究,但受测试手段... 详细信息

受电弓与接触线良好接触,是确保弓网系统安全稳定运行的先决条件。弓网动态受流,往往伴随弓网燃弧、异常磨损现象。上述异常现象不仅影响弓网关系匹配,而且恶化机车取流质量。国内外相关科研机构十分重视弓网燃弧现象研究,但受测试手段及测试条件限制,弓网燃弧现象及相关检测技术研究,起步较晚,且缺乏完整定论。采用紫外光探测原理,精确测量弓网燃弧现象中的各种动态参数,并从中提取表征弓网受流性能的指标,对于解释弓网关系中的各种异常现象、探索弓网受流与线路状态规律、了解弓网服役性态,具有重要的现实意义。本文通过在高压实验室中模拟弓网燃弧现象产生过程,对其光谱特性进行深入分析,获取弓网燃弧的表征特征量——250±10nm波段紫外光。以弓网燃弧现象中的该波段紫外光为检测目标,成功研制非接触式弓网紫外燃弧检测装置。提出以弓网紫外燃弧能量指标,衡量弓网系统异常磨损的现象。从特征量的辐射、传输、转换等过程出发,推导弓网紫外燃弧能量的数学表征模型,并以标准传递光源为检测目标,完成模型的光学标定,实现弓网燃弧现象的可靠分析,为准确评价弓网运行状态,提供参考依据。利用研制的弓网紫外燃弧检测装置,对郑武高铁的实际运营线路进行现场试验研究。分析检测设备对高速弓网系统燃弧现象的检测性能,探索高速铁路弓网燃弧现象的产生规律及其特点。融合弓网燃弧、牵引电流、接触压力、速度及公里标等运行参数,制定基于多元检测信息的弓网动态关系评价方案。对广州地铁二、三号线弓网系统开展现场试验研究,评价不同类型受电弓的匹配性能,探索城市轨道交通弓网相互作用规律及损伤机理,为制定受电弓选型标准,评估运行线路弓网动态关系提供数据参考。最后,本文分析了现有评价指标,对准确衡量弓网受流性能的局限性。利用小波变换多分辨率分析的特性,提取弓网燃弧现象引起的牵引电流畸变信息,构建电流畸变率评价指标,定量分析弓网燃弧现象为准确衡量弓网系统的受流质量,保障列车行车安全,提供技术支撑。

关键词：弓网燃弧紫外检测弓网关系评价指标试验研究

复兴号服役动车组弓网受流性能数据跟踪采集方法研究

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铁道机车车辆 2022年第3期42卷 118-124页

作者：孔龙飞韩通新李卓田亮刘忠彬戴晋中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

利用复兴号服役动车组配备的弓网监控系统,采用计算机视觉技术对弓网视频图像序列进行离线处理,智能识别接触线和受电弓滑板接触点,采集弓网燃弧图像,测量受电弓动态包络线数据,包括受电弓横向摆动量和动态抬升量。为长时间追踪服役动... 详细信息

利用复兴号服役动车组配备的弓网监控系统,采用计算机视觉技术对弓网视频图像序列进行离线处理,智能识别接触线和受电弓滑板接触点,采集弓网燃弧图像,测量受电弓动态包络线数据,包括受电弓横向摆动量和动态抬升量。为长时间追踪服役动车组的弓网受流性能变化,掌握不同时期的弓网受流性能规律提供技术支持。

关键词：复兴号动车组弓网受流弓网燃弧受电弓动态包络线