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轨道位移及温度与视频叠加监测系统设计

轨道位移及温度与视频叠加监测系统设计

作者：李港中国矿业大学

学位级别：硕士

随着我国铁路的发展和无缝线路的广泛应用,关键地段基础设施服役状态日益成为重点关注对象。如何针对高铁轨道装备乃至普通轨道装备开展更为有效的直接监控并同时掌握轨道状态相关参数是需要研究的技术内容。基础设施温度是决定无缝线... 详细信息

随着我国铁路的发展和无缝线路的广泛应用,关键地段基础设施服役状态日益成为重点关注对象。如何针对高铁轨道装备乃至普通轨道装备开展更为有效的直接监控并同时掌握轨道状态相关参数是需要研究的技术内容。基础设施温度是决定无缝线路稳定性的重要因素,利用视频网络数据监测技术,将现场视频数据和基础设施温度数据、轨道位移数据进行画面叠加并实时显示,可对运营养护单位提供更为便利和有效的设备监控手段,具有较为现实的应用意义。(1)选用双光谱红外热成像测温摄像机进行视频数据采集,在测温摄像机实时采集轨道表面温度的同时,基于图像识别原理对视频图像中轨道的位移标尺进行实时测量,最后完成监测系统的功能。将温度及位移数据实时叠加并显示在监测视频上,实现轨道位移及温度与视频叠加监测系统的方案设计。(2)针对野外环境下测温摄像机测量轨道温度时精度偏低的问题,提出一种改进的模糊C均值聚类算法(Improved Fuzzy C-Means Segmentation,IFCM)与大津算法(Otsu)融合的轨道红外图像分割与温度提取方法。该方法融合了IFCM算法可收敛到理想聚类中心及Otsu算法可自适应确定阈值的优点,改善了轨道红外图像的噪声和类间方差,提高了分割精度及效率。最后,采用Hough直线检测方法,依据轨道直线形态对轨道图像进行准确划分及坐标标定,并根据坐标对轨道温度进行提取,克服环境对温度测量的影响,实现较高精度的温度提取。(3)轨道位移变化测量的方法多为接触式测量及复杂装置的视觉识别,会影响轨道的安全性,且工作可靠性较低,针对以上存在的问题,提出一种基于图像处理的钢轨纵向位移识别方法,集成了图像处理方便快捷和实时监测可靠性高的优点,能够克服各种恶劣环境对图像的影响。首先,通过改进高斯滤波算法提高图像的质量,在去除位移标尺图像噪声的同时保留图像的细节;其次,基于HSV(Hue,Saturation,Value)色彩空间分割原理并且融合Otsu多阈值分割算法,分割除黄色位移标尺及黄色指针以外的背景;最后,引入边缘检测补充图像边缘信息,基于radon原理校正因红外测温摄像机振动或轨道振动造成的图像空间角度倾斜,并通过距离法计算出位移数据,实现轨道位移的识别及监测。(4)运用SDK解码满足对监测视频进行字符叠加的设计要求,实现轨道温度及位移字符的叠加,同时实现实时视频的WEB预览播放,使用该方式进行叠加耗能较低,且降低字符叠加的延迟。进行多天的温度及位移实时测量,实现了轨道的实时状态监测,验证了监测系统的稳定性及可行性。该论文有图44幅,表11个,参考文献95篇。

关键词：红外热成像轨道温度轨道位移字符叠加实时状态监测

电阻应变式位移传感器在轨道动态位移测试中的应用

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石家庄铁道学院学报 1994年第1期7卷 59-64页

作者：张明聚王志刚石家庄铁道学院交通工程系

以轨道测试的实践为基础,较为深入地分析了电阻应变式位移传感器的原理、基本参数及其在轨道动态位移测试中应用的有关技术问题。

关键词：传感器轨道位移动态测试

大纵坡小曲线半径盾构隧道下穿对铁路变形的影响研究

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大纵坡小曲线半径盾构隧道下穿对铁路变形的影响研究

作者：赵文才河南工业大学

学位级别：硕士

随着我国城市化进程的加快,越来越多的人在城市定居,交通出行问题成为阻碍城市发展的热点问题。而地铁作为交通工具一种,具有运输量大、方便、快捷等优点,备受到城市轨道交通规划者关注。随着地铁规划和建设,线路规划和盾构环境越来越复... 详细信息

随着我国城市化进程的加快,越来越多的人在城市定居,交通出行问题成为阻碍城市发展的热点问题。而地铁作为交通工具一种,具有运输量大、方便、快捷等优点,备受到城市轨道交通规划者关注。随着地铁规划和建设,线路规划和盾构环境越来越复杂,其下穿建筑物、铁路和桥梁工程项目日益增多,为盾构隧道施工提出了较高要求。本文以郑州某地铁出入段线大纵坡小曲径盾构隧道下穿不同路基形式的铁路为工程背景,采用数值模拟、现场监测和理论计算相结合的方式,研究了大纵坡小曲径盾构隧道下穿铁路施工引起的轨道、路基和土体位移变化规律等。具体研究内容如下:（1）土体、路基和轨道位移影响因素及控制值标准。分析大纵坡小曲径盾构隧道下穿不同路基形式铁路引起的土体、路基和轨道位移影响因素,结合相关规范或规定提出土体、路基和轨道位移的控制值标准,为数值模拟分析与现场监测结果评价提供依据。（2）土体、路基和轨道位移的控制措施。采用迈达斯（GTS）对大纵坡小曲径盾构隧道下穿铁路施工进行模拟分析,提出控制大纵坡小曲径盾构隧道迎坡推力和转向需求超挖,可有效降低土体、路基和轨道位移,需加强对穿越桩基础和箱涵部分的监测。（3）土体、路基和轨道位移的变化趋势。数值模拟和现场监测结果表明,大纵坡盾构隧道左线和右线施工引起地表和轨道沉降槽呈非对称“W”型,地表和轨道沉降均随距盾构隧道中心线距离的增大而减小。相比于未加固土体,常规加固可以降低土体竖向位移量幅度约为30%,而加强加固降幅多达50%。与普通盾构隧道相比,大纵坡小曲径盾构隧道施工过程中引起土体、路基和轨道位移量大30%左右。土体固结作用引起的先施工隧道平均比后施工隧道大10%0%。（4）土体、路基和轨道位移之间的相互关系。数值模拟和现场监测表明,土体荷载分布不同是盾构隧道下穿产生的土体和轨道位移差异的主要因素,土体荷载分布主要受路基形式影响。轨道刚度对地表沉降具有缓冲和扩散作用,轨道沉降影响范围平均比地表横向沉降影响范围宽25%。盾构隧道曲线对箱涵倾斜具有加剧作用,箱涵上部轨道沉降主要受箱涵倾斜的影响。

关键词：盾构隧道大纵坡小曲径地表沉降轨道位移试验研究

膨胀土深基坑开挖对临近地铁建筑变形控制的研究

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工程机械与维修 2022年第2期 90-92页

作者：刘平中铁十九局集团第五工程有限公司辽宁大连116100

地铁线路周边的膨胀土深基坑工程的施工,对地铁结构的安全性存在一定的影响。以某膨胀土深基坑工程为目标对象,使用FLAC3D有限元分析软件数值模拟和实际监测相结合的方式,以膨胀土强度折减的计算方法,对地铁结构逇变形影响进行计算。结... 详细信息

地铁线路周边的膨胀土深基坑工程的施工,对地铁结构的安全性存在一定的影响。以某膨胀土深基坑工程为目标对象,使用FLAC3D有限元分析软件数值模拟和实际监测相结合的方式,以膨胀土强度折减的计算方法,对地铁结构逇变形影响进行计算。结果显示:地铁结构最大位移满足要求,数值模拟与实测数据接近,说明膨胀土深基坑可通过膨胀土强度衰减方法进行计算。

关键词：地铁膨胀土深基坑数值模拟轨道位移

基于Timoshenko梁的高架桥系统减振分析

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湖北工学院学报 2003年第3期18卷 4-7页

作者：彭波孙洪刚蒋沧如武汉理工大学土木工程与建筑学院湖北武汉430070

研究轨道交通高架桥系统引起的地基振动响应及有效的减振措施.首先通过高架桥Timoshenko梁模型的离散算法,计算多个移动荷载作用下柱支座处的反力,然后把这个力作为柱和下部结构有限元模型的输入力,从而得到地基的振动响应,同时对比分... 详细信息

研究轨道交通高架桥系统引起的地基振动响应及有效的减振措施.首先通过高架桥Timoshenko梁模型的离散算法,计算多个移动荷载作用下柱支座处的反力,然后把这个力作为柱和下部结构有限元模型的输入力,从而得到地基的振动响应,同时对比分析明沟隔振、减振措施的效果.

关键词： Timoshenko梁高架桥系统减振措施地基振动控制方程轨道位移有限元模型明沟

新建隧道爆破对邻近既有铁路隧道变形的影响研究

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低碳世界 2017年第27期7卷 211-212页

作者：杨建树华南铁路建设监理公司广东广州510080

已运营隧道的沉降和位移监测对隧道结构安全的判断有重要作用。回归分析可以为隧道运营和施工的安全提供有效指导。本文以已运营的广珠城际南阳山隧道在焦树山隧道光面爆破的同期施工过程中的监测数据为基础,得到该涉铁隧道在监测过程... 详细信息

已运营隧道的沉降和位移监测对隧道结构安全的判断有重要作用。回归分析可以为隧道运营和施工的安全提供有效指导。本文以已运营的广珠城际南阳山隧道在焦树山隧道光面爆破的同期施工过程中的监测数据为基础,得到该涉铁隧道在监测过程中的沉降和轨道位移随时间的变化曲线,为后期设计修改和施工指导提供了理论依据,同时也为以后的隧道设计施工积累经验。

关键词：涉铁隧道沉降监测轨道位移回归分析

基于Timoshenko梁的轨道系统动力响应模拟

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武汉理工大学学报 2002年第4期24卷 71-74页

作者：谢伟平左鹏飞孙洪刚姚春桥武汉理工大学

推导了移动荷载作用下轨道位移的积分表达式 ,对轨道系统进行了离散化并进行了数值计算。

关键词：移动荷载离散算法 Timoshenko梁轨道系统动力响应模拟轨道位移数值计算

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东日本铁路新干线乘车舒适性的轨道管理

中国铁路 2010年第4期 94-94页

东日本铁路东北新干线大宫-盛冈段将不断延长，不久延伸到新青森的新干线列车将以320km／h的速度运行，必须加强乘车舒适性的轨道管理。在运营新干线区段，40m弦轨道位移和列车摇摆检测的数据表明，超过标准的线路很少，轨道状态趋于稳... 详细信息

东日本铁路东北新干线大宫-盛冈段将不断延长，不久延伸到新青森的新干线列车将以320km／h的速度运行，必须加强乘车舒适性的轨道管理。在运营新干线区段，40m弦轨道位移和列车摇摆检测的数据表明，超过标准的线路很少，轨道状态趋于稳定。但没有轨道位移时仍有摇摆的情况发生，影响了乘车的舒适性，需要进行轨道材料状态等综合分析。

关键词：乘车舒适性铁路新干线轨道管理日本新干线列车轨道位移轨道状态材料状态