报告编号2016210000599L科技查新报告项目名称地铁车辆在线

报告编号2016210000599L科技查新报告项目名称地铁车辆在线 报告编号:2016210000599L 科 技 查 新 报 告 项目名称:地铁车辆在线系统 委 托 人:易讯科技股份有限公司 委托日期: 2016年03月22日 查新机构(盖章):辽宁省科学技术情报研究所 查新完成日期:2016年04月01日 中 华 人 民 共 和 国 科 学 技 术 部 二???年制 1 :地铁车辆在线检测系统 中文 查新项目 英文: 名 称 名 称 辽宁省科学技术情报研究所 通讯地址 沈阳市东陵区朗月街2甲号 邮政编码 110168 负 责 人 吴 敏 电话 83186066 查新机构 联 系 人 连丽艳 电话 83186079 493245488@qq.Com 一、 查新目的 申报国家级、省部级科技成果鉴定(奖励)。 二、查新项目的科学技术要点 车辆在线检测系统是一套安装在地铁正线上的安全检测系统。它能够将正常运行车辆轮对几何参数和踏面擦伤的数据进行实时检测。同时对检测车辆的车号进行身份识别，通过计算机分析，对车辆轮对安全状态进行预报，及时处理车辆故障，保证列车安全运行。系统功能包括:轮对外形几何尺寸检测单元。动态检测通过车辆的轮对踏面擦伤深度;轮对圆周磨耗;轮缘厚度。可对踏面擦伤深度超限、圆周磨耗超限、轮缘厚度超限等进行预报和报警。轴温检测:采用红外温度探测技术，在线检测车辆轴承件的表面温度，通过探测关键部件的温度及其变化，够准确监测其运行状况。受电弓检测:采用高速图像采集及识别技术，通过地面检测设备，在线检测碳滑块磨耗厚度、部件缺失、受电弓形位异常等受电弓工作状态，具有高速图像采集、分析，数据判断管理等功能。自动测速和自动计辆计轴。自动绘制轮对踏面外形曲线。提供检测轮对技术状态的综合评价。 2 三、查新点与查新要求 查新点: 1. 高速相机内集成图像预处理模块，减小传输内容提高传输速率并具备初 步图像分析与处理功能; 2. 系统具有海量数据分析及决策功能 3. 根据历史数据进行事故预判。 查新要求:国内有无相同或同类研究。 四、文献检索范围及检索策略 国内联机检索: 数据库: 中国科技期刊数据库 1989-2016 中国科学技术成果库 1986-2016 中国专利文献数据库 1985-2016 中国学术会议数据库 1989-2016 中国学位论文数据库 1989-2016 检索策略: 1. 地铁*(车辆+列车)*(检测+监测)*相机*(图像+图象)*预处理 2. 地铁*(车辆+列车)*(检测+监测)*海量数据 3. 地铁*(车辆+列车)*(检测+监测)*事故*预判 4. 地铁*车辆*在线*(检测+监测)*系统 3 五、检索结果 经国内文献检索，查到主要相关文献9篇，其中科技论文8篇，专利1篇。 1 专利名称地铁限界检测系统及其检测方法 技术领域本发明涉及城市轨道交通限界检测领域，特别是涉及城市轨道交通地铁限界检测领域。 背景技术随着社会进步、城市规模不断扩大、人口密度迅速增加，城市交通拥堵的情况日益严重。地铁因其具有运量大、能耗低、准时性好、快速安全、交通效率高等优点，成为城市轨道交通发展的重要方向之一，是解决大城市交通拥挤的有效和长远的途径。近年来，我国城市地铁和轻轨交通有了蓬勃的发展。全国超过100万人口的48个城市中，目前已有超过30个城市正在开展轨道交通前期工作或建设工作，规划建设线路55条，总长1700km。截止2011年底，地铁运营里程累积达到3570公里。随着城市的快速发展，其对地铁的依赖程度大大提高，因此，保障地铁高效、安全运行，被提到更加突出的位置。地铁列车沿着固定轨道高速运行，需要在特定的空间中运行，这个特定空间的尺寸就是地铁的限界。大量的工程实践指出，地铁工程建设、竣工验收以及日常运行维护等环节都需要地铁限界这个重要指标。国内隧道限界检测技术起步较晚，检测手段主要局限于静态检测。目前，车载式限界检测方式有两种断面检测法和激光雷达检测法。断面检测法根据设备限界的尺寸和不同的端面半径，制作一个可伸缩式的和限界大小相同的触点式框架，固定在平板车上，当触点碰到障碍物时既能发出信号又能自由避让，以此作为检测车，用内燃机车牵引，对全线路逐段进行检测。断面检测法缺点在于在检测过程中要求检测车的运行速度很低，无法检测出在高速运行状态下的列车振动偏移量的影响，而且当列车运行在曲线地段时，由于其内外侧的几何偏移是自动连续增大的，而触点式框架却无法自动连续的增大，这大大降低了检测时的准确度和精度。当发生超限情况时，需要立即停车倒车并反复多次，人工标记超限量，这种检测显然耗费了过多的人力资源和物质资源，并且效率低下，对误差的控制能力也不好。激光雷达检测法激光雷达扫描系统采集隧道断面物体距离信息，并通过串行端口传送信息给计算机进行处理，最后在检测主机上显示标准限界和扫描断面图像，经过数据对比判定侵限故障。激光雷达检测法缺点在于首先，激光雷达本身存在系统误差在15mm左右，无法达到精确测量的要求;其次，激光雷达激光扫描光束存在扫描角度间隔，容易造成漏检;最后激光雷达采用的是多脉冲回波测距原理，扫描频率一般在50HZ左右，并不适宜高速、实时检测需求。针对目前各种限界检测方式中存在的局限性，研究隧道限界动态高速检测原理，研制地铁限界车载高速动态检测系统，定期对地铁限界进行检测，是保证列车安全运行的重要手段。本项目通过研究高速、动态限界检测原理，通过车载限界检测设备，实时、动态测量隧道限界并对侵入限界的物体进行高精度故障判定和提供侵限故障详细定位信息，为日常隧道维护和排除隧道内的侵限故障提供真实准确的数据参考，对保证地铁车辆在隧道内安全运行具有重要的现实意义。 面阵相机的标定过程就是根据一组已知物理坐标系坐标和图像坐标系坐标的点来确定相机的内部参数和外部参数。相机的标定结果除提供图像点与空间点的映射关系外，还可以通过外极线方程来约束寻找同名点的搜索空间，从而降低匹配算法的复杂性，减少误匹配率。经过上述步骤的准确标定后，得到像素坐标和物理坐标对应曲线。在进行图像特性检测之前，首先需要对图像进行预处理，目的是对低质量图像的改善，其中包括图像的灰度修正和图像平滑去噪。本发明提供了一种地铁限界检测系统及其检测方法，属于城市轨道交通限界检测领域，包括数据处理分析系统，以及分别与数据处理分析系统相连的图像采集系统10、振动补偿系统和定位系统，该系统在各个路段的测量都能提高准确度和精度，减小系统误差， 4 对误差的控制好，同时能节省人力资源和物质资源，提高效率，适用于高速、实时检测需求。 文档编号G01C7/06GK102914290SQ201210395978 公开日2013年2月6日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日 发明者于龙, 杜奎生, 郑锐, 占栋, 杜超, 蒲继华, 冷强兵 申请人:成都唐源电气有限责任公司 2 高速数字相机实时图像采集系统设计 随着计算机技术的不断提高，图像处理越来越便捷，这就为光电测量技术的发展和应用提供了极为有利的环境。目前，图像处理通常采用相机-图像采集卡-计算机这样一个模式，这种方法不适合高速数字相机的图像采集。本文提出的嵌入式图像采集及预处理系统，可以对采集到的高速图像数据进行实时预处理，因此大大减少了上位机需要处理的数据量。 本论文中，以火箭发动机冷/热试车过程中发动机喷管的三维运动参数(摆角、摆心、运动轨迹、运动速度、加速度)的测试和动态校准为背景，对在试车过程中的标志点的运动情况进行实时的测量和处理。 在深入了解了国内外图像处理技术的应用和发展状况后，针对系统高速实时的要求，提出了基于DSP和FPGA芯片的嵌入式实时图像采集及处理系统。DSP选定了TI公司的TMS320C6416T作为图像处理的处理器，FPGA选定了ALTERA公司的EP1C6Q240C8N来实现数据预处理以及整体系统的时序控制。 硬件设计部分按照功能模块介绍了FPGA相关的各个电路设计方法和设计步骤。包括相机控制模块、相机数据采集模块和数据缓存模块三部分主要电路的设计。此为还有如串口模块、电源模块等等的辅助模块的设计。 软件设计部分根据上述划分出的模块，先逐一确定了算法，之后进行了时序分析并按照时序画出软件的详细流程图。其中对DSP数据处理模块中的图像处理算法行了详细说明。 仿真部分首先将各个模块单一仿真验证其逻辑的正确性和时序的可行性，在整体调试中通过对一帧图像按照本文方法进行处理来验证系统的可实现性。 收起 作者:任浩 学科专业:仪器科学与技术 授予学位:硕士 学位授予单位:哈尔滨工业大学 导师姓名:叶东 学位年度:2009 语 种:chi 分类号:TP391.41 V463.4 关键词:高速数字相机知识脉络图像采集知识脉络实时预处理知识脉络火箭发动机知识脉络试车过程知识脉络 在线出版日期:2013年3月5日 3 地铁车辆轮对参数实时在线自动检测系统 地铁车辆轮对参数实时在线自动检测系统适用于各种机车、车辆及动车组,可安装在列车出、入库线路上,适应列车运行速度2 Km,20 Km,系统可24小时无人值守全天候工作. 作 者:王信隆 5 作者单位:黑龙江哈尔滨,150009 刊 名:科技资讯 年，卷(期):2008 (9) 分类号:U2 关键词:地铁车辆 参数 测量 检测 机标分类号:U28 U29 机标关键词:地铁车辆轮对参数实时在线自动检测系统列车运行速度无人值守全天候动车组线路入库机车 DOI:10.3969/j.issn.1672-3791.2008.09.003 4 南京地铁车辆在线安全检测系统 名称: 南京地铁车辆在线安全检测系统 详细介绍: 南京地铁列车在线监测系统(即TOMS)是在不影响地铁列车正常运营的前提下，利用二/三代红外线轴温探测技术、各种探伤技术，轴承故障无损检测技术、卫星定位技术、现场噪音分析等先进成熟技术，实时跟踪监测各种反映车辆走行部主要运行状态、关系安全性能的特征信息，利用系统集成技术，使用统一通用的软硬件平台，将平轮检测子系统、车辆走行部异音故障识别子系统、受电弓在线监测子系统(受电弓工作状态图像识别系统)、车号识别系统、WEB浏览系统等子系统有效融合起来，对这些信息进行综合分析处理，及时报出影响车辆安全运行的故障，预报可能产生故障的隐患，保证铁路运输的安全、高效。 列车在线监测系统集成的功能模型中包括平轮检测子系统、车辆走行部异音故障识别子系统、受电弓在线监测子系统的所有数据分析、数据统计和发布。 5 地铁车辆在线监测系统的设计和应用 《城市轨道交通研究》2013年 第11期 | 李球 朱士友 龙静 广州市地下铁道总公司 广州510310 摘 要:介绍了一种地铁车辆在线监测系统的#设计#.在该系统中,传感器所获得的监测信号通过现场总线传输至探测站;探测站在完成信号的采集分析后,通过光纤与数据中心进行通信;在数据中心完成各参数处理、生成趋势图、预警和报警等功能,实现车辆的在线监控.现场应用表明,该系统运行稳定,准确性高. 【分 类】 【交通运输】 > 铁路运输 > 铁路运输管理工程 > 研究方法、工作方法 > 运输管理自动化 【关键词】 地铁车辆 在线监测 车载自诊断故障系统 【出 处】 《城市轨道交通研究》2013年 第11期 45-48页 共4页 【收 录】 中文科技期刊数据库 6 地铁车辆在线检测系统的分析与设计 《华南理工大学》 2010年 凌炜 【摘要】: 随着地铁事业的发展,线网的日益发达完善,车辆也越来越多。同时,由于计算机技术和网络的发展,使得利用先进的检测仪器和设备,对地铁车辆进行检查,并且充分发挥计算机系统的数据采集、数据传输、存储,以及分析功能来协助对车辆各种问的处理成为了可能。使用计算机完成对地铁车辆的各项数据的测量、采集,并完成相应的处理,通过网络进行 6 传输和发布,具有反映速度快、数据精度高,分析结果科学合理,发布迅速等特点,比传统的检修方法更有效率。 本课题开发的地铁车辆在线监测系统包括有数据采集系统、中央处理系统和WEB发布系统等三个从属子系统。 本文主要描述了地铁车辆在线监测系统的研究与开发过程。首先分析了系统赖以实现的基本物理原理,然后描述了系统所采用的主要技术基础。随后探讨了软件体系结构、开发平台及工具的选择,从中挑选出适合本系统的最佳可行方案;再分析了系统的功能,并从系统的功能模块设计、数据库设计等方面详细介绍了系统的设计过程。然后重点介绍了系统中的关键问题及实现技术,主要包括嵌入式实时系统软件设计方法和WEB发布的实现。最后,描述了本系统的基本硬件组成及测试结果,同时介绍了系统的主要实现界面,并且分析了系统的不足并对系统的进一步加强做了展望。 【关键词】:嵌入式系统 VxWorks Oracle ADO ASP 【学位授予单位】:华南理工大学 【学位级别】:硕士 【学位授予年份】:2010 【分类号】:TP274 7 地铁车辆轮对尺寸在线检测应用探讨 诊断性维修是车辆设备维修发展的方向,光截图像法、激光位移测距法和自动视觉测量法应用于车辆轮对尺寸在线检测,能够增加车辆运行的安全可靠度,提高车辆检修效率. 作 者:俞太亮 作者单位:无锡地铁集团有限公司运营分公司车辆部 江苏无锡 刊 名:设备管理与维修 年，卷(期):2014 (7) 分类号:U231+.94 关键词:在线检测 光截图像 激光位移 自动视觉 机标分类号:U26 TN3 机标关键词:地铁车辆轮对尺寸在线检测视觉测量法安全可靠度设备维修检修效率车辆运行诊断性图像法测距法应用位移激光 8 地铁车辆在线安全检测及管理系统 本文讨论地铁车辆在线安全检测及管理系统，城市轨道交通建设在中国呈高速增长之势,明显缓解了城市发展带来的交通压力,增强其可持续发展能力.作为技术和资金高度密集型项目,地铁运营管理水平将直接关系到建设的成败及持续发展的空间.为适应高速、高效的运营需求,必须建立以车辆运行状态检测为基础的现代化车辆监测和状态维修体制,它不仅可以为车辆安全运行提供可靠的技术保障,而且能够显著提高运营设备的检修质量及检修效率,具有十分重要的社会及经济效益。 作 者:朱茂之朱日华潘丽莎 作者单位:朱茂之(广州复旦奥特科技股份有限公司) 朱日华,潘丽莎(广州地下铁道总公司运营事业总部) 母体文献:主题:轨道交通安全技术与管理国际会议文集 会议名称:2004世界轨道交通论坛 会议时间:2004年11月11日 会议地点:北京 主办单位:中国交通运输协会 语 种:chi 7 关键词:地铁车辆 在线安全检测 安全管理系统 城市轨道交通 地铁运营管理 9 广州地铁车辆在线监测系统 介绍了广州地铁车辆在线监测系统的架构、功能原理与应用.系统采用能量振动相关原理探测车辆平轮故障;采用激光截图和红外线测温原理,分别测量轮对几何尺寸及轮对轴承温度.系统实现了车辆关键部位运动状态的监测,确保了行车安全. 作 者:黎明鑫 LI Ming-xin 作者单位:广州市地下铁道总公司,广东,广州,510310 刊 名:铁道运营技术 年，卷(期):2010 16(3) 分类号:U270.7 关键词:车辆在线监测系统 广州地铁 轴温探测 平轮探测 激光位移传感器 机标分类号:X5 TN2 机标关键词:广州地铁车辆在线监测系统原理与应用轴承温度运动状态行车安全相关原理系统实现轮对几何尺寸关键部位测温原理红外线振动探测能量架构激光故障 DOI:10.3969/j.issn.1006-8686.2010.03.009 8 六、查新结论 经国内文献检索，查到主要相关文献9篇，其中科技论文8篇，专利1篇。文献1介绍了地铁限界检测系统及其检测方法，相机的标定结果除提供图像点与空间点的映射关系外，还可以通过外极线方程来约束寻找同名点的搜索空间，在进行图像特性检测之前，首先需要对图像进行预处理，目的是对低质量图像的改善，其中包括图像的灰度修正和图像平滑去噪;文献2提及了高速数字相机实时图像采集系统设计，提出的嵌入式图像采集及预处理系统，可以对采集到的高速图像数据进行实时预处理，以火箭发动机冷/热试车过程中发动机喷管的三维运动参数(摆角、摆心、运动轨迹、运动速度、加速度)的测试和动态校准为背景，对在试车过程中的标志点的运动情况进行实时的测量和处理;文献3介绍了地铁车辆轮对参数实时在线自动检测系统，采用了图像预处理与光条纹中心提取算法;文献4报道了南京地铁车辆在线安全检测系统，列车在线监测系统集成的功能模型中包括平轮检测子系统、车辆走行部异音故障识别子系统、受电弓在线监测子系统的所有数据分析、数据统计和发布;文献5介绍了一种地铁车辆在线监测系统的设计方案，在该系统中，传感器所获得的监测信号通过现场总线传输至探测站，探测站在完成信号的采集分析后，通过光纤与数据中心进行通信，在数据中心完成各参数处理、生成趋势图、预警和报警等功能;文献6分析设计了地铁车辆在线检测系统，使用计算机完成对地铁车辆的各项数据的测量、采集，并完成相应的处理，通过网络进行传输和发布;文献7探讨了地铁车辆轮对尺寸在线检测应用;文献8介绍了地铁车辆在线安全检测及管理系统;文献9阐述了广州地铁车辆在线监测系统，采用能量振动相关原理探测车辆平轮故障，采用激光截图和红外线测温原理，分别测量轮对几何尺寸及轮对轴承温度。 检索结果与查新点对比如下: 查新点1所述“高速相机内集成图像预处理模块，减小传输内容提高传输速率并具备初步图像分析与处理功能”， 文献2提及了高速数字相机嵌入式图像采集及预处理系统，但未提及应用于地铁车辆在线检测系统中。 查新点2所述“系统具有海量数据分析及决策功能”，文献4提及了地铁车辆在线安全检测系统的数据分析、数据统计和发布功能，但未提及系统具有海量数据分析及决策功能。 查新点3所述“根据历史数据进行事故预判”， 未见文件内容介绍。 9 结论如下:关于该委托单位完成的以上述查新点为主要技术特征的“地铁车辆在线检测系统”，在国内文献检索中未见相同研究报道。 查新员:连丽艳(签字) 查新员职称:副研究员 审核员:董剑安(签字) 审核员职称:副研究员 (科技查新专用章) 2016年04月01日 10