摘要：基于高速综合检测列车平台的应答器动态检测系统可实现对应答器相关设备性能的实时检测。为测试车载应答器动态检测系统的性能,需产生高精度可控波特率和载频的调制信号(2FSK)作为上行链路信号。基于直接数字频率合成器(DDS)技术,通过对相位累加模块和相幅转换模块进行设计,提出分段相位累加算法,计算同周期内相位增量和码元跳变处的相位增量;通过改进的坐标旋转数字计算方法(CORDIC)实时计算对应的信号幅值,用数字模拟转换器(DAC)将离散信号转换为模拟信号,从而实现频偏和数据速率可变且相位连续的信号调制。在相幅转换模块设计中,采用改进CORDIC算法替代传统的查表法,将相位增量转换成信号幅度,有效减少了现场可编程逻辑门阵列(FPGA)存储资源的开销。基于改进DDS的2FSK调制器设计方法,可为应答器动态检测系统提供高精度可控波特率和载频的2FSK调制信号,保证了应答器动态检测系统校准的准确性。

摘要：移动通信运营商在铁路沿线部署了公众移动通信网络,采用的数字全球通信系统(Global System of Mobile Communication, GSM)原理和制式与铁路全球移动通信系统(Global System of Mobile Communication for Railways, GSM-R)完全相同,对GSM-R造成了一定干扰。为了对这些干扰源进行定位,提出了一种基于相差变化率的干扰源定位技术。该技术基于二元阵列接收系统,根据阵元与干扰源之间的时空关系,初始以方位角的变化率与干扰源位置建立关系模型,借助微分变形建立了以相差变化率为自变量的干扰源位置求解模型和解算方法。为了避免采集数据中的异常样本对最终的定位结果产生影响,设计了一种基于孤立森林的异常样本过滤算法,利用数据点自身的特征属性构建多维特征空间实现异常数据点的检测和消除。搭建实景环境对铁路沿线无线电数据进行采集并开展数据分析工作,结果表明所提基于孤立森林的异常样本过滤算法能够有效剔除异常数据,提高整体样本的质量。使用相同的已知位置干扰源无线采集数据开展与基于频差变化率的定位方法和基于振幅变化率的定位方法的定位能力对比试验,统计不同方法对于每个干扰源的最小定位误差,结果表明基于频差和振幅变化率定位方法的平均定位误差分别是所提方法的7.18、20.73倍,证明了所提方法的定位精度显著优于基于频差变化率的定位方法和基于振幅变化率的定位方法,具有较高的定位精度。

摘要：为提升铁路通信信号检测的效率和智能化水平,设计了通信信号检测控制与编辑系统;应用FreeSql及数据库触发机制、异步TCP通信及多点连接技术、断线重连机制,实现了通信信号检测系统的运行状态监测、任务自动控制、检测数据复核,以及检测日报一键生成功能;试验结果表明,该系统提升了通信信号检测效率和质量,实现了通信信号智能化检测。

摘要：针对铁路钢轨病害检测问题,提出一种少样本学习的钢轨表面缺陷检测方法。首先,设计样本随机组合策略,根据少量钢轨图像快速构建钢轨表面缺陷数据集;然后,改进深度卷积神经网络的分类损失函数,降低样本数量不平衡对模型分类性能的影响;最后,提出基于多层级特征融合的钢轨表面缺陷检测网络,并利用上述数据集和改进的分类损失函数进行训练,实现少样本条件下端到端的钢轨表面缺陷检测。试验结果表明:该方法在2种类型的钢轨表面缺陷数据集上均取得最优性能,并在实际线路检测任务中,检测率达到100%,具有较高的实用价值。

摘要：高效且准确地对长波轨道不平顺进行监测是轨道几何测量领域的难点。分析两类惯性基准动态检测方法的测量误差来源,认为转向架与轨道间的“冲角”是造成长波不平顺测量精度损失的重要因素;为此,重新设计检测系统硬件结构,引入点头陀螺仪传感器和测距组件,在轨道平面建立“短弦”测量模型,推导基于误差状态扩展卡尔曼滤波估计的俯仰轨道倾角测量算法;通过补偿滤波与空间域积分等信号处理方法,计算长波高低轨道不平顺。现场试验表明:该方法有效复原7~200 m以内的长波高低不平顺;当截止波长为200 m时,相比传统的惯性基准法,平均精度增加了81%~88%,且受检测速度影响小;统计系统重复检测误差的95%分位数在1.5 mm以内,在大跨度桥梁形变与路基沉降监测等领域具有较好的应用前景。

摘要：接触网几何参数是我国高速铁路供电安全检测监测系统(6C系统)的基本检测内容,是保证电气化铁路安全运营的重要参数。基于多目立体视觉技术研究设计了一种接触网几何参数测量系统,并测量拉出值、接触线高度等几何参数。研究开发了一种高速同步频闪照明技术,该技术使测量系统的功耗显著降低,图像质量和抗阳光干扰能力显著提升。建立了用于接触网几何参数测量的线阵相机立体视觉测量模型,并提出了一种可靠的线阵相机立体视觉匹配方法。采用激光二维传感器进行车体振动补偿并建立了车辆振动补偿模型。研制了接触网几何参数测量系统样机并开展了现场测试。测试结果表明:拉出值和接触线高度的测量精度优于10 mm,所提方法为6C系统提供了一种可靠的接触网几何参数测量手段。

摘要：为充分利用铁路通信动态检测数据对GSM-R网络质量进行合理评判,针对CTCS-2、CTCS-3线路对GSM-R网络的运用需求,从越区切换、语音呼叫、话音质量和电路域数据传输等4类检测项目中,选取13项具体测试指标进行量化描述,并基于对应的标准规范和检测数据特征对各项参评指标进行单独评价;然后,使用基于对等共识模型的模糊层次分析法衡定各项指标权重;最终,提出基于动态检测项目和检测问题的GSM-R网络质量综合评价方法及GSM-R网络质量综合评价指数(GQI)。通过选取实际动态检测数据进行GQI计算,探讨检测指标变化对评价结果的影响,分析GSM-R线路不同的网络状态与评价结果的关联关系,研究表明,GQI可对GSM-R网络质量进行整体评价,也可对4类测试项目分别量化评价,为GSM-R网络状态的趋势分析和铁路GSM-R无线网络管理决策提供支持。

摘要：高速综合检测车作为高铁日常检测和联调联试最重要的移动检测设备之一,缺乏高效信息融合集成及现场决策指挥的管理手段。结合日常检测与联调联试特点,提出高速综合检测车多源信息融合集成平台的建设目标,并对平台的总体架构、功能、界面、硬件架构进行设计。分析信息融合与信息集成的联系,阐明多源信息融合技术在高速综合检测车的实现过程。开展BIM信息融合、GIS信息融合、基础设施设备融合、多图协同联动、高体量BIM模型动态加载、跨平台互联互通及信息共享、多维可视化等关键技术研究及创新应用。高速综合检测车多源信息融合集成平台基于“一张屏+M张图”实现多维信息集成共享、多专业数据融合分析、一体化决策及可视化展示,提升多方协同沟通效率,提高基础设施智能化管理水平,为高速铁路运营安全评估和养护维修指导提供技术支撑。

摘要：针对高速铁路基础设施动态检测多专业检测系统独立运行、数据融合共享性不强、数据整合展示能力不足等问题,以高速综合检测列车为载体,提出了基于GIS(Geographic Information System,地理信息系统)、BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)+GIS、设备综合图的多专业检测信息融合思路,设计并研发了高速铁路基础设施动态检测信息融合平台,重点介绍了GIS多源信息融合系统、BIM+GIS多源信息融合系统、设备综合信息融合系统的功能实现,在国家铁道试验中心及京张高铁进行了试验验证。结果表明,该平台可实现高速铁路基础设施多源检测信息集成共享、多专业数据融合分析、多设备状态实时监测、多维度信息综合展示的目标,提升一体化决策及协同管理效率。

摘要：基于FPGA和DSP的高速实时轨道巡检图像采集处理系统由光学系统、FPGA模块、DSP图像处理模块及上位机组成。为提升图像采集的质量,提出并设计线阵相机加激光光源的组合方案,用以有效滤除阳光干扰,避免图像过度曝光。针对高速实时采集需求,设计FPGA采集模块,实现巡检图像采集控制和传输。针对实时智能检测需求,开发基于DSP模块的JPEG压缩、钢轨区域识别和扣件定位算法以及基于工控机的扣件缺陷识别算法。设计上位机软件,实现用户交互及数据存储。试验测试结果表明:该系统对钢轨定位的准确率在99%以上,对扣件定位的准确率在90%以上,对异常扣件识别率在80%以上,系统检测的最高速度可达160 km·h-1。