高速鐵路接觸線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、高速鐵路是我國(guó)鐵路客運(yùn)的主動(dòng)脈，維護(hù)高速鐵路的運(yùn)營(yíng)安全是鐵路研究的重要問題。接觸線是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，接觸線的可靠運(yùn)行對(duì)于維護(hù)高鐵運(yùn)營(yíng)的整體可靠性具有重要意義。接觸線運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，無備用，一旦發(fā)生故障就會(huì)直接影響列車的正常運(yùn)行，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)接觸線進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。
　　現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法主要為離線檢測(cè)，并通過對(duì)列車運(yùn)行過程中弓網(wǎng)狀態(tài)及列車參數(shù)變化的分析，來判斷接觸線的運(yùn)行狀態(tài)。本文結(jié)合國(guó)家863課題展

2、開研究，提出一種接觸線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)表征接觸線運(yùn)行狀態(tài)的主要特征參數(shù)張力及溫度的在線監(jiān)測(cè)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)接觸線運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)通過對(duì)補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)的分析，提出一種接觸線張力監(jiān)測(cè)的新方法。首先，研究了棘輪傾角及墜砣加速度變化與接觸線張力之間的力學(xué)關(guān)系，推導(dǎo)得出接觸線張力的計(jì)算公式;其次，考慮結(jié)構(gòu)及環(huán)境阻尼作用影響而帶來的誤差問題，提出采用Gauss-seidel迭代算法對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正，可以

3、大幅度提高張力計(jì)算的計(jì)算精度;然后，建立了接觸網(wǎng)及其補(bǔ)償裝置的三維有限元模型，施加不同強(qiáng)度和方向的荷載作用，分別仿真研究了風(fēng)振、覆冰及弓網(wǎng)之間相互作用三種典型工況下棘輪傾角及墜砣加速度的變化，通過本文提出的監(jiān)測(cè)方法計(jì)算得出了接觸線張力的變化情況，并與實(shí)際的張力進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明，本文提出的接觸線張力監(jiān)測(cè)計(jì)算方法及其誤差修正算法能夠有效提高對(duì)接觸線張力的計(jì)算精度。
　　(2)研究接觸線溫度的變化規(guī)律，提出一種接觸線溫度監(jiān)測(cè)及修正方法

4、?；诮佑|線溫度相關(guān)的電氣化參數(shù)，建立了接觸線的溫度仿真模型，分析了不同影響因素對(duì)接觸線溫度的影響;基于溫升理論，對(duì)不同電流條件下和不同電阻條件下接觸線溫度的變化情況進(jìn)行了仿真研究，得出接觸線溫度在不同影響因素作用下的變化規(guī)律。在分析接觸線實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下各種溫度監(jiān)測(cè)方式的安全性和可行性基礎(chǔ)上，本文采用紅外熱成像技術(shù)進(jìn)行接觸線溫度的在線監(jiān)測(cè);考慮到紅外熱成像技術(shù)受到環(huán)境的影響較大、遠(yuǎn)距離測(cè)溫誤差較大等問題，提出一種監(jiān)測(cè)結(jié)果修正方法，通過構(gòu)

5、建監(jiān)測(cè)環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)圖片庫，以方向梯度直方圖和顏色直方圖作為特征算子，采用基于支持向量機(jī)技術(shù)(SVM)的圖片檢索方法對(duì)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正。通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　(3)提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(FNN)的接觸線運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)價(jià)方法。通過選取合適的隸屬函數(shù)和訓(xùn)練樣本實(shí)現(xiàn)了接觸線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型的構(gòu)建;采用接觸線張力和接觸線溫度作為評(píng)價(jià)接觸線運(yùn)行狀態(tài)的主要特征參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提出各個(gè)特征參數(shù)的運(yùn)行狀態(tài)判定標(biāo)準(zhǔn)，