TDXJ型地铁限界检测系统要点.ppt

* 一、项目概况 二、项目目的 三、国内外现状 四、运用条件 五、总体方案的确定 六、主要概况与性能 七、技术特点 八 、设计原则 TDXJ-1型地铁限界检测系统 西南交通大学 成都唐源电气有限责任公司 项目研究背景 隧道内部附属设备存在松动、脱落等情况，因而对地铁隧道限界进行检测是一项重要的工作.大量的工程实践指出，地铁工程建设、竣工验收以及常运行维护等环节都需要地铁限界这个重要指标。鉴于隧道限界检测在铁路运输中的重要地位，《中华人民共和国铁路技术管理规程》规定“隧道设备限界检查应不少于一年一次”。 目前，在地铁隧道设备限界检测中，检测手段主要依据人工目测和经验判断，并且必须是在列车停止运行的情况下进行 。由我公司研发的TDXJ-1型限界检测系统能够高速实现对隧道设备限界非接触式检测，精度高、实时性强，从而能减少人工、提高效率、节省开支，同时也为地铁隧道维护和地铁运营安全提供保障。 系统结构框架 系统安装示意图 定位设备 图像采集设备 车体振动补偿设备 数据处理设备 里程修正装置 系统安装示意图 关键技术 1）图像特征提取技术① 图像特征提取技术主要用于提取钢轨图像特征点(如右图)。 首先利用高清面阵相机对激光束光切面所在钢轨图像进行拍摄，其次利用图像增强、图像平滑等数字图像处理算法以及数字图像特征提取算法实时提取钢轨轨面下16mm轨距点作为振动补偿基准点。 钢轨实物图 特征点提取示意图 关键技术问题 1）图像特征提取技术② 限界激光发射360°线阵激光，覆盖隧道断面，限界相机拍摄被打 亮的物体，通过图像增强，图像平滑等数字图像处理算法，对打亮 物进行分析处理。（如图） 关键技术问题 2）车体振动补偿技术① 振动补偿设备安装示意图 补偿相机封装实物图 运行中的车体存在多自由度振动， 检测设备安装于车体上，需要考虑由车 体随机振动引起的随机误差。 车体振动补偿技术主要是基于关键 技术（一）--钢轨图像特征点提取技术。 通过补偿梁上补偿相机获取钢轨图像特 征点之后，以特征点作为基准点，实时 计算车体相对于钢轨中心的横向偏移和 相对于钢轨平面的纵向偏移，通过计算 车体振动偏移量修正车载设备检测数据， 提高检测数据精度。 关键技术问题 2）车体振动补偿技术② 检测速度：匀速30km/h左右 运行区段：重庆地铁6号线（红土地——黄泥磅） 振动补偿提供检测车当前轨距，水平偏移，垂直偏移等信息 关键技术问题 2）车体振动补偿技术③ 补偿系统实时检测出当前车辆所处轨道偏移量，但由于补偿装置安装在车底但限界检测设备安装在身头套筒上，补偿数据正确融合进限界数据中 如图所示，限界检测数据是基于每个相机封装，要使6组数据融合，首先要将6组数据归算到套筒中心，归算到套筒中心之后考虑到车辆偏移情况再将补偿数据融合，最后将限界数据归算到轨道中心。 关键技术问题 3）定位技术 无线射频定位阅读器 线路上的定位标签 采用无线射频结合轮径定位方式，通过沿线铺设无线射频标签，修正轮径定位累计误差，解决长期以来定位误差较大的问题，达到较为准确的定位精度。 软件实现 限界检测系统软件实现框图 软件实现 限界检测系统软件实现功能：融合处理系统接受图像采集系统、偏移补偿系统、信息定位系统所测量的数据，进行数据处理分析，实现在线实时检测功能，判定隧道内物体是否侵入限界，并最终进行显示、存储、以及打印报表等功能。 限界检测主界面 静态侵限数据报表 软件实现 根据地铁限界标准CJJ96-2003，在高架，曲线，站区等所对应的限界标准都有所不同，限界程序根据不同的线路信息调用不同的限界标准，根据重庆地铁6号线1期工程线路信息，限界标准库中共有87种限界标准。线路数据库中记录了全线线路信息，包括公里标对应的站区，曲线，高架等信息。 限界标准库 线路数据库 设备实现 图像处理及侵限判定 为验证检测系统功能及精度，取宽度为15mm物体侵入车体下方设备限界，观测检测系统主界面，在相应位置出现侵限物体（下图紫色部分）。 侵限物体示意图 设备试运行 半圆形隧道断面轮廓 2012年9月30日，在重庆地铁6号线正线进行试运行，重庆地铁6号线采用的是B2型设备限界，其中红土地——花卉园上行线中有多种隧道类型，限界检测系统均能高速、精确绘制隧道断面轮廓并进行侵限识别。 圆形隧道断面轮廓 设备试运行 主界面绘制的障碍物 2012年12月14日，重庆地铁6号线进行静态验收时，设置障碍物进行实测，金属铝块，金属铝块为110mm,实测得104mm. 设置的金属障碍物 静态数据误差对比 测量数据与检测数据全程由重庆地铁6号