重载铁路接触网4C 缺陷识别方法研究

张 毅，甄云飞

（国能朔黄铁路发展有限责任公司原平分公司，山西忻州 034100）

0 引言

智能检测装置4C 通过独立图像记录，减少手动搜索，并防止手动接触检测。提高访问安全性，4C 设备采集的数据主要通过专门安装在接触网车辆顶部的摄像头采集。当列车达到一定速度时，摄像机定期收集目标的高分辨率图像数据，该设备可以智能识别维护目标的错误位置和类型。另外，系统软硬件与摄像机相结合，大大降低了检测成本，能准确捕捉输缺陷位置，如参考方位、管件及回路等多个部位。高速、实时的检测，要求4C检测设备具有高分辨率的特性。由于特殊情况，许多工作不得不在夜间进行，因此要求车载摄像头具有良好的变焦和夜视效果，确保了采集的图像具有高分辨率。

1 研究背景及意义

1.1 目标检测方法的发展

在计算机技术广泛应用之前，车辆目标识别和视觉测试被用来检测错误。人工检测方法检测速度慢、检测准确率低、对人力资源的需求高、对检测效率影响较大。随着计算机运算能力的快速提高，图像的显示更加精细，图像的计算能力得到了极大提高。计算机视觉技术在各个领域都引起了广泛的关注。

1.2 重载铁路检测数据综合分析技术

重载铁路列车的主要特点是牵引密度高、车辆轴线、轨道结构高动载荷、轨道不平顺问题增加，产生动载荷，进而造成轨道损坏和不规则轨道形状的加速导致耦合，Panta Graphit 的当前收集状态恶化，导致Panta Graphit 的运行安全指数较高。

根据重载铁路列车的运输特点和准备情况，对轨道损坏检测数据、轨道和轨道的几何条件进行了综合分析，确定了不同病害的原因和相关性。根据非结构化数据的特点，对铁路日常检测规则进行了形状跟踪、Katechin 检测、河床状态检测、底部跟踪和轨道损伤检测相结合的动态改进。为了满足多检测数据相关性分析的要求，利用数据软件技术创建稳定有效的数据采集管理平台。

在线路的特定条件下，重载铁路轨道形状的不规则性对动态的检测结果有很大影响，甚至可能导致接收系统故障。因此，有必要评估重载铁路系统的质量，并制定维护计划。此外，还对动态重载铁路检测波形进行了历史数据的对比分析，并对重载铁路检测图进行分析。此外，如果Katechin 条件不好，有必要对轨道的不规则形状进行全面分析。

在各种捕获数据、野外定位数据和维修管理数据的基础上，通过建立相关模型，研究了几何目录、综合性能和航迹形态之间的相关性。应提供综合分析方法和相关指标，这通过实际测量和具体测试进行验证。

1.3 轨道损伤的综合分析

除了疲劳压力引起的内部核损伤外，路面还受到接触应力的影响。在腐蚀条件下，轨道表面的损坏将导致严重损坏，从而影响轨道的安全运行。通过将轨道表面损伤数据集成到轨道表面防护系统中并进行深入分析，结合车辆故障检测、探测器错误检测和人工监测数据等，探讨轨道表面损伤的发生、发展和变更。

1.4 重载铁路车病害原因的综合分析

重大病害是指可能影响重载铁路操作安全的不良设备状况，例如内部轨道不规则或损坏。如果不能及时发现维修，可能会导致非常严重的后果。为了提高维修技术的安全性，不仅要加强对大规模症状的检测和识别，还要加强对大规模病害的实施和管理。同时，对历史检测数据进行了综合分析，检测数据和相关项目的统计数据确认病害的实际原因，并有效地进行现场维护。提出具体的改进方案，以防止重大病害的频繁发生。

1.5 铁路接触网检测的技术要点

“硬点”是铁路目录的缩写，也是铁路目录收集中非常重要的识别指标和技术意义。最直观的检测指标是硬点是否存在问题以及硬点弹性是否相等。由于硬点的弹性是均匀的，直接影响列车的速度和位置。一般来说，重载铁路的质量通常是可靠的。检测的技术方法是测量冲击和振动。接触线起始值为轨道线形的一般技术指标，在识别接触线的输出值时，通常使用测试仪模拟板模拟出动态影响范围，然后将测试仪放置在规定范围内。

接触网磨损是接触网检查和维护最常用的测试项目和技术指标。由于接触线最明显的位置是底部，为了更直接地了解情况，拍照通常采用照片分析的方法，具体的分析指标是激光照射后接触面的光强。座椅的高度类别对高速铁路的运行类别有重大影响，接触线高度的测量主要在角度调整后进行。接触线高度高且难以检测。受电弓网的接触压力是有轨电车日常运营中路网与路网接触后产生的电能。重载铁路贯穿件和接触线是接触频率最高、使用最多的两种设备。其最常见的问题是电源中断。

2 重载铁路接触网4C 缺陷识别方法

2.1 研究数据基本路线

本研究的目的是确定缺陷的性质和位置。根据车辆识别收集的数据，车辆摄像头的像素可以尽可能准确地捕捉部件，但也存在一些问题。捕获的图像数据区域很大，原始图像包含多个部分，包括10 条反向U 形母线、印刷板、连接器、定位器、端子等，而且很难检测出所有部件中的错误。

数据集可以是多个摄像头，其记录区域不同、目标组件不同、组件大小不匹配。

横向阀和倾斜出口方向不同，都有U 形母线和绝缘子，所以检测方向有偏差。同一零件可能多种不同类型的缺陷。例如，垂直分裂在器件的基区有如分裂、反转等缺陷。

故障部件和正常部件之间的差异非常小。例如，绝缘层部分由于老化而略微脱落，或仅受一个对象的影响。在大多数基于传统算法的认知研究中，研究人员应首先使用合适的模型进行预定位，然后使用其他算法进一步识别位置数据中的错误。

2.2 铁路接触网检测的具体应用

动态检测是重载铁路铁路检测中最常用的检测方法。主要的目标识别分为两类，一个是测试安全潜力，另一个是检测低速时的动态行为。

动态检测通常是对铁路的整个检查，这防止了记录过程中出现多个指标。检查员可以从铁路的各个方面获取所有数据。联合故障排除和证据发现是目录中常见的检测技术。它最大的优点是可以识别整个目录。内容包括动车组的安全性、稳定性和舒适性试验以及接触网的安全性和稳定性试验。通过联合开发和测试，可以更广泛地了解轨道交通接触网的安全性能，帮助相关运营商提前识别轨道交通接触网的潜在风险，及时妥善地进行处置，以确保铁路网的安全运行。

静态检测是一种与动态检测相关的检测技术，一般用于铁路车辆的装配阶段，其检测指标为几何参数和具体结构，是一种安全、准确和有效的检测方法，使用激光网络检测器和其他设备，不与铁路车辆直接接触。低速动态检测主要以冷导体的形式通过检测仪对链节进行检测，检测更侧重于链节在不同指标上的具体操作。这是为了让检查员更广泛地了解合作组织时间循环的运行状态，并及时发现合作组织运行中存在的安全问题。

2.3 高铁接触网故障抢修指挥工作

关于高速列车故障紧急抢修，4C 系统的具体使用需要不同系统之间的协调与配合，以确保整个系统的顺利运行。首先，必须规定各子系统位置的具体信息，对整个列车进行彻底和有效的检查，获得充分相关的最新信息，并且确定整个紧急维修的相应方向。4C 系统能够有效获取该装置的具体工作状态和信息，识别高速铁路运营中的问题，了解外部环境。4C 系统用于动态监测和检测接触网特定状态下高速铁路的运行情况，及时发现高速铁路的潜在缺陷和隐患，帮助识别和维护目标。4C 系统设备可在整个轨道运行期间维修悬挂部件，以确保全面识别和维护架空接触网系统的运行状态。4C 系统能有效监控所有列车的输入、输出和合流情况，及时判断受电是否存在异常，并根据识别出的相关参数制定有效的应急抢修计划。通过安装和配置6C Fix 系统，可以测量所有设备的振动、温度、隔离状态和其他参数，以有效评估是否存在OCS 错误。此外，可以根据相应设备的配置正确评估和定位错误的原因和位置。

3 结束语

作为高速铁路最常用的部分，数据目录必须用于目标技术中的错误检测，但由于数据的特殊性，相关研究很少。深度学习算法是一种应用广泛且相对成熟的算法，在目标识别中发挥着重要作用。随着铁路技术的不断发展，对道路安全的要求越来越高。运营站、科研院所和设备制造商需要开发新技术，并通过实际应用不断改进，研制适合接触网运行和检测的产品。