一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统技术方案

本发明专利技术公开一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，包括：安装于减振构架上的包括编码结构光图像采集单元和惯性测量装置的数据采集系统、安装于车载控制平台中的数据处理系统和数据显示系统；减振构架通过顶部的固定装置与车厢底部连接，悬挂在转向架的构架的中央悬挂与轴箱悬挂之间的位置；编码结构光图像采集单元正对左右轮轨接触区域且成包围结构；数据处理系统根据编码结构光图像采集单元捕获的高清图像、惯性测量装置测量的加速度等数据，通过三维几何重构、表征参数识别和数据交互获得轮轨接触几何参数，进而获得轮轨关系谱；数据显示系统通过人机交互界面实时图像、数据和轮轨关系谱。本发明专利技术能实现轮轨动态接触状态的实时捕捉。

System for measuring dynamic contact state of wheel and rail of high speed railway

Including the determination system, the invention discloses a wheel rail dynamic contact conditions: mounted on the vibration frame includes data processing system and data encoding structured light image acquisition unit and the IMU data acquisition system, installed in the vehicle control platform display system; vibration frame connected by the fixing device and the bottom of the top the suspension in the bogie frame and the axle suspension between the central suspension position; encoding structured light image acquisition unit is around the contact area and the surrounding structure; data processing system based on structured light encoding image acquisition unit to capture high-definition images, the inertial measurement unit measured acceleration data by 3D reconstruction and characterization parameter identification and data exchange for wheel rail contact geometry parameters, and then obtain the relationship between wheel and rail profiles; the number of According to the system, the real-time image, data and wheel / rail relation spectrum are obtained through human-computer interaction interface. The invention can realize the real-time catching of the wheel rail dynamic contact state.

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统
本专利技术涉及铁路运输
更具体地，涉及一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统。
技术介绍
我国是世界上高速铁路发展最快、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。截止2015年底，我国铁路运营里程已达到12.1万公里，其中高铁运营里程1.9万公里，占世界的60％以上，基本形成了以“四纵四横”为骨架的高速铁路网。我国高铁技术已经快速站到了世界前沿，实现了由“追赶者”到“引领者”的历史性跨越，正在引领世界高铁发展。尽管我国高铁建设规模领先世界、高铁建造技术水平国际一流，然而由于我国高铁工程建设周期短，建造规模大，早期技术积累和运营经验不足。近年来，在我国高铁运营线路上涌现出了大量病害问题和现象，轨道方面病害：如开通时间较长的京津城际部分正线、到发线道岔存在曲尖轨侧磨，心轨鱼鳞纹等钢轨病害，磨耗及鱼鳞纹发展后将形成伤损，产生了安全隐患；京沪高铁开通后钢轨逐步出现波磨、顶面麻坑、鱼鳞纹等问题，且由于波磨引起弹条折断、“抖车”、轮轨颤振甚至轮轨脱空等亟需解决的病害现象；多条高速铁路累积400多组道岔出现尖轨纵向裂纹问题，严重威胁车辆运行安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，其特征在于，该系统包括：安装于减振构架上的数据采集系统、安装于车载控制平台中的数据处理系统和数据显示系统；所述数据采集系统包括编码结构光图像采集单元和惯性测量装置；所述减振构架通过顶部的固定装置与车厢底部连接，悬挂在转向架的构架的中央悬挂与轴箱悬挂之间的位置；所述编码结构光图像采集单元正对左右轮轨接触区域且成包围结构；所述编码结构光图像采集单元将其捕获的高清图像传输至数据处理系统，所述惯性测量装置将其测量得到的里程数据、速度数据和加速度数据传输至数据处理系统；所述数据处理系统根据高清图像、里程数据、速度数据和加速度数据，通过三维几何重构、表征参数识别和数...

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，其特征在于，该系统包括：安装于减振构架上的数据采集系统、安装于车载控制平台中的数据处理系统和数据显示系统；所述数据采集系统包括编码结构光图像采集单元和惯性测量装置；所述减振构架通过顶部的固定装置与车厢底部连接，悬挂在转向架的构架的中央悬挂与轴箱悬挂之间的位置；所述编码结构光图像采集单元正对左右轮轨接触区域且成包围结构；所述编码结构光图像采集单元将其捕获的高清图像传输至数据处理系统，所述惯性测量装置将其测量得到的里程数据、速度数据和加速度数据传输至数据处理系统；所述数据处理系统根据高清图像、里程数据、速度数据和加速度数据，通过三维几何重构、表征参数识别和数据交互获得轮轨接触几何参数，进而获得包含轮轨接触关系和轮轨接触几何参数的轮轨关系谱；所述数据显示系统通过人机交互界面实时显示高清图像、里程数据、速度数据、加速度数据和轮轨关系谱，并实现报警预警和即时通讯。2.根据权利要求1所述的高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，其特征在于，所述编码结构光图像采集单元包括编码结构光投影仪和与之匹配的高清高速摄像机，所述编码结构光投影仪对车轮、钢轨以及轮轨接触区域投射编码结构光栅条纹面，所述高清高速摄像机对所述编码结构光栅条纹面进行捕捉拍摄，捕获高清图像。3.根据权利要求2所述的高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，其特征在于，所述编码结构光投影仪分布于左右轮轨接触检测区域前后，与车轮圆心和轮轨接触点所连成的半径线段成30度夹角的另两个左右对称的半径线段所对应的车轮踏面处为投射范围上限，在钢轨廓面上的垂向投影线为投影下限，上限与下限之间为编码结构光栅条纹面覆盖区域。4.根据权利要求3所述的高速铁路轮轨动态接触状态的测定系统，其特征在于，所述高清高速摄像机分布于左右轮轨接触检测区域前后，且左右对称分布，其中一侧轮轨接触检测区域前侧两台摄像机分布于编码结构光投影仪两侧，且两台摄像机的拍摄范围覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亮，尹辉，高伊，辛涛，黄华，许宏丽，王璞，侯博文，蔡小培，肖宏，张艳荣，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11