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基于激光雷达的接触网检测检修系统设计与实现
| 论文题名： | 基于激光雷达的接触网检测检修系统设计与实现 |
| 关键词： | 电气化铁路;接触网;激光雷达;检测检修系统;软件设计;功能模块 |
| 摘要： | 电气化机车以其环境污染小、性能好等优点，逐步取代了蒸汽、内燃机车。电气化铁路接触网因其架设和运行的特点，使其无论在架设还是在运行阶段都需要经常检测和维护，这在高速发展的中国电气化铁路环境下，对保障铁路安全的运维部门提出了严峻挑战。相对当前依靠人工逐点检测方法，如何自动、快速、准确地检测接触网几何参数已成为当前接触网建设和运维部门亟待解决的问题。 针对现有接触网运维过程中人工检测方法效率低、稳定性差、存在安全隐患等问题，本文结合供电段接触网检修作业管理规范，在研究应用激光雷达检测接触网几何参数技术和问题的基础上，设计一种基于激光雷达、应用于检修作业车上的接触网检测检修系统，以实现铁路接触网检修作业过程中自动、快速、准确检测和过程规范化管理。论文具体工作如下: 在分析和研究目前常用的激光和图像检测接触网几何参数原理的基础上，结合接触网检修作业车的工况特点、供电段检修作业规范管理要求，本文设计了一种基于激光雷达的接触网检测检修系统的整体结构。该系统应用高速高分辨率单线激光雷达用于快速测量接触网，再用适当的算法识别接触线和它的几何参数;为了满足现场多目标和终端流动性需要，软件采用C/S结构，并用卡控方式记录和规范检修流程;为今后可能通过大数据分析等方法服务接触网运维，本文设计了运用GPS、位移编码等方法来记录检测数据位置信息。 以兰州铁路局兰州供电段提供的JW-4型接触网检修作业车为平台，实现了一套日常运维服务的接触网检测检修卡控一体化系统。该系统应用卡尔曼滤波算法从雷达数据中有效地识别了接触线;在对多达400MB/h的原始数据进行记录时，根据系统需求设计了约50MB/h的编码规则，使系统在简化资源需求前提下，可完全恢复所关心的全部原始信息;该系统使用VS2010开发环境，编写了测量、数据分析处理和满足接触网各种检修作业、操作流程要求的系统应用软件。 本文设计的系统已在兰州铁路局兰州供电段进行了试验和应用。试验结果表明该系统相较于采用传统的检修方法能有效提高接触网的检修效率;该系统的应用减轻了劳动强度，降低了检修人力成本，减小了作业人员的安全风险。设计的系统于2016年3月30日通过兰州铁路局科学技术委员会的鉴定，鉴定结论为:该系统技术水平达到国内领先。 |
| 作者： | 黄立平 |
| 专业： | 软件工程 |
| 导师： | 徐成;刘学文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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