地铁新技术探究
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1.2设备功能 1.2.5受电弓状态高清成像
能够对受电弓运行状态以录像的形式存储，监视受电弓有无 缺口、损伤、异物等
Page 8
一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.6接触悬挂监测缺陷
绝缘子及汇流排有烧伤痕迹
Page 9
开口销缺失
二 无触点逻辑控制单元
2.1 机械触点现状分析
现状1
机械式触点控制容易出现误 动作、卡位、抖动、接触不 良等，导致列车故障率高， 可靠性差。
Page 21
五 永磁直驱技术
5.3 永磁直驱车辆特点
高效节能; 优异的曲线通过性能; 较低的轮对磨耗量; 降低噪音,提高舒适性; 系统体积减小; 检修维护周期更长; 设备寿命更长.
Page 22
六 基于BIM技术的管线综合管理
6.1 场段室外管线综合现状分析
现状1
交叉点数多，二维平面不直 观，多专业互为边界条件， 设计协调难度大
对专业协调的结果进行全面检验，消 除所有管线碰撞问题。 三维模型以多种手段进行直观的表现， 使管线关系一目了然，调整管线的水 平位置和标高关系更加直观简单。 由于三维模型已集成了各种设备管线 的信息数据，因此还可以对设备管线 进行精确的列表统计。
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六 基于BIM技术的管线综合管理
Page 13
二 无触点逻辑控制单元
2.4 安装效果对比
机械触电
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LCU
三 地铁防撞系统
3.1 系统组成示意图
系统由后备电源独立供电，由测距与通信模块、系 统主机和后备电源三部分组成。
Page 15
三 地铁防撞系统
3.2 系统功能
独立地对列车速度、车辆与尽头线距离等进行实时监 测，独立实现同股道、同向的列车前后距离的实时测量， 当列车运行速度或车距超出安全阈值时，向驾驶员风险 预警，为列车提供辅助安全保障。
现状3
机械式触点控制元器件要 满足车辆功能冗余设计， 须增加大量实物安装，有 效安装空间紧张，检修维 护困难。
Page 10
现状2
我国城轨车辆运行环境复杂 恶劣，直接影响触点触点控 制设备的寿命周期，特别是 动作频繁的电气元器件。
现状4
大量机械式触点电气元器件 的使用，给用户平时的例行 检修和维护带来了大量工作 量，造成人工成本的增加。
4.1 系统组成
系统主要包括开关柜（H）、能馈变压器(N K B)、能馈低压 柜 (NKD)、能馈变流器柜(NKS)、直流开关柜(Z)、负极隔离 开关柜(G)六大部分，
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四 地面能量回馈装置
4.1 系统组成
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四 地面能量回馈装置
4.2 类似项目数据分析
上图为某线路地面能量回馈装置投入运行后3个月回馈电能数据。 单日最高回馈电能2470 kW·h；3个月累计回馈电能142443 kW·h 日平均回馈电能1675 kW·h。 节能率=中压能馈装置回馈电能/该变电所输出总牵引电能×100%，则 该装置3个月平均节能率=142 443/762 191×100%≈18.68%。
地铁新技术探究
因各地铁建设情况各异，此资料仅供交流学习。
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第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分
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目录
车载弓网在线监测系统 无触点逻辑控制单元 地铁防撞系统 地面能量回馈装置 永磁直驱技术 基于BIM技术的管线综合管理 互联网取票平台
一 车载弓网在线监测系统
6.4 管理优势 直观反映管线现状、变迁的空
间数据及空间特性数据，并通 过计算机可以进行输入、存贮、 查询、统计、分析、输出。 规范工作流程，提高工作效率。 精细化管理，降低管理成本。 促进共建共享，提升监管效能。
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七 网络售票平台
7.1 传统AFC系统现状 客流预测不准确，车站规模受限，购票设备数量有限，购票 速度慢，乘客购票排队时间长，站厅客流拥挤。 车站备用找零零钱不足及每天补币次数多。 纸币、硬币模块故障率高，且进口模块比例较大，采购价格 和后期维护费用昂贵。 互联网迅猛发展，智能终端的普及使用，多种支付手段的出 现，乘客消费习惯的多样化（现金、手机、银行卡、互联网 支付），传统AFC系统现金消费模式已不能满足乘客的消费 需求。
具体功能运用设计： 距离显示； 声光报警； 语音播报； 自动停车（输出控车指令）：此功能可执行本车的紧急
制动同时把要求加速信息传递给前车使前车加速；使本 车加速，同时要求后车减速或紧急制动； 在经许可时，可实现与其他设备的数据通信（包括前后 驾驶室主机间通信）。
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四 地面能量回馈装置
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.4可溯源的超限弓网运行状态高清监测技术
与里程信息同步， 能够自动在图像 上叠加检测数据， 视频图像能实时 存储。 具备指定里程范 围内的指定时间 或空间间隔图像 导出功能。 支持故障点前后 5秒的影像记录 保存。
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一 车载弓网在线监测系统
、 、 、 、、、 输 输 输 输输输
、 输
入 输 出
板板 出 出 出 出 出 出 出出 出 出 信
USB
板板板 板 板 板 板板板 板 号
AB
11
2
2
3
3
44
5
5
插
MMVBVB
CAN
组组
座
ABA
B A B ABA
B
1
组组组 组 组 组 组组组 组
输输
入入
输输
出出
信信
号号
插插
座座
2
3
指示灯、接触器、电磁阀
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二 无触点逻辑控制单元
2.3 LCU微机控制较机械触点控制的优势
LCU逻辑控制技术智能化、网络化、信息化； 利用软件实现逻辑定制、故障诊断、运行记录； 利用高可靠性和电器实现系统冗余备份，同时单点故障不能
影响系统正常运行，切实降低列车运行故障和风险，提高运 营保障能力； 降低人工维护成本； 便于列车电气功能的更改和增加； 利用LCU中的存储器，可将LCU中的输入输出实时记录，便于 列车故障的定位和分析；
非接触方式完成。 利用两台线阵相机完成导线成像图像采集，利用图像处理 算法对导线定位，以此判别图像采集有效性；继而通过对 导线的成像灰度特性和边缘梯度特性分析识别，实现导线 磨损检测。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.2基于紫外成像的弓网燃弧检测技术
18000 日盲区
16000
二 无触点逻辑控制单元
2.2 解决方案-无触点逻辑控制单元（LCU：logic comtrol unit）
HMI
VCU
开关信号
电源 电源
CAN
通信板
主主 控控
U通SB信板ETH 板 板 输 输 输 输 输 输 输 输 输 输
入入入 入 入 入 入入入 入 输
电源 电源
CAN
主A 主B 、 、 、 控 组 控 组 输 输 输
灵活性 可通过改变软件逻辑程序的方式来实现用户最终的使用要求。 对于车辆的设计、调试、运营过程中出现的新问题，可随时随地 随需要地通过修改、添加程序的方法来解决，而不必对硬件进行 改造。
可靠性 输入信号均为数字量，不受环境温湿度等因素影响，因而，微机 控制系统对环境温度敏感度较小，在各种环境条件下所采集得到 的数据相对较为收敛，对轨道车辆的控制性能稳定较高。
于捕捉弓网燃弧辐射出特定谱段的紫外光，进而达到准确
检测弓网燃弧的目的。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.3基于数字图像处理的接触网定位悬挂装置高清成像技术
清晰分辨绝缘子破损、 倾斜、定位坡度不足、 螺帽松脱等部件的细 节特征。 特有的相机、光源拍 摄结构方案，使得所 拍摄的图像不仅适应 于刚性及柔性接触网， 便于后期进行图像的 查看及缺陷智能识别。
6.2 基于BIM的三维管综特点
BIM三维管线综合
建设 避免管线“打架” 节约资源 信息共享
管理 全程“带图”管理 管线档案统一管理 动态维护、更新与共享
在市政工程、建筑工程、轨道交 通等领域得到了广泛应用
Page 24
六 基于BIM技术的管线综合管理
6.3 建设优势 三维模型将所有专业放在同一模型中，
现状2
施工阶段管线安装顺序随意 性强，由于工序不当引发的 安装空间不足或管线冲突时 有发生，造成重复或废弃工
程
现状3
各单位分隔管理，信息传 递及保存已纸质介质为主， 信息协同性差，信息利用 价值低
现状4
运营管理维护不方便，管线 维修和新增管线信息不容易
录入保存。
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六 基于BIM技术的管线综合管理
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七 网络售票平台
7.4 线网网络售检票平台 网络售票系统作为传统系统AFC的补充，需兼容多种支付技
术和云闸机、NFC等智能终端应用，1号线采用的是线上购票线 下取票方式，考虑到后期出现的新技术，1号线同期建设线网网 络售检票平台，统一接口要求，可以对后期线路的iTVM、云闸 机等终端进行统一管理。 统一对互联网智能终端进行对账和收益管理。 资源共享和统一的维护管理，节约建设和运营成本。 后期各线路的智能终端只要满足接口规范，就可以平滑接入。
1.1设备构成
车顶：接触线磨耗检测模块、弓网燃弧检测模块、接触网定 位悬挂装置高清成像模块、受电弓状态检测模块以及接触网 测温模块。 车内：供电管理模块、综合定位模块、数据处理模块、数据 存储模块、外部接口模块及车地无线传输模块。 车底：RFID电子标签模块。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.1基于机器视觉的接触网磨耗检测技术
LCU控制单元可 完全替代车辆 电气控制系统 中继电器等触 点部件，有效 提高车辆控制 电路可靠性， 保障运营目标 顺利完成。
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二 无触点逻辑控制单元
2.3 LCU微机控制较机械触点控制的更优性
通用性 硬件选型通用，并不是针对某个特定任务进行设计的，除了输入 、输出接口的类型在不同轨道车辆上使用情况有所不同外，其核 心控制部分基本都能满足同一类型的轨道车辆的使用要求。
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Page 19
Байду номын сангаас 永磁直驱技术
5.1 永磁电机的特点
转子采用永磁体励磁
无励磁损耗 转子不发热
高效率 高功率密度
在众多领域得到了广泛应用
Page 20
五 永磁直驱技术
5.2 直驱传动原理
转子直接安装在轮轴上；定子通过端盖和轴承系统落在车 轴上，通过作用力拉杆及弹性骨关节与转向架构件联接； 电动机输出转矩通过车轴直接传递给轮对，驱动车辆，不 需要通过联轴节和齿轮箱。
Page 27
七 网络售票平台
7.2 线上购票线下取票流程（购取票）
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七 网络售票平台
7.3 电子支付系统架构（购取票） 线上购票：可通过地
铁APP、微信公众号等 入口，乘客线上购票 后生成取票二维码。 线下取票进站：计划 普通车站设置2台iTVM （网络购票机），部 分站点设置4台。取票 设备对手机端取票二 维码进行核销验证出 票。
14000
太阳光谱
弧光 太阳光
12000
辐射强度相对值
10000
8000
6000 检测 特征量
4000
燃弧弧光光谱
2000
0
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
波长/nm
非接触方式、精准获取，排除照明和阳光干扰。
基于受电弓的抬升高度以及拉出值的变化范围选定拍摄范
围，同时选定合理的滤光片、紫外镜头及紫外传感设备用
能够对受电弓运行状态以录像的形式存储，监视受电弓有无 缺口、损伤、异物等
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.6接触悬挂监测缺陷
绝缘子及汇流排有烧伤痕迹
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开口销缺失
二 无触点逻辑控制单元
2.1 机械触点现状分析
现状1
机械式触点控制容易出现误 动作、卡位、抖动、接触不 良等，导致列车故障率高， 可靠性差。
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五 永磁直驱技术
5.3 永磁直驱车辆特点
高效节能; 优异的曲线通过性能; 较低的轮对磨耗量; 降低噪音,提高舒适性; 系统体积减小; 检修维护周期更长; 设备寿命更长.
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六 基于BIM技术的管线综合管理
6.1 场段室外管线综合现状分析
现状1
交叉点数多，二维平面不直 观，多专业互为边界条件， 设计协调难度大
对专业协调的结果进行全面检验，消 除所有管线碰撞问题。 三维模型以多种手段进行直观的表现， 使管线关系一目了然，调整管线的水 平位置和标高关系更加直观简单。 由于三维模型已集成了各种设备管线 的信息数据，因此还可以对设备管线 进行精确的列表统计。
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六 基于BIM技术的管线综合管理
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二 无触点逻辑控制单元
2.4 安装效果对比
机械触电
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LCU
三 地铁防撞系统
3.1 系统组成示意图
系统由后备电源独立供电，由测距与通信模块、系 统主机和后备电源三部分组成。
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三 地铁防撞系统
3.2 系统功能
独立地对列车速度、车辆与尽头线距离等进行实时监 测，独立实现同股道、同向的列车前后距离的实时测量， 当列车运行速度或车距超出安全阈值时，向驾驶员风险 预警，为列车提供辅助安全保障。
现状3
机械式触点控制元器件要 满足车辆功能冗余设计， 须增加大量实物安装，有 效安装空间紧张，检修维 护困难。
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现状2
我国城轨车辆运行环境复杂 恶劣，直接影响触点触点控 制设备的寿命周期，特别是 动作频繁的电气元器件。
现状4
大量机械式触点电气元器件 的使用，给用户平时的例行 检修和维护带来了大量工作 量，造成人工成本的增加。
4.1 系统组成
系统主要包括开关柜（H）、能馈变压器(N K B)、能馈低压 柜 (NKD)、能馈变流器柜(NKS)、直流开关柜(Z)、负极隔离 开关柜(G)六大部分，
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四 地面能量回馈装置
4.1 系统组成
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四 地面能量回馈装置
4.2 类似项目数据分析
上图为某线路地面能量回馈装置投入运行后3个月回馈电能数据。 单日最高回馈电能2470 kW·h；3个月累计回馈电能142443 kW·h 日平均回馈电能1675 kW·h。 节能率=中压能馈装置回馈电能/该变电所输出总牵引电能×100%，则 该装置3个月平均节能率=142 443/762 191×100%≈18.68%。
地铁新技术探究
因各地铁建设情况各异，此资料仅供交流学习。
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第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 第六部分 第七部分
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目录
车载弓网在线监测系统 无触点逻辑控制单元 地铁防撞系统 地面能量回馈装置 永磁直驱技术 基于BIM技术的管线综合管理 互联网取票平台
一 车载弓网在线监测系统
6.4 管理优势 直观反映管线现状、变迁的空
间数据及空间特性数据，并通 过计算机可以进行输入、存贮、 查询、统计、分析、输出。 规范工作流程，提高工作效率。 精细化管理，降低管理成本。 促进共建共享，提升监管效能。
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七 网络售票平台
7.1 传统AFC系统现状 客流预测不准确，车站规模受限，购票设备数量有限，购票 速度慢，乘客购票排队时间长，站厅客流拥挤。 车站备用找零零钱不足及每天补币次数多。 纸币、硬币模块故障率高，且进口模块比例较大，采购价格 和后期维护费用昂贵。 互联网迅猛发展，智能终端的普及使用，多种支付手段的出 现，乘客消费习惯的多样化（现金、手机、银行卡、互联网 支付），传统AFC系统现金消费模式已不能满足乘客的消费 需求。
具体功能运用设计： 距离显示； 声光报警； 语音播报； 自动停车（输出控车指令）：此功能可执行本车的紧急
制动同时把要求加速信息传递给前车使前车加速；使本 车加速，同时要求后车减速或紧急制动； 在经许可时，可实现与其他设备的数据通信（包括前后 驾驶室主机间通信）。
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四 地面能量回馈装置
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.4可溯源的超限弓网运行状态高清监测技术
与里程信息同步， 能够自动在图像 上叠加检测数据， 视频图像能实时 存储。 具备指定里程范 围内的指定时间 或空间间隔图像 导出功能。 支持故障点前后 5秒的影像记录 保存。
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一 车载弓网在线监测系统
、 、 、 、、、 输 输 输 输输输
、 输
入 输 出
板板 出 出 出 出 出 出 出出 出 出 信
USB
板板板 板 板 板 板板板 板 号
AB
11
2
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插
MMVBVB
CAN
组组
座
ABA
B A B ABA
B
1
组组组 组 组 组 组组组 组
输输
入入
输输
出出
信信
号号
插插
座座
2
3
指示灯、接触器、电磁阀
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二 无触点逻辑控制单元
2.3 LCU微机控制较机械触点控制的优势
LCU逻辑控制技术智能化、网络化、信息化； 利用软件实现逻辑定制、故障诊断、运行记录； 利用高可靠性和电器实现系统冗余备份，同时单点故障不能
影响系统正常运行，切实降低列车运行故障和风险，提高运 营保障能力； 降低人工维护成本； 便于列车电气功能的更改和增加； 利用LCU中的存储器，可将LCU中的输入输出实时记录，便于 列车故障的定位和分析；
非接触方式完成。 利用两台线阵相机完成导线成像图像采集，利用图像处理 算法对导线定位，以此判别图像采集有效性；继而通过对 导线的成像灰度特性和边缘梯度特性分析识别，实现导线 磨损检测。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.2基于紫外成像的弓网燃弧检测技术
18000 日盲区
16000
二 无触点逻辑控制单元
2.2 解决方案-无触点逻辑控制单元（LCU：logic comtrol unit）
HMI
VCU
开关信号
电源 电源
CAN
通信板
主主 控控
U通SB信板ETH 板 板 输 输 输 输 输 输 输 输 输 输
入入入 入 入 入 入入入 入 输
电源 电源
CAN
主A 主B 、 、 、 控 组 控 组 输 输 输
灵活性 可通过改变软件逻辑程序的方式来实现用户最终的使用要求。 对于车辆的设计、调试、运营过程中出现的新问题，可随时随地 随需要地通过修改、添加程序的方法来解决，而不必对硬件进行 改造。
可靠性 输入信号均为数字量，不受环境温湿度等因素影响，因而，微机 控制系统对环境温度敏感度较小，在各种环境条件下所采集得到 的数据相对较为收敛，对轨道车辆的控制性能稳定较高。
于捕捉弓网燃弧辐射出特定谱段的紫外光，进而达到准确
检测弓网燃弧的目的。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.3基于数字图像处理的接触网定位悬挂装置高清成像技术
清晰分辨绝缘子破损、 倾斜、定位坡度不足、 螺帽松脱等部件的细 节特征。 特有的相机、光源拍 摄结构方案，使得所 拍摄的图像不仅适应 于刚性及柔性接触网， 便于后期进行图像的 查看及缺陷智能识别。
6.2 基于BIM的三维管综特点
BIM三维管线综合
建设 避免管线“打架” 节约资源 信息共享
管理 全程“带图”管理 管线档案统一管理 动态维护、更新与共享
在市政工程、建筑工程、轨道交 通等领域得到了广泛应用
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六 基于BIM技术的管线综合管理
6.3 建设优势 三维模型将所有专业放在同一模型中，
现状2
施工阶段管线安装顺序随意 性强，由于工序不当引发的 安装空间不足或管线冲突时 有发生，造成重复或废弃工
程
现状3
各单位分隔管理，信息传 递及保存已纸质介质为主， 信息协同性差，信息利用 价值低
现状4
运营管理维护不方便，管线 维修和新增管线信息不容易
录入保存。
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六 基于BIM技术的管线综合管理
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七 网络售票平台
7.4 线网网络售检票平台 网络售票系统作为传统系统AFC的补充，需兼容多种支付技
术和云闸机、NFC等智能终端应用，1号线采用的是线上购票线 下取票方式，考虑到后期出现的新技术，1号线同期建设线网网 络售检票平台，统一接口要求，可以对后期线路的iTVM、云闸 机等终端进行统一管理。 统一对互联网智能终端进行对账和收益管理。 资源共享和统一的维护管理，节约建设和运营成本。 后期各线路的智能终端只要满足接口规范，就可以平滑接入。
1.1设备构成
车顶：接触线磨耗检测模块、弓网燃弧检测模块、接触网定 位悬挂装置高清成像模块、受电弓状态检测模块以及接触网 测温模块。 车内：供电管理模块、综合定位模块、数据处理模块、数据 存储模块、外部接口模块及车地无线传输模块。 车底：RFID电子标签模块。
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一 车载弓网在线监测系统
1.2设备功能 1.2.1基于机器视觉的接触网磨耗检测技术
LCU控制单元可 完全替代车辆 电气控制系统 中继电器等触 点部件，有效 提高车辆控制 电路可靠性， 保障运营目标 顺利完成。
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二 无触点逻辑控制单元
2.3 LCU微机控制较机械触点控制的更优性
通用性 硬件选型通用，并不是针对某个特定任务进行设计的，除了输入 、输出接口的类型在不同轨道车辆上使用情况有所不同外，其核 心控制部分基本都能满足同一类型的轨道车辆的使用要求。
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Байду номын сангаас 永磁直驱技术
5.1 永磁电机的特点
转子采用永磁体励磁
无励磁损耗 转子不发热
高效率 高功率密度
在众多领域得到了广泛应用
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五 永磁直驱技术
5.2 直驱传动原理
转子直接安装在轮轴上；定子通过端盖和轴承系统落在车 轴上，通过作用力拉杆及弹性骨关节与转向架构件联接； 电动机输出转矩通过车轴直接传递给轮对，驱动车辆，不 需要通过联轴节和齿轮箱。
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七 网络售票平台
7.2 线上购票线下取票流程（购取票）
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七 网络售票平台
7.3 电子支付系统架构（购取票） 线上购票：可通过地
铁APP、微信公众号等 入口，乘客线上购票 后生成取票二维码。 线下取票进站：计划 普通车站设置2台iTVM （网络购票机），部 分站点设置4台。取票 设备对手机端取票二 维码进行核销验证出 票。
14000
太阳光谱
弧光 太阳光
12000
辐射强度相对值
10000
8000
6000 检测 特征量
4000
燃弧弧光光谱
2000
0
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波长/nm
非接触方式、精准获取，排除照明和阳光干扰。
基于受电弓的抬升高度以及拉出值的变化范围选定拍摄范
围，同时选定合理的滤光片、紫外镜头及紫外传感设备用