受电弓检测系统简介共43页
受电弓检测系统简介
安装在机车、动车组入库线路上，
采用高速、高分辨率图像分析测量技术
和现代传感技术，实现受电弓关键特性
参数的在线动态自动检测和车顶关键部
件、车顶异物的室内可视化观测，适用
于各型电力机车、动车组的受电弓和车
顶设备检测。
3
2、系统功能
1）动态非接并记录机车受电弓中心线偏差值； 3）自动动态检测并记录受电弓工作位接触压力值； 4）车顶监控视频大屏幕实时显示、存储及不同速度回放； 5）车顶异物及车顶关键部件状态室内可视化观测及判断； 6）机车车号和端位自动识别； 7）提供检测项目的图像及数据报表输出； 8）提供检测结果的查询、统计、综合分析、打印、故障预警及网络共享
线路平直要求左右高差 线路平顺要求 距设备两端直线段距离
1435mm ＜20m ≥ 5m ≥4.5m
≤ 1 mm ≤ 2 mm ≮25 m
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（3）设备应用环境参数
环境温度：室外设备－35℃～+75℃；室内设备－20℃～＋50℃
车速范围：
通过速度
≤30 km/h
检测时通过速度
≤15 km/h
最佳检测速度
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7、检测流程
受电弓及车顶状态动态检测系统由磨耗和中心线检测子系统、压 力检测子系统、车顶状态监控子系统、车号识别系统、安防系统等协 同工作，完成系统检测功能，工作流程如图 1-5所示。
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系统开机及初始化
自检通过
否
故障报警
是
待检状态
有车入库
重新进入待检状态
车出库 检测完成
保存检测数据 传输车顶录像
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3、系统特点
✓ 检测效率高：采用在线动态检测方式，不停车、不停电、不占用机车时 间，检测效率高；
受电弓
受电弓受电弓是一种用于电气化铁路系统的关键设备。
它的作用是实现列车与接触网之间的电能传输，为电力机车或电动列车提供所需的动力。
在现代铁路运输中，受电弓发挥着重要的作用，为列车的正常运行提供了可靠的电力支持。
受电弓通常由导电的联系线、设备支撑系统和电气控制系统组成。
导电的联系线负责与接触网的导线进行接触，从而实现电能的传输。
通过设备支撑系统将受电弓与列车的车顶连接，确保受电弓能够跟随列车的运动，始终保持与接触网的良好接触。
电气控制系统则负责控制受电弓的升降和伸缩，以及与列车的电力系统进行连接。
在电气化铁路系统中，受电弓的设计和制造非常重要。
首先，受电弓需要具备良好的导电性能和机械强度，能够承受列车高速行驶时的强风压和空气动力荷载。
其次，受电弓的设计需要考虑与接触网的适配性，确保接触点始终保持良好的接触，以减少能量传输的损耗和电弧形成的可能性。
同时，受电弓还需要具备可靠的升降和伸缩机构，以满足不同线路和桥梁的要求。
受电弓的运行和维护也至关重要。
为了确保受电弓能够正常工作，铁路运营公司需要定期对受电弓进行检查和维护，包括清洁接触点、检查弓头磨损情况、调整受电弓高度等。
这些工作的目的是保持受电弓与接触网之间的良好接触，并及时发现和解决可能存在的故障和问题，以确保列车的正常供电。
受电弓在铁路运输中的作用不可忽视。
它为列车提供了稳定可靠的电力供应，保证了列车的正常运行。
受电弓的优化设计和高效运行是现代电气化铁路系统的重要组成部分。
随着技术的发展和创新，受电弓的性能将不断得到提升，为铁路运输带来更高的效率和更优质的服务。
在我国快速发展的高铁网中，受电弓更是发挥了重要的作用。
高铁的速度和运行频率要求受电弓具备更高的稳定性和可靠性。
因此，对受电弓的设计和制造提出了更高的要求。
通过技术创新和工艺改进，我国受电弓制造水平不断提高，已经能够满足高铁运行的需求。
总之，受电弓是电气化铁路系统中不可或缺的重要设备。
它为列车的正常运行提供了可靠的电力支持。
受电弓检测系统简介
数据传输接口：将数据采集卡 采集的数据传输到上位机软件 进行显示和分析
电源模块：为整个数据采集部 分提供稳定的电源供应
数据采集：通过传 感器等设备采集受 电弓状态数据
数据传输：将采集 的数据传输到上位 机或数据中心
数据处理：对采集 的数据进行预处理 、分析、诊断等操 作
数据输出：将处理 后的数据以图形、 报表等形式输出， 供工作人员参考
受电弓检测系统在高速铁路中 的应用背景
受电弓检测系统在高速铁路中 的具体应用案例
受电弓检测系统在高速铁路中 的优势和效果
受电弓检测系统在高速铁路中 的未来发展趋势
受电弓检测系统在电力机车中 的应用背景
受电弓检测系统在电力机车中 的具体应用案例
受电弓检测系统在电力机车中 的应用效果
受电弓检测系统在电力机车中 的未来发展趋势
故障诊断与预警
数据记录与分析
远程监控与控制
城市轨道交通： 确保列车受电 弓与接触网之
间的良好接触， 提高供电稳定 性和安全性。
高速铁路：实 时监测受电弓 状态，预防受 电弓故障，确 保高速列车的
稳定运行。
电力系统：用 于监测和评估 输电线路的电 气性能，提高 电力传输的效 率和稳定性。
工业应用：在工 业生产过程中， 受电弓检测系统 可用于监测设备 的运行状态，确 保生产过程的顺
显示界面：实时显示受电弓状 态、检测数据等信息
显示设备：采用高清晰度显示 屏，确保显示效果检测数据、故障提示等
显示功能：支持多种显示模式， 可根据实际需求进行选择和调 整
传感器类型：光电传感器、霍 尔传感器等
工作原理：通过检测受电弓与 接触网之间的电流变化，判断 受电弓的工作状态
受电弓检测系统 稳定性高，能够 保证列车稳定运 行。
受电弓检测系统简介
轻轨车辆受电弓检测
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在城市轻轨车辆中，通过受电弓检测系统对受电弓进行实时监
测和故障诊断，提高轻轨运营效率。
其他相关领域应用
矿山运输车辆受电弓检测
在矿山运输领域，利用受电弓检测系统对矿山运输车辆的受电弓进行定期检测和维护，确 保矿山运输安全。
港口运输设备受电弓检测
在港口运输领域，通过受电弓检测系统对港口运输设备的受电弓进行实时监测和故障诊断 ，提高港口运输效率。
优化算法及性能评估
遗传算法
应用遗传算法对故障诊断模型进 行优化，提高模型的收敛速度和
诊断精度。
粒子群优化算法
利用粒子群优化算法对受电弓检 测系统的参数进行寻优，提高系
统的整体性能。
性能评估指标
采用准确率、召回率、F1分数等 评估指标对受电弓检测系统的性 能进行评估，确保系统的可靠性
和稳定性。
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高速图像处理
开发更高效的图像处理算法，实 现受电弓检测系统的高速、实时 检测，满足列车高速运行时的检 测需求。
行业法规政策影响因素分析
安全法规
随着轨道交通安全法规的日益严格，受电弓 检测系统的安全性和可靠性要求将不断提高 。
环保政策
环保政策的实施将推动轨道交通行业的绿色发展， 要求受电弓检测系统具备更低的能耗和更环保的设 计。
微处理器
负责数据采集、存储和处 理，实现实时监测和故障 诊断功能。
通信接口与协议
CAN总线接口
采用CAN总线协议，实现设备之 间的高速、可靠通信，确保数据
传输的实时性和准确性。
数 据上传至远程服务器或云平台，实 现远程监控和数据共享。
无线通信接口
可选配无线通信模块，如4G/5G或 Wi-Fi等，以便在无线网络环境下进 行数据传输和远程管理。
轮对及受电弓在线检测系统
轮对及受电弓在线检测系统1.基本功能 1.1概述轮对动态检测系统采用国际先进成熟的非接触式图像测量技术、高精度位移测量技术在线动态检测车轮各相关部位的尺寸和踏面缺陷， 适用于动车、机车车 辆、地铁各型车辆不同踏面形状的车轮。
本次投标供货设备已在各地铁、机务段、 动车所（段）、车辆段等运用上百套。
受电弓动态检测系统采用高速、高分辨率、非接触式图像分析测量技术，实 现对受电弓滑板磨耗、中心线偏移、工作压力等关键特性参数的动态自动检测和 车顶异物及关键部件状态的室内可视化观测。
适用于动车、机车、地铁各型车辆。
本次投标供货设备已在各地铁、机务段、动车所（段）等运用上百套。
设备具有多级电磁兼容（EMC ）设计保障，包括板级EMC 设计保障、基于EMC 器件选型保障、系统级EMC 设计保障、EMC 综合测试保障，并通过整体道床固定检测箱体，系统对车辆运行产生的振动以及接触网、 受电弓和变压器等 产生的电磁场具有抗干扰能力，能适应轨边的环境条件，保证测量精度。
轮对及受电弓动态检测系统的应用软件具有兼容性和可扩充性。
1.2轮对动态检测系统主要功能:轮对外形尺寸检测：踏面磨耗、轮缘厚度、Qr 值、车轮直径、轮对内距;车号及端位自动识别（自动识别与手动输入车号功能应能转换）2) 车轮踏面擦伤检测，并可设置实现超限报警; 3) 车轮不圆度检测; 4) 视频图像擦伤监测;1) 5) 6) 自动绘制车轮踏面外形曲线，并可实现超限报警显示;7) 具有检测结果存储、查询、统计、对比、打印功能，以及数据联网管理功能;8) 提供检测轮对技术状态的综合评价，报告超限车轮的超限数据及顺位信息;9) 提供数据输入/输出接口：轨道交通车辆基本信息输入接口、走行公里数输入接口、人工反馈信息输入接口、车辆基地网络访问接口等。
1.3受电弓动态检测系统应具备以下功能:1) 动态非接触自动图像分析处理并记录受电弓滑板磨耗值;7) 提供检测项目的图像及数据报表输出;8)9) 具有对检测出的数据进行分析、判断、整理的能力。
受电弓检测系统简介
北京动车基地CRH5-05动车组受电弓磨耗超限数据
杭州机务段SS4-7083受电弓压力超限数据
杭州机务段SS-7236机车受电弓磨耗超限数据
北京动车基地CRH5-05３动车组滑板故障
北京动车检修基地 用户使用报告
7、检测流程
受电弓及车顶状态动态检测系统由磨耗和中心线检测子系统、压
力检测子系统、车顶状态监控子系统、车号识别系统、安防系统等协 同工作，完成系统检测功能，工作流程如图 1-5所示。
系统结构组成
基本检测单元
现场控制中心
远程控制中心
+
基本检测单元位于检测现场，实现系统检测功能。基本检测
单元从逻辑上可划分为磨耗中心线检测子系统、压力检测子系统、 车顶状态监控子系统，以及辅助系统实现检测功能的车号识别系 统、安防系统等其它单元。
基本检测单元平面布置图
现场检测棚
滑板磨耗及中心线偏移检测
系统开机及初始化
自检通过
否
故障报警
是
待检状态
有车入库
系统进入工作状态 各子系统开始工作
重新进入待检状态
车出库 检测完成
各子系统工作完成 生成并汇总数据
保存检测数据 传输车顶录像
数据超限
是
报警提示
数据查看、分析、统计、报表 车顶状态监控录像回放
① 子系统开机并初始化。初始化工作主要有打开设备连接、部分现场 设备上电、加载配置参数、各个子系统建立网络连接等。
0～200N
5mm
（2）设备安装线路条件
轨距
设备长度 设备安装股道与相邻线间距 轨边设备房屋距线路中心距离 设备安装线路条件：
1435mm
＜20m ≥ 5m ≥4.5m
受电弓接触网动态监测系统
指令 解码 器 、 补充 光 源与快 门 同步 、 图像 数 据接 口电 路 等诸 多辅 助装 置 。
２ 主要 子 系统 的功 能
受 电子接 触 网动态 监测 系统结 构 ．由车辆报 警
１ 系统 工 作原 理
受 电 弓接 触 网 动态 监 测 系统 由多 个 监 控 点 构 成， 这些 监控点 可 以构成 一个 网络 系统 。 个监控 点 每 由监控前 端设 备 和控制 中心设 备 构成 。每 个监 控点
事故 的发 生。
图 １ 系统 结构 框 图
维普资讯
受 电 弓接 触 网 动态 监 测 系 统
２１ 车 辆报 警 子 系 统 车 辆 报 警 子 系统 采用 了 电 ． 磁感 应式传感 器 ， 由发射 和接 收 ２部 分组 成 ， 收 它 接 部分 和 发 射 部 分 分 别 安 装 在 同一 根 钢 轨 的 内外 两 侧， 形成 一个 磁场 。 当列 车 通过 时 ， 车轮 切割 磁力 线 ， 产 生 电流 ． 而 检测 到 列 车 的到 来 ， 出报 警 信号 。 从 输 电磁 感应 式传 感器 施工 安 装简单 ， 护很 方便 。 维 电磁 感应 式 传感器 安装 在监 控点 前方 一段 距 离 ， 当检 测 到列 车 时 ． 动摄像 系 统开始 拍 摄 ， 启 当列 车尾 端离 开 监控 区域后 关 闭摄像 系统 。电磁 感应 传感 器 输 出开 关信 号 ， 开关 信 号接 入 网络 摄像 机 的 Ｉ 口 ， 触 发 ／ Ｏ 来 摄像 机 的开启 或关 闭 。 ２２ 摄 像子 系统 摄像 子 系统 包 括 网 络 摄 像 机 、 ． 电动 三可变 自动光 圈镜 头 、 摄像 机 防护 罩 、 电动 云 台 及 支架 和解 码器 。 网络摄 像机 是集 视频 压缩 技 术 、 计 算 机技 术 、 网络技 术 、 嵌入 式技 术等 多种 先 进技 术 于
受电弓检测系统简介
（2）设备安装线路条件 轨距 1435mm 设备长度 ＜20m 设备安装股道与相邻线间距 ≥ 5m 轨边设备房屋距线路中心距离 ≥4.5m 设备安装线路条件： 线路平直要求左右高差 ≤ 1 mm 线路平顺要求 ≤ 2 mm 距设备两端直线段距离 ≮25 m 距设备两端直线段距离 ≮25 m
安装在机车、动车组入库线路上，采用高速、高分辨率图像分析测量技术和现代传感技术，实现受电弓关键特性参数的在线动态自动检测和车顶关键部件、车顶异物的室内可视化观测，适用于各型电力机车、动车组的受电弓和车顶设备检测。
2、系统功能
动态非接触自动图像分析处理并记录机车受电弓滑板磨耗值； 动态非接触自动图像分析处理并记录机车受电弓中心线偏差值； 自动动态检测并记录受电弓工作位接触压力值； 车顶监控视频大屏幕实时显示、存储及不同速度回放； 车顶异物及车顶关键部件状态室内可视化观测及判断； 机车车号和端位自动识别； 提供检测项目的图像及数据报表输出； 提供检测结果的查询、统计、综合分析、打印、故障预警及网络共享 管理。
动车检修基地“受电弓动态检测系统”设备运用现场 武汉动车检修基地 广州动车检修基地 上海动车检修基地 北京动车检修基地
现场检测棚
滑板磨耗及中心线偏移检测
受电弓工作位接触压力检测
车顶关键器件及车顶状态观测单元
设备安装及检修平台
现场控制中心位于检测现场，完成各传感器信号的实时采集以及压力传感器预压力值的定时传输；同时，现场控制中心控制现场部件的供断电、现场控制中心与远程控制中心的通信。 远程传输通道连接远程控制中心与现场控制中心，保证多路测量信号和控制信号在两级控制中心之间的可靠传输。远程传输通道由视频线、电源线、通信线及控制线等组成。
杭州机务段SS4-7083受电弓压力超限数据
受电弓技术资料
CRH动车组受电弓试验台CRH动车组便携式受电弓检测仪北京铁道工程机电技术研究所二零零七年十二月CRH动车组受电弓试验台一、适用范围受电弓静态特性测试试验台是专为和谐号动车组高速车受电弓进行检修调试设计的全自动试验设备。
采用工业微机系统、全套设备采用触摸屏技术和人机操作界面，实现了所见既所得的全智能操作模式。
测试结果及测试曲线均可通过彩色显示屏实时显示出来,并可通过打印机将以上结果打印输出。
全套设备由试验台、自动调压风泵、受电弓检修调试平台组成。
根据动车组受电弓结构特点专门进行改进设计，系统可靠性更高，稳定性更好，检修平台采用全不锈钢结构设计，能够根据不同型号的受电弓进行调节，风路控制完全按照动车组受电弓控制风路结构设计，完全满足动车组受电弓技术要求。
二、主要技术特点：1、采用模块化设计结构，试验台可靠性更高，易于检修维护和产品升级。
2、优秀的人机界面设计理念，产品智能化程度高，采用触摸屏方式操作，操作人员使用方便。
3、受电弓检修测试平台完全兼容目前装车使用的各型动车组受电弓。
4、试验台控制风路、电源完全按照动车组受电弓技术要求设计，保证满足受电弓测试的技术要求。
5、准确测量出受电弓的最大升弓高度；6、准确测量出受电弓上所加的静态压力；7、实时给出升降弓时力与高度的静态特性曲线；8、自动测量受电弓的升降弓时间；9、准确测量受电弓起始压力值；10、能够进行受电弓紧急降弓功能测试。
11、定高度调力功能；12、可变量程测曲线功能；13、自动计算同向最大力及最小力并实时显示于屏幕；14、测试数据可存储；15、具备联网等功能（用户选装）；16、自动记录测试日期；17、测试结果查看；18、测试结果打印输出；三、主要技术参数：1、拉力范围 0～200 N 精度：优于满量程的1%2、高度 0～3000 mm 精度：优于满量程的5‰3、升降弓时间 0～99 S 精度 0.1S4、采样速度 25μs5、电源 AC220V 50HZ6、功率不大于550W7、硬盘容量大于４0Ｇ8、外型尺寸 610×1130×1180(mm)CRH动车组便携式受电弓检测仪一、适用范围WKBG-3A检测仪是在WKBG-2B检测仪的基础上，采用嵌入式工业微机系统，专为和谐号动车组高速车受电弓进行车上原位检测而设计的测试仪器。
受电弓动态检测系统技术原理及应用分析
受电弓动态检测系统技术原理及应用分析摘要：机车受电弓是电气化铁路电力从接触网上受取电流的装置，受电弓在线路上运行状态的好坏直接影响到列车的安全运行，其故障甚至可能造成运输中断。
随着高速铁路的飞速发展，对受电弓的可靠运行提出了更高的要求，实现机车对受电弓的动态实时检测具有重大意义。
关键词：受电弓；动态检测系统；技术原理；应用1受电弓动态检测系统的原理1.1受电弓磨耗及中心线检测单元的原理1．1．1受电弓滑板磨耗检测受电弓滑板磨耗的动态非接触式图像测量技术以200万像素CCD逐行扫描模拟工业数字摄像机为硬件基础，4台CCD磨耗相机以设计角度布置于检测区域的四角，当受电弓处于检测区域时，各磨耗相机对受电弓进行拍摄。
为提高检测精度，每侧两台相机分别拍摄滑板的一半，所拍照片由PCI－X总线兼容视觉采集卡采集并上传至检测主机做分析处理。
主机处理时先对接收的照片进行拼接，这样4台相机所拍照片的拼接结果便包含了受电弓滑板的全貌。
检测主机的分析程序依据受电弓滑板照片进行扫描分析，拟合受电弓滑板的上下边际线和接触网边际线，进而生成3条定位曲线，其中由受电弓滑板上下边际线拟合成的两条曲线便包含了滑板厚度和磨耗情况等信息。
再经过模拟—数字程序的转换，将曲线信息转换成反映曲线各点相对位置的数字信息并由系统筛选出滑板最厚处和最薄处的点位。
运算这些点位的数字信息得出滑板磨耗情况，生成反映滑板磨耗情况的理论曲线并着重提示最大及最小磨耗值。
1．1．2中心线偏移检测中心线偏移动态非接触式图像检测技术以百万级CCD工业数字相机为硬件基础。
两台CCD中心线相机以设计角度分置于检测区两侧，当受电弓处于监测区域时两台中心线相机分别拍摄对侧受电弓羊角部位，所拍照片经由PCI－X总线兼容视觉采集卡采集上传至检测主机。
检测主机对照片做扫描分析定位受电弓羊角的最外侧点，并将照片上该点的模拟位置信息做模拟—数字转换，得到反映该点空间位置的数字信息。
SJ受电弓检测系统
机车顶部图像检测系统 系统方案2010年 2010 年11 11月 月1、研制背景 2000年铁道部科技发展计划项目：2000J49 2001年通过铁道部技术评审：科教装函[2001]15号 2004年通过铁道部科技成果鉴定：铁道部技鉴字[2004]第23号 2004年获国家级重点新产品称号：2004ED810035 2007年该系统的行业标准已通过铁道部审查，2008年开始实施安装在机车、动车组入库线路上，采 用高速、高分辨率图像分析测量技术和现 代传感技术，实现受电弓关键特性参数的 在线动态自动检测和车顶关键部件、车顶 异物的室内可视化观测，适用于各型电力 机车、动车组的受电弓和车顶设备检测。
2、系统功能1）采用动态非接触式图像测量技术分析处理并记录受电弓滑板磨耗及中 心线偏移值。
2）车顶状态可视化图像观测。
3）车号和端位自动识别。
4）提供检测项目的图像及数据报表输出； 5）提供检测结果的查询、统计、综合分析、打印、故障预警及网络共享 管理。
6）具有对检测出的数据进行分析、判断、整理的能力。
通过对历史数据的综合分析，总结受电弓的磨耗规律，绘制磨耗趋势 图， 预测受电弓滑板运用到限时间； 通过数据的综合分析比较（按时间段、运行公里数对同类型受电弓检 测数据进行综合分析比较）对受电弓的技术状态做出综合评价，给出 优化的综合维护保养方案，以指导受电弓的检修。
提供丰富的数据接口：机车基本信息输入接口、走行公里数输入接口、 人工反馈信息输入接口、相关部门的网络访问接口等。
3、技术指标a. b. c. d. e. 环境温度：室外设备-40℃～+75℃；室内设备-20℃～+55℃。
车速范围：5～40km/h。
滑板磨耗检测： 检测精度：≯±0.5mm 检测范围：≮1000mm 中心线偏移检测： 检测精度：≯±3mm 检测范围：≮± 400mm 车顶图像检测： 车顶观测分辨率：2mm 瓷瓶观测分辨率：1mm4、系统特点 检测效率高：采用在线动态检测方式，不停车、不停电、不占用机车时 间，检测效率高； 自动化程度高：检测过程和监控录像过程计算机自动执行； 全天候检测； 技术先进、可靠：采用非接触的图像测量技术在体现技术先进的同时， 极大地提高了系统的可靠性。
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谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
受件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯
10、一个人应该：活泼而守纪律，天 真而不 幼稚， 勇敢而 鲁莽， 倔强而 有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思