接触网图像处理识别效果（左：柔性、右：刚性）
步骤二：几何参数值计算
目前，针对我公司产品，接触网几
何参数计算主要有两种方式：直线方程
法及三角形法。
• 方式一：直线方程法
几何参数计算原理图
使用直线方程法前，必须建立基准坐标系。目前，我公司系列产品在使 用直线方程法时，其计算基准坐标系为车顶中心。 确立基准坐标系后，将相机焦点及步骤一中所识别导线位臵，经坐标变 换统一为基于上述基准坐标系的坐标值。对于每一个相机存在一个像素位臵 及一个焦点，两点即可确定一条直线，并求得标准坐标系下该直线方程。对
地面高架线段----隧道段检测结果展示
地铁刚性检测结果展示
刚柔过渡（刚性—柔性）检测原始数据及其检测结果展示
刚柔过渡（柔性—刚性）检测原始数据及其检测结果展示
刚性定位
定位校正 （空心框标 志为非接触 式识别到的 定位信号， 实心框为基 础数据库定 位标记）
柔性定位
‫ﻺ‬数据重复性对比
‫ﻺ‬数据重复性对比
接触网几何参数检测
发展历程
基于接近开关的接触式检测
基于压力杠杆平衡原理的接触式检测
基于激光雷达的非接触式检测
基于机器视觉的非接触式检测
基于机器视觉的非接触式检测技术
国内首家利用线阵相机实现接触网参数检测。
图1 大铁安装方式
图2 地铁安装方式
基于相机图像处理的非接触式检测系统能准确识别导线、并能自动 识别承力索、吊弦、定位管等接触网特征点。现已运用于重庆地铁 6号 线、襄阳金鹰重工研发的160kmph作业车、济南局接触网检测车、兰州局 接触网检测车、北京局接触网检测车及上海地铁11号线作业车等项目。
CCD及两加速度计完成对钢轨与车体状态监测，并通过监测到的状态数据对实时的检 测数据进行振动补偿，以得到静态时接触网距离钢轨顶面的垂直高度和接触网中心距
离两钢轨中心的水平距离。
检测效果
曲线段及直线段原始检测数据及其检测结果展示
锚段检测原始数据及其检测结果展示
隧道段----地面高架线段检测结果展示
备传统全线录像功能外，能实时根据检测 系统测试接触网参数状态，并将超限处前 后10秒范围内数据进行保存。具有数据量 小、查找及保存方便等特点。 应用
兰州铁路局接触网检测车
青藏公司接触网检测车
图1 监控系统作业示意图
接触网检测系统模块化技术
背景 原接触网检测系统中前端数据采集电路板比较分散，系统各功能模块之间 依赖程度高，独立性不强、维护不方便、上位机工作量大不方便拓展其它功能。 创新 提出分布式数据处理模式，由前端独立模块完成对数据的采集与处理，各 终端通过以太网进行数据交换，代换采集板卡、信号处理多功能箱，取消电源 箱之类的附件，使整个系统变得更整洁，真正实现接触网检测系统模块化，提 高其可维护性，同时也使整个系统更稳定。 应用 兰州局接触网检测车 北京局接触网检测车
用高压高可靠性能集成处理数据采集处理
模块进行高速信号采集并对信号进行数字 预滤波处理抑制滤除干扰杂波信号。
硬点测量装臵方框图 注：P-S、S-P—大规模集成电路；E/O—电光变换;O/E光-电变换；DPM—动态应变放大 器。
基于线路及接触网特征点的综合定位技术
基于线路特征的定位技术
以速度里程信息为基础，综合应用轨道移频信号、LKJ信号的定位方式，
原理
目前采用的相机为进口2kHz、2048线扫描频率线阵相机。其原理主要包 括图像识别、导线计算、值修正几大部分。
步骤一：图像识别
图像识别主要是将线阵相机扫描的灰度图像，经图像增强、图像变换、 图像滤波、图像特征点提取等数字图像处理技术，将目标从背景中分离，并 获取目标所成像在的像素位臵，为几何参数计算提供原始数据来源。其刚柔 性图像识别效果如下图所示。
接触网检测系列产品适用于城市轨道交通（地铁、轻轨、有轨电车）、普 速铁路及高速铁路等电气化铁路接触网检测。
目 录
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•载体 •系统架构 •技术创新及应用 •主要检测参数及性能指标 •主要功能 •案例展示 •国内外技术简介 •成就
载 体
车载式接触网检测系统的主要载体为 25T 型标准客车体、接触网综合检测车 专用车体、作业车、160km/h多功能综合检修车等。 25T型标准客车体
图1 软件自动提取定位管效果图
基于GPS的接触网检测系统GIS
接触网检测系统GIS模块主要功能是通过采用GPS信号结合全国矢量地图 为接触网检测车实时提供当前所在位臵，工作人员可以通过实时跟踪的地图 清晰的看到当前列车所在位臵区段。解决了原接触网检测系统在区间运行时 尤其是夜间运行时，工作人员不清楚当前运行区段，无法实现初始定位设臵 以及人工位臵修正。
‫ﻺ‬大铁检测结果
基于激光雷达的非接触式检测技术
激光雷达安装于检测车车顶中心、受电 弓下方。激光雷达通过连续发射激光束的方 式对被测物体或背景进行二维平面测量。
激光雷达以角分辨率0.25对背景做扇面扫描，得到以安装平面为横轴的距离轮 廓曲线。一般采用的雷达频率为50Hz。以80kmph速度为例，其横向间距约9mm，沿车
技术团队
现有员工118人，其中博士学历5人，硕士学历15人，大专以上人员 72人。
专业从事研发的技术人员45人，占员工总数的38%，一线生产人员37人，占员工
总数的31%。公司视人才为生命，高素质的员工队伍为公司的持续发展奠定了坚 实的人才基础，强大的研发队伍为公司的快速成长提供了不竭的生命源泉。
从大铁轨道电路特点出发，有效消除因车轮打滑与蛇形运动等造成的累积误差，
实现接触网检测精确定位。该定位方式需业主方配合我公司定期更新LKJ信号 库，其LKJ有用信息由我公司数据库软件自动提取。
应用
兰州局
北京局
青藏公司 济南局
呼和浩特局
图1 软件自动提取LKJ信号库有用信息表
基于接触网特征点的定位技术
160km/h高速检修综合作业车
其它先进技术
基于镜像信号的自适应滤波、抗微电磁干扰处理技术
根据被测信号与干扰信号的统计特性，采用特定算法，将检测过程中
的接触网电压及其它干扰信号滤掉，达到抗干扰的目的。 专家软件分析处理技术 基于专家分析处理的专用软件包，对检测数据进行分析、处理，实现 接触网全线路综合质量评定、故障诊断及多次历史检测数据对比。 高速字幕合成技术 采用高速字幕合成技术将检测数据结果与弓网监控录像进行实时字幕 合成叠加，并输出到显示器，图文并茂，观察更直观。并具备录像功能，
检测频率
检测目标
检测方式（几何参数） 接触式 拉出值
压力换算
接近开关 导高
>20mm
>30mm >20mm
检测精度不高，目前仍作为接触式测量方式使用
检测精度不高，现在基本不使用 早起接触网检测，现在较少使用
雷达
相机
>10mm
<10mm
目前常用检测手段，不满足高精度检测 新兴技术，检测精度高，目前在重庆地铁、金鹰重 工轨道有限责任公司160kmph作业车投入使用、济南 局、北京局、兰州局接触网检测车投入使用
接触网综合检测车专用车体
载 体
作业车
160km/h多功能综合检修车
系统架构
转到案例展示
图1 系统结构图
创新技术
基于机器视觉的非接触式检测技术 基于线路及接触网特征的综合定位技术 基于GPS的接触网检测系统GIS模块 基于接触网检测参数的超限自动录像技术 基于数字图像处理的振动补偿技术 接触网检测系统模块化
体运行方向间距约40mm，易造成误扫、漏扫，检测精度较传统方式高，但仍不理想。
机器视觉技术与雷达技术比较
检测方式 对比项目 检测视野 雷达 仅能对激光束打到的物体 （网线）进行识别和计算 激光扫描一般是50Hz 对导线以外的其它接触网特 征点识别困难 精度 相机 可对检测视野内的所有物体（网线和目标） 进行识别和计算 1000Hz以上，数据量是雷达的几十倍，甚至 上百倍 除了导线，还能很好的识别定位管、锚段等 接触网特征点 备注
通过激光扫描及数字图像处理技术，获取定位管、锚段等接触网特征点， 结合地铁线路数据库，通过软件实现接触网特征点处自动消除累计误差，实现 接触网检测高精度定位的目的。以锚段关节为例，由于地铁接触网一般200m存 在一个锚段关节，即约每200m自动消除一次累计误差。以原基于速度脉冲信号 定位方式定位精度为0.2m/km计算，基于雷达识别锚段关节的接触网检测定位设 备定位最大误差约为0.04m，使得接触网检测定位精度得到极大提升。
任意取两条直线（不同相机所得）求取 其交点，该交点即为目标真实位置点， 该交点的水平坐标即为相对车顶中心线 的偏移（拉出值初始值）、该点的垂直 坐标即为相对于车顶中心线的高度（导 高初始值，为叠加车体基准高度）。
• 方式二：三角形法
几何参数计算原理图
三角形法主要取两个相机焦点、及两相机成像点与各自焦点延长线的交
接触力检测方框图
硬点（弓网冲击）
该装臵由加速度传感器、高压部放大器变换回路、光通信装臵和低压部放大
变换回路组成。
加速度传感器安装在受电弓弓头下方， 测定受电弓通过接触网硬点时所受到的冲 击加速度，加速度传感器输出电压信号经 过多阶滤波网络进行干扰信号滤除，再经 过阻抗匹配网络进行阻抗匹配，最后由专
接触网动力学参数检测
弓网接触压力
压力传感器更换为轻型合金压力传感器，减轻受电弓弓头质量，避免受电弓物 理学特性的破坏。四个力传感器分别安装在弓头滑板的两端，测出的力分别用F1， F2，F3，F4表示，FJ是欲测的弓网间的接触力，它包含了静接触力、受电弓惯性力 及空气动和等，W是滑板重量，m是滑板的当量质量，a是受电弓的加速度。 FJ=F1+F2+F3+F4±ma－W0，W和m是固定数值，不需测量，只要测出四个传感器的F1、 F2、F3、F4，用加速度计测出a，则接触力FJ就可计算出来。