美國研發基于機器視覺的轉向架部件自動檢測系統

發布時間:2020-12-09 【字體:

     列車轉向架部件自動化檢測監測技術近年來在北美得到迅速發展,典型的監測設備包括車輪沖擊負荷檢測器(WILD)、轉向架性能檢測器(TPD)和聲學軸承檢測器(ABD)等。部分設備通過攝像機,利用機器視覺技術進行監測,例如車輪型面檢測器(WPD)和閘瓦監控系統等。機器視覺系統通過特征識別、與已知的良好狀態進行對比等方法,能有效識別缺陷和不合格情況,從而防止脫軌等事故的發生。

    美國聯邦鐵路管理局(FRA)與北美鐵道協會(AAR)通過戰略研究計劃(SRI)贊助了鐵路機器視覺技術的研發,并開發了軌旁轉向架自動檢測系統。該系統能夠自動拍攝并評估軌道車轉向架,具有測量軸間距和承梁彈簧高度,以及檢查軸承端蓋螺栓、彈簧斷裂及缺失等功能。

      該系統主要由安裝在軌道兩側的攝像頭和照明設備構成,攝像頭與車軸保持在同一高度。系統由車輪傳感器觸發,用作控制中心的服務器安裝在附近辦公區域,可存儲分析數據,并向鐵路公司傳送信息。攝像頭具有軸掃描(AS)和轉向架掃描(TS)功能。軸掃描以軸為中心,顯示端蓋、軸承適配器、側架末端和車輪。轉向架掃描顯示轉向架中心部件的圖像,包括彈簧、承梁、摩擦楔塊和側架中心鑄件。

    為了對該轉向架檢測系統進行評估,美國交通技術研究中心(TTCI)聯合CSX運輸公司等單位,開展了為期24個月的觀察和評估,并根據正常運行時間和檢測性能來衡量系統可靠性。在運行時間的可靠性方面,該系統運行良好,總平均正常運行時間達80%;在系統故障方面,需要采用更為可靠的硬件來確保運行時間,大多數停機是由于設備間的空調故障造成;在掃描檢測可靠性方面,測量數據的可靠性超過97%。總體上看,試驗期間除發現未檢測到松動車軸端蓋螺栓、檢測算法存在一定缺陷外,未出現任何誤報或誤檢。

       總體而言,機器視覺是一項可靠技術,非常適合用于對機車車輛特定部件的精確測量。下一步可采用機器學習方法進一步提高檢測的可靠性。

                                                                                              (來源:中國鐵道科學研究院集團有限公司科學技術信息研究所)

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