机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 419-429.doi: 10.3901/JME.260725
• 特邀专辑:轨道运载装备动态设计理论与运维技术 • 上一篇
叶运广, 王建吉, 李浩乾, 李大地, 魏来, 曾京
YE Yunguang, WANG Jianji, LI Haoqian, LI Dadi, WEI Lai, ZENG Jing
摘要: 轮轨动态位移(Dynamic wheel-rail displacement,DWRD)是衡量铁道车辆轮轨系统交互状态的关键物理量,其检测精度直接影响列车运行安全评估与轮轨维护决策的可靠性。针对现有光学检测技术在复杂运营场景下存在的适应性差、精度不足或实时性低等问题,提出一种“辅助激光标记-轻量化深度学习-双目相机三维协同”的融合检测法。首先,采用蓝紫色单线激光构建轮轨区域高对比度参考标记,解决传统视觉检测中轮轨关键点特征模糊的难题;其次,基于改进ShuffleNet v2架构设计两阶段轻量化网络,分别实现轮轨感兴趣区域(Region of interest,ROI)快速定位与激光—轮轨交点自适应识别,在保证检测精度的同时提升计算效率;最后,结合双目相机三维坐标转换模型,解决单目相机无法感知深度的问题,消除相机视角偏移与轮对姿态变化引发的系统误差,并通过时序位移解算完成DWRD量化。为验证方法有效性,在某地铁线路开展工程应用研究,结果表明:所提方法检测速度可达19 ms/帧,轮辋宽度测量值与设计值的偏差率<0.8%;基于该方法获取的DWRD可精准识别车辆1 Hz左右的小幅蛇行失稳,且能反映线路曲率与DWRD幅值的正相关特性。研究成果可为铁道车辆蛇行运动稳定性评估、脱轨风险预警及轨道状态智能化维护提供技术支撑。
中图分类号: