Введение
1. Состояние и актуальные задачи тепловизионного контроля электрического и машинного оборудования локомотивов при обслуживании и ремонте 13
1.1. Анализ отказов электрического оборудования локомотивов на Восточно-Сибирской железной дороге 13
1.2. Методы теплового контроля и диагностики машинного и электрического оборудования электровозов при техническом обслуживании и ремонте
1.2.1. Имеющиеся в депо средства контроля механического и электрического оборудования 21
1.2.2. Методы и средства теплового контроля, применяемые при техническом обслуживании и ремонте эектровозов 23
1.3. Современное состояние технических и программных средств теп ловизионного контроля, мониторинга и диагностики оборудования 30
1.3.1 Существующие классы тепловизоров, тепловизионных систем и их характеристики 32
1.3.2 Программное обеспечение тепловизоров 33
1.3.3 Применение тепловизионных систем на железной дороге 34
1.3.4 Перспективы и проблемы применения термо- оптического метода контроля для диагностики технического состояния электровозов
1.4. Разработка системы термодиагностики как элемента концепции обслуживания по фактическому состоянию 42
1.5. Цель изадачи исследования 45
2. Разработка термо- оптической системы контроля оборудования и алгоритмов сопоставления фото- и термоизображений 46
2.1. Системный подход к разработке структуры комплекса тепловизи онного контроля и технологии ремонта электровозов 46
2.1.1 Подсистемы тепловизионного контроля электровозов и их комплексирование 47
2.1.2 Структура комплекса тепловизионного контроля оборудования электровозов 55
2.1.3 Системный подход к корректировке технологий ремонта на основе данных термодиагностики 56
2.2. Анализ совмещения изображений с использованием существую щих алгоритмов
2.3. Метод совмещения, основанный на эпиполярной геометрия двух изображений 66
2.3.1. Методика покоординатного выравнивания эпиполярных прямых 68
2.3.2. Задачи минимизации контрольного соотношения 71
2.3.3. Методика сопоставления точек контрольного и базового изображений 74
2.3.4. Поиск точек-кандидатов на контрольном изображении 79
2.4. Использование стереопары для определения расстояния до плос кости съемки 82
2.4.1. Модель стереоскопической системы, состоящей из двух цифровых фотоаппаратов 83
2.4.2. Определение пространственных координат точек сцены двумя камерами 86
2.4.3. Алгоритмы совмещения термо- и фотоизображений с использованием стереопары в концепции автоматизированного термомониторинга 92
2.5. Выводы по главе 2 93
3. Разработка комплекса тепловизионнои диагностики оборудования электровозов 95
3.1. Разработка термо- оптического устройства 95
3.1.1. Методика калибровки термо- оптического устройства 97
3.1.2. Разработка программного обеспечения для совмещения термо- и фотоизображений 99
3.2. Разработка методов тепловых испытаний электровозов при техни ческом обслуживании и ремонте 101
3.2.1. Выбор режимов тепловых испытаний оборудования электровозов 101
3.2.2. Классификация деталей электровозов по теплофизическим характеристикам 105
3.2.3. Разработка рекомендаций по определению оптимального времени нагрева оборудования электровозов 109
3.2.4. Разработка методов тепловых испытаний 121
3.3. Разработка методов термо- оптического контроля электрооборудования электровозов 125
3.3.1. Определение относительных и абсолютных температурных норм для диагностируемого оборудования электровоза 125
3.3.2. Создание рекомендаций по допустимой температуре и коэффициентам излучения контролируемого оборудования... 129
3.4. Выводы по главе 3 131
4. Исследование температурных полей оборудования электровозов во время движения 132
4.1. Определение зависимости температуры нагрева электрооборудования от параметров движения и работы электровоза 132
4.1.1. Необходимость применение многофакторного анализа 132
4.1.2. Множественный регрессионный анализ 136
4.1.3. Экспериментальная проверка множественного регрессионного анализа 140
4.2. Кластерный анализ данных температуры нагрева электрообору дования 143
4.2.1. Анализ методов и алгоритмов кластеризации 143
4.2.2. Применение кластеризации данных температуры нагрева во время движения методами К-средних и ЕМ-алгоритмом 148
4.2.3. Экспериментальное сравнение предложенных методов кластеризации 152
4.3. Выводы по главе 4 160
5. Исследование оптического метода определения по ложения букс движущегося поезда относительно комплекса инфракрасного контроля температуры 161
5.1. Оценка качества ориентации приемников ИК - излучения 161
5.1.1. Анализ структуры, принципа функционирования и причин неподтвержденных показаний системы КТСМ 161
5.1.2. Анализ ориентации болометра КТСМ и зоны максимального тепловыделения буксового узла 166
5.1.3. Оценка качества сканирования поверхности буксового узла с помощью визуального компьютерного моделирования 170
5.2. Предложения по повышению качества контроля буксовых узлов
при движении поезда 175
5.2.1. Оптимальные углы ориентации приемников инфракрасного излучения 175
5.2.2. Использование оптических датчиков расстояния в средствах диагностики подвижного состава на базе КТСМ 177
5.2.3. Компьютерное моделирование и экспериментальная проверка работы оптического бесконтактного датчика в системе КТСМ 181
5.3. Выводы по главе 5 186
Заключение 187
Список литературы
