IEEE-NSENS将定期关注对全球社会至关重要的特殊主题。例如,AI传感器,合成传感器,柔性、可穿戴传感器和电子产品,医疗保健生物传感器以及机器人微惯性传感器等。此次论坛将对人工智能,医疗保健和机器人技术中应用的智能微米和纳米级传感系统的最新研究成果进行传播。

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以下为Yuliang Zhao在“IEEE传感器理论及产业应用论坛”上的精彩致辞实录,由云现场整理。

   大家早上好,非常高兴参加今天的会议,我今天的演讲主题是基于MEMS传感器的铁路监控系统。和张教授演讲结果差不多,非常荣幸,他以前是我的师兄,接下来给大家展示一下我的工作细节。

    大家都知道中国的铁路网在逐段增加,从1949年的2万公里,到去年增长到更大,我们现在的铁路线网络还在不断扩大,特别是在中国运作的高速公路比其他国家铁路线都要长,安全运营就成为一个很重要的问题。比如香港的港铁的事故,2017年在52天出现9宗事故,故障率很高。这里展示了港铁脱轨数字,我知道很多朋友来自香港,不要害怕,你们现在是安全的,我们能够提前找出这些运营的风险。

    事实上,我们的铁路道路脱轨问题是有限的,分为两个方式,第一个是人工检测,但是这种效率非常低,也不太安全。第二种检测方式是用检测的设备,它检测的准确率比较高,它运用的是轨道几何曲线还有轨道的曲线,还有第三方轨道曲线的几何。这是在轨道的推动下,我们可以看到它的振动的数据,我们看到内部的测量的单元收到振动的数据,然后对振动的数据进行分析。我们想用一些惯性的一些单元搜集我们的振动的数据,把数据传输到设备上进行分析计算。然后我们把这些结果和设计师还有维保师进行分析,希望这种方法能够在现实实现安全的轨道网络的运营。

    这是我们的计划,主要是这一部分,就是捕捉轨道的振动的数据,我们运用控制性,把这些数据输入设备,这里是硬件的结构图形。这里有一个视频,左边是硬件的结构的示意图。这是我们做的实验,这边是大庆铁路线的现场测试。

    我们还做了一些仿真,获得了很多振动数据,我们知道在不同的状况下,整个轨道的情况。在轨道固定系统当中,我们有3DFEM模式,还有网格反应、脉冲抽取等等。

    这是我们的理论分析,我们运用运作中的铁路来做的,这是我们同事和香港城市大学进行合作的,如果这个幻灯片有问题问合作单位。这是我们数据分析的结果,第一张图展示了当火车通过的时候,展现了轨道的原始的加速数据。在我们图片上可以发现它的紧固件是不是松动了,松动的程度是怎样的。这个图片展示了荷载的变化,可以实时观察轨道实时运载情况。

    这是智能型的轨道监测系统,它能够为轨道进行定位,也能监测火车的速度,衡量轨道的荷载,可以对轨道生命周期进行监测。

    这是铁轨健康监测节点,是由MEMS传感器、自供能系统、云端可视化平台组成的系统,使您实现实时远程监控钢轨健康状态。这是道岔监测健康节点。

    这里有一个学生做的短片。

    非常感谢。

    

    提问:赵先生,我有两个问题想问一下,第一,中国铁路路况也是非常多变的,咱们建立的这个系统是基于数据库、一个样本范围做一个分析的,咱们现在分析的样本范围能够覆盖中国这么多的路矿吗?第二个问题,我想了解一下,中国铁路范围很广,咱们系统可以在铁路修建过程中可以加进去,可以对已有铁路加一个模块就可以了。

    

    Yuliang Zhao:我先回答第一个问题,我们这个设备哪都可以用,就是先在货运大庆铁路运维做的实验,高铁、客运都可以,只是相关的参数会稍微有些不同。第二个问题,我们是一个非常小的传感器,哪里要用贴哪里。