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从“定点称重”到“动态预警”

郑州铁路职业技术大学学生团队研发铁路货车偏载智能检测系统

发布时间:2026年10月26日10:11 来源:郑州铁路职业技术大学

  货物列车偏载偏重,是威胁铁路运输安全的“隐形杀手”。传统检测依赖静态定点称重,耗时长、流程繁琐,难以满足铁路货运高效率高安全性的要求。


  由郑州铁路职业技术大学学生团队“Stasis”自主研发的铁路货车偏载智能检测系统,通过三项核心创新,实现了从静态定点检测到动态在途检测、从单点到全程、从被动到主动的跨越。项目历经21个站段实地调研、走访57位车务段一线员工、回收5000 余份线上线下用户问卷,历经三代产品迭代、21万条研究笔记和43万条测试数据的积累,让产品真正“长在需求上”。



  该团队将一体化十字交叉式电阻应变片嵌入高精度钢轨嵌入式剪应力装置:当钢轨受剪应力作用时,电阻应变片产生微小形变,装置将电阻变化转换为电压信号,实现剪应力的精准检测。装置沿轨道布置16个剪应力检测装置、划分四个测区并采用冗余设计,可精准定位偏载车厢。当左右横向轮对差值超过车厢重量的15%时,系统即时报警,可检出剪应力0.1%F·S 的变化,解决了列车定点检测耗时长的难题,做到“检得又快又准”。该技术已获实用新型专利“一种模块化铁路安全监测集成装置”。


  针对传统偏检装置检测流程繁琐的痛点,团队独创轮计数式检测技术:通过电子标签读取列车数据、电磁计轴设备计算轮轴数,称重程序自动完成数据采集、A/D 转换、求零点基准值、曲线积分求面积等运算,实现列车运行过程中的动态称重与车厢定位(检测阈值为静态轴重15%)。


  经实测,车轮顺序识别率不低于99%,响应时间小于500毫秒。团队还设计了钢轨轨腰传感器安装定位卡接结构,并获实用新型专利授权。


  检测只是第一步,团队进一步打造偏载自适应管理平台:搭建LightGBM 模型,结合列车运行线路(弯道、上坡等)与主要货运线路数据库,自动计算偏载重装阈值,有效解决重装成本高的难题。平台动态阈值范围为10%—20%,数据采样频率10Hz,计算准确率大于99%,计算速度小于500毫秒。平台实现“数据输入—线路匹配—阈值计算”全流程自动化,已取得软件著作权“货车偏载自适应管理平台 V1.0”。



  研发期间,团队赴江昌智能科技、三视视讯、郑州铁路装备制造等企业开展静态称重、偏载检测技术、嵌入式检测方式专题调研;走进清华大学人工智能国际治理研究院、西南交通大学开展技术交流;深入郑州桥工段圃田东站货场、郑州轨道交通有限公司进行产品试用验证,并赴郑州车务段开封运转车间实地考察,与全国劳动模范金鑫大师探讨交流,最终形成3万字全面调研报告。


  从2024年6月基于铁路货运增量思考开启研发之路,到初代产品在郑州动车段进行产品试验,再到二代监测装置、三代产品迭代升级;从参加第17届中国国际现代化铁路技术装备展览会扩大知名度,到36项软硬件测试在中联联郑州铁路口岸测试成功——这支团队用7门课程研学、1000次手稿制作的积淀,走出了一条“匠心铸魂、创新开路、众智攻坚”的青年科创之路。


责编:李达 二审:苏江召 三审:侯军锋

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