在高铁风驰电掣的轨道旁,四川铁道职业学院铁道工电学院师生团队历时三年研发的“接触网绝缘子非接触式放电声纹监测系统”,成功攻克铁路供电设备监测的难题。这项技术不仅填补了行业空白,更成为产学研深度融合的典范。
一、直面行业困境,开启攻坚之路
随着我国高铁运营里程突破4.2万公里,接触网绝缘子超2.6亿支、牵引变电所逾2400座的庞大体量下,传统人工巡检效率极低。数据显示,47.3%的供电故障源于可预防缺陷,年均经济损失超12亿元。传统检测手段依赖停电操作,存在安全风险高、灵敏度不足、环境适应性差等问题,难以满足高铁高密度运营需求。
何柏杉老师带领10余名同学组成攻坚团队,决心突破“卡脖子”技术。他们面临的挑战异常艰巨:如何在350km/h的轮轨噪声中捕捉0.3pC级微弱放电信号?怎样让设备在极端环境下稳定运行?师生们扎根实验室与高铁沿线,经过三个月2000余次声纹采集实验,推翻17版算法模型,最终通过自研超宽频声纹传感器与动态噪声抑制算法,将信噪比提升32dB,成功解决核心难题。
二、产学研结合,实现技术突破
技术转化阶段,团队带着设备奔赴川青铁路等复杂线路实地测试,在海拔2500米以上温度零下15℃高寒高海拔的松潘至九寨黄龙段,学生们抱着沉重设备攀爬接触网,连续72小时记录极端环境下的信号数据;无数个夜晚,杨娟老师带领团队连夜改进电磁屏蔽方案,将极端环境检测成功率提升至98.1%。
算法优化环节,郭小龙同学带领团队组成数据标注小队,耗时半年标注10万组故障声纹样本,创新引入小波包能量熵分析,使纳米级机械缺陷检测精度达到0.01mm,故障诊断准确率达96.7%,定位误差控制在0.3米以内。为了优化0.1%的检测精度,团队反复推翻三次模型架构,展现出精益求精的科研精神。
三、创新成果显著,实现产业赋能
这套凝聚师生心血的系统,实现了“颠覆性”突破:故障定位时间从4小时缩短至30分钟,漏检率降至5%以下,功耗降低30%,首次实现“非接触式、不停电、全气候”监测。
在技术突破之外,团队形成了良好的人才培养生态。何柏杉老师坚持一线指导,每周的组会成为实战课堂,学生们在实践中快速成长,2个市厅级纵向,4个横向,论文6篇,专利11项,到账超过100万,实现校企转化。
“看到自己编写的代码在高铁供电网上运行,这种成就感无可替代。”参与研发的郭小龙同学感慨道。如今,该系统已在10余条干线铁路部署,为“复兴号”安全运行提供24小时智能守护。从实验室构想,到铁轨上的精密运行,师生团队用实际行动诠释了“把论文写在祖国大地上”的科研初心,继续书写着中国高铁的科技传奇。