受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測(cè)設(shè)備、車內(nèi)處理設(shè)備、地面終端服務(wù)設(shè)備，車頂檢測(cè)設(shè)備由受電弓檢測(cè)監(jiān)測(cè)單元和接觸網(wǎng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)單元組成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：系統(tǒng)融合傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備、弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備、接觸懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備于一體。該裝置有利于受電弓發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行事故原因分析，便于隨車機(jī)械師做出正確的應(yīng)急處理，從而縮短故障分析處理時(shí)間，將故障影響對(duì)行車調(diào)度和運(yùn)輸造成的影響降低到最小，系統(tǒng)同時(shí)有利于為車輛運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常提供可靠的分析依據(jù)和預(yù)警信息。
【專利說(shuō)明】
受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，主要用于軌道列車受電弓及接觸網(wǎng)的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，城市軌道交通發(fā)展迅猛，接觸網(wǎng)的良好狀態(tài)對(duì)保證城市軌道交通的安全、正點(diǎn)運(yùn)行至關(guān)重要。由于接觸網(wǎng)單一架設(shè)，無(wú)備用，并要承受受電弓的強(qiáng)烈沖擊，使得接觸網(wǎng)的故障時(shí)有發(fā)生，已成為城市軌道交通的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。加強(qiáng)對(duì)接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，是實(shí)現(xiàn)“預(yù)防為主、重檢慎修”的接觸網(wǎng)維修理念的重要前提。目前城市軌道交通接觸網(wǎng)檢測(cè)主要依靠人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和接觸網(wǎng)檢測(cè)車兩種檢測(cè)手段，由此獲得接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)和弓網(wǎng)相互作用的動(dòng)態(tài)參數(shù)，從而為運(yùn)營(yíng)維修部門提供客觀的檢修依據(jù)，然而，人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方式主要用于接觸網(wǎng)維修復(fù)核，效率低，強(qiáng)度大，不適于全線的接觸網(wǎng)檢測(cè)。而受電弓與接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)采用非接觸式檢測(cè)方式對(duì)運(yùn)行客車中的弓網(wǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)以及監(jiān)測(cè)，能及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)下的受電弓故障或者異常、接觸網(wǎng)幾何參數(shù)異常、剛性懸掛結(jié)構(gòu)異常等缺陷，提高檢測(cè)效率，同時(shí)減少人工勞動(dòng)力，增加列車運(yùn)營(yíng)的安全保障。通過(guò)實(shí)時(shí)分析將異常數(shù)據(jù)以及圖片發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心，以備人工查驗(yàn)復(fù)核，為受電弓、接觸網(wǎng)日常維護(hù)和檢修提供科學(xué)依據(jù)?，F(xiàn)有的受電弓及接觸網(wǎng)的成像設(shè)備在車頂?shù)陌惭b位置和安裝結(jié)構(gòu)不可靠，導(dǎo)致采集的圖像信息不能滿足監(jiān)測(cè)的精度要求，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)警，對(duì)列車的安全運(yùn)行造成不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型旨在提供一種受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的人工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的方式主要用于接觸網(wǎng)維修復(fù)核，效率低，強(qiáng)度大；以及受電弓及接觸網(wǎng)的成像設(shè)備在車頂?shù)陌惭b位置和安裝結(jié)構(gòu)不可靠，導(dǎo)致采集的圖像信息不能滿足監(jiān)測(cè)的精度要求的問(wèn)題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:系統(tǒng)包括車頂檢測(cè)設(shè)備、車內(nèi)處理設(shè)備和地面終端服務(wù)設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:系統(tǒng)融合傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備、弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備、接觸懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備于一體。系統(tǒng)采用高集成度設(shè)計(jì)、流線型外觀適合高速車載應(yīng)用，系統(tǒng)可提供機(jī)械師隨時(shí)對(duì)運(yùn)行中的弓網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行查看的功能，并對(duì)弓網(wǎng)運(yùn)行線路做一個(gè)全記錄，可隨時(shí)調(diào)取歷史信息，對(duì)沿途異物入侵、受電弓機(jī)械損壞等做高清圖像查看，實(shí)時(shí)記錄位置信息。
[0006]該裝置有利于受電弓發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行事故原因分析，便于隨車機(jī)械師做出正確的應(yīng)急處理，從而縮短故障分析處理時(shí)間，將故障影響對(duì)行車調(diào)度和運(yùn)輸造成的影響降低到最小，系統(tǒng)同時(shí)有利于為車輛運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的異常提供可靠的分析依據(jù)和預(yù)警信息。
【附圖說(shuō)明】

[0007]圖1是本實(shí)用新型總體構(gòu)成框圖；
[0008]圖2是本實(shí)用新型的車頂檢測(cè)設(shè)備的構(gòu)成框圖；
[0009]圖3是圖2中剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊、接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊和受電弓監(jiān)控模塊組合的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4是圖3的俯視圖；
[0011]圖5是圖3中一個(gè)剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖6是圖3中底座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖7是本實(shí)用新型的號(hào)牌成像模塊的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖8是本實(shí)用新型的車頂檢測(cè)設(shè)備安裝在車頂?shù)牧Ⅲw結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖9是圖8的俯視圖；
[0016]圖10是本實(shí)用新型號(hào)牌成像模塊的安裝位置(車廂的側(cè)面)示意圖；
[0017]圖11是圖10的A-A剖視圖(包括車頂?shù)臋z測(cè)設(shè)備)；
[0018]圖12是本實(shí)用新型弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型一種受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測(cè)設(shè)備A、車內(nèi)處理設(shè)備B、地面終端服務(wù)設(shè)備C，該車頂檢測(cè)設(shè)備A的輸出端與車內(nèi)處理設(shè)備B電連接，車內(nèi)處理設(shè)備B通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)與地面終端服務(wù)設(shè)備C建立通信連接。
[0020]參見(jiàn)圖2-圖12，所述的車頂檢測(cè)設(shè)備A包括剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊1、接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊2、受電弓監(jiān)控模塊3、受電弓熱成像模塊4、紫外檢測(cè)模塊5、弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊6和號(hào)牌成像模塊7，其特征在于，所述的剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊1、接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊2和受電弓監(jiān)控模塊3安裝在一矩形的底座8上，在該底座8的四角各裝有一個(gè)剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊I，在該底座8長(zhǎng)方向的中部的兩側(cè)各裝有一個(gè)接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊2，在該底座8的中部偏向后端處設(shè)有受電弓監(jiān)控模塊3，該底座8安裝在車頂?shù)氖茈姽b置15的前方;該受電弓熱成像模塊4和紫外檢測(cè)模塊5設(shè)在該受電弓裝置15的后方;該弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊6安裝在受電弓裝置15上;兩個(gè)該號(hào)牌成像模塊7分別安裝在兩節(jié)車廂連接處的兩側(cè)。
[0021]每一所述的剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊I包括相機(jī)11、攝像照明光源12和外殼13，在設(shè)有斜面的外殼13內(nèi)安裝相機(jī)11，相機(jī)11的鏡頭伸出外殼13的斜面，四個(gè)相機(jī)11的鏡頭與上方中央的電力線懸掛裝置14相對(duì);攝像照明光源12采用三組LED光源，分別設(shè)在相機(jī)11鏡頭周圍的斜面上。四臺(tái)相機(jī)11采用不低于1600萬(wàn)像素的高清工業(yè)相機(jī)，幀率為多25fps，相機(jī)11分辨率為4902 X 3280;相機(jī)拍攝方式:觸發(fā)拍攝，避免無(wú)效圖片；圖像編碼:JPEG圖像;攝像照明:選用單個(gè)工作功率為576W的高亮度紅外LED光源8個(gè);曝光方式:光源采用頻閃方式與相機(jī)拍照同步工作;光源發(fā)散角度:70° ;懸掛定位方式:I個(gè)激光測(cè)距儀;激光測(cè)量范圍:0-30米。工作原理:每套“受電弓及接觸網(wǎng)檢測(cè)監(jiān)測(cè)設(shè)備”包含4個(gè)攝像機(jī)，分別從左右、前后對(duì)接觸懸掛進(jìn)行拍攝。
[0022]每一所述的接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊2包括相機(jī)21、攝像照明光源22和外殼23，在設(shè)有斜面的外殼23內(nèi)安裝相機(jī)21，相機(jī)21的鏡頭伸出外殼23的斜面，兩個(gè)相機(jī)21的鏡頭與上方中央相對(duì);攝像照明光源22采用20W激光紅外光源，LED波長(zhǎng):850nm。連續(xù)拍攝，行頻ΙΟΚΗζ。采用光切法實(shí)時(shí)測(cè)量接觸線的拉出值與導(dǎo)高。兩組激光紅外光源22，分別設(shè)在相機(jī)11鏡頭兩側(cè)的斜面上。兩個(gè)接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊2的兩個(gè)相機(jī)21設(shè)在底座8的兩側(cè)中部(參見(jiàn)圖3和圖4)。
[0023]所述的受電弓監(jiān)控模塊3使用1600萬(wàn)高清相機(jī)，對(duì)受電弓進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，并通過(guò)常規(guī)的算法進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，查找受電弓形態(tài)學(xué)缺陷。
[0024]所述的該受電弓熱成像模塊4使用遠(yuǎn)紅外相機(jī)，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置15，對(duì)受電弓進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，實(shí)時(shí)跟蹤弓網(wǎng)溫度變化，查找弓網(wǎng)溫度異常點(diǎn)。相機(jī)分辨率:640 X480;相機(jī)數(shù)量:I;相機(jī)拍攝方式:連續(xù)拍攝，實(shí)時(shí)分析;視頻錄像編碼:連續(xù)存儲(chǔ)JPEG圖像；異常圖片格式:JPEG圖像。
[0025]所述的紫外檢測(cè)模塊5由紫外檢測(cè)傳感器和光學(xué)鏡頭組成，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置15，用于檢測(cè)弓網(wǎng)運(yùn)行時(shí)拉弧能量中紫外分量。
[0026]所述的紫外檢測(cè)模塊5與該受電弓熱成像模塊4并列設(shè)置，設(shè)在相鄰的連接車廂10的后方的車廂的前端車頂(參見(jiàn)圖8-圖10)。
[0027]參見(jiàn)圖7，所述的號(hào)牌成像模塊7包括相機(jī)71、照明光源72和外殼73，在外殼73內(nèi)安裝相機(jī)71，相機(jī)71的鏡頭伸出外殼73的面板，在鏡頭上面的面板上設(shè)有照明光源72，照明光源72采用一組LED光源。
[0028]參見(jiàn)圖12，所述的弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊6采用八個(gè)輪輻式壓力傳感器17(圖中只示出了四個(gè))，在該受電弓裝置15的四個(gè)滑條18(只示出兩個(gè))的兩端各安裝一個(gè)，通過(guò)該壓力傳感器17將滑條18和弓架分離開(kāi)來(lái)，滑條18直接作用在壓力傳感器17上。輪輻式壓力傳感器17的壓力檢測(cè)范圍為O?200N。工作原理:采用輪輻式壓力傳感器17，壓力傳感器安裝在每個(gè)滑條的兩端，通過(guò)8個(gè)壓力傳感器將4個(gè)滑條和弓架分離開(kāi)來(lái).滑條直接作用在壓力傳感器17上，通過(guò)計(jì)算處理統(tǒng)計(jì)出弓網(wǎng)接觸壓力值。
[0029]本實(shí)用新型的車內(nèi)處理設(shè)備B主要是工業(yè)控制計(jì)算機(jī):是檢測(cè)系統(tǒng)的處理核心，接收蓄電池狀態(tài)告警信號(hào)，配合車頂檢測(cè)單元完成升降弓的檢測(cè)，并根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果選擇進(jìn)入工作模式還是待機(jī)檢測(cè)模式，完成對(duì)車頂檢測(cè)單元數(shù)據(jù)的采集，與地面數(shù)據(jù)分析處理單元保持通訊。
[0030]本實(shí)用新型的地面終端服務(wù)設(shè)備C包括:
[0031]服務(wù)器:當(dāng)前主流配置，CPU不低于inter 17四核8線水平，帶磁盤陣列。
[0032]顯示器:不低于19吋，或按照客戶要求。
[0033]UPS:后備時(shí)間不低于60min。
[0034]網(wǎng)卡，電口數(shù)量:4口，單口速率:1000Mbps全雙工。
[0035 ] 打印機(jī):4黑白激光打印機(jī)。打印速率不低于17PPM。
[0036]車載單元(車頂檢測(cè)設(shè)備、車內(nèi)處理設(shè)備)主要功能包括:
[0037]I)連續(xù)拍攝弓網(wǎng)圖像，并對(duì)受電弓羊角斷裂等缺陷進(jìn)行故障報(bào)警。
[0038]2)連續(xù)拍攝弓網(wǎng)紅外熱成像圖片。
[0039]3)通過(guò)紫外檢測(cè)模塊實(shí)時(shí)跟蹤弓網(wǎng)接觸點(diǎn)拉弧產(chǎn)生的紫外光子。
[0040]4)準(zhǔn)確定位接觸網(wǎng)剛性懸掛裝置(門庭結(jié)構(gòu))的位置；
[0041]5)拍攝剛性接觸懸掛(門庭結(jié)構(gòu)、吊柱座)圖像。
[0042]6)連續(xù)測(cè)量接觸網(wǎng)幾何參數(shù)(導(dǎo)高、拉出值)；
[0043]7)準(zhǔn)確檢測(cè)線路公里標(biāo)；
[0044]8)通過(guò)增加三軸高精度加速計(jì)對(duì)車輛頂部受電弓的穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0045]9)增加壓力傳感器對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；
[0046]10) TCMS或CCTV接入報(bào)警功能；
[0047]11)對(duì)成像區(qū)域的缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)單識(shí)別，查找明顯故障。
[0048]12)數(shù)據(jù)拷貝(主要通過(guò)大容量可插拔硬盤進(jìn)行即時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移)。
[0049]地面終端服務(wù)設(shè)備功能:
[0050]I)對(duì)車載單元存儲(chǔ)的圖片進(jìn)行細(xì)致的查找，分析受電弓狀態(tài)、接觸網(wǎng)狀態(tài)、剛性懸掛狀態(tài)。
[0051 ]2)分析和存儲(chǔ)缺陷數(shù)據(jù)，并提供分類匯總報(bào)告；
[0052]3)形成一桿一檔的數(shù)據(jù)庫(kù)，能對(duì)同一位置的歷史檢測(cè)結(jié)果(圖像、幾何參數(shù)等)進(jìn)行對(duì)比分析。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測(cè)設(shè)備A、車內(nèi)處理設(shè)備B、地面終端服務(wù)設(shè)備C，該車頂檢測(cè)設(shè)備A的輸出端與車內(nèi)處理設(shè)備B電連接，車內(nèi)處理設(shè)備B通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)與地面終端服務(wù)設(shè)備C建立通信連接;所述的車頂檢測(cè)設(shè)備A包括剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊(1)、接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊(2)、受電弓監(jiān)控模塊(3)、受電弓熱成像模塊(4)、紫外檢測(cè)模塊(5)、弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊(6)和號(hào)牌成像模塊(7)，其特征在于，所述的剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊(1)、接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊(2)和受電弓監(jiān)控模塊(3)安裝在一矩形的底座(8)上，在該底座(8)的四角各裝有一個(gè)剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊(I)，在該底座(8)長(zhǎng)方向的中部的兩側(cè)各裝有一個(gè)接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊(2)，在該底座8的中部偏向后端處設(shè)有受電弓監(jiān)控模塊(3)，該底座(8)安裝在車頂?shù)氖茈姽b置(15)的前方;該受電弓熱成像模塊(4)和紫外檢測(cè)模塊(5)設(shè)在該受電弓裝置(15)的后方;該弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊(6)安裝在受電弓裝置(15)上;兩個(gè)該號(hào)牌成像模塊(7)分別安裝在兩節(jié)車廂連接處的兩側(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，每一所述的剛性接觸懸掛檢測(cè)模塊(I)包括相機(jī)(11)、攝像照明光源(12)和外殼(13)，在設(shè)有斜面的外殼(13)內(nèi)安裝相機(jī)(11)，相機(jī)(11)的鏡頭伸出外殼(13)的斜面，四個(gè)相機(jī)(11)的鏡頭與上方中央的電力線懸掛裝置(14)相對(duì);攝像照明光源(12)采用三組LED光源，分別設(shè)在相機(jī)(I I)鏡頭周圍的斜面上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，每一所述的接觸線幾何參數(shù)檢測(cè)模塊(2)包括相機(jī)(21)、攝像照明光源(22)和外殼(23)，在設(shè)有斜面的外殼(23)內(nèi)安裝相機(jī)(21)，相機(jī)(21)的鏡頭伸出外殼(23)的斜面，兩個(gè)相機(jī)(21)的鏡頭與上方中央相對(duì);攝像照明光源(22)采用兩組激光紅外光源，分別設(shè)在相機(jī)(11)鏡頭兩側(cè)的斜面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的受電弓監(jiān)控模塊(3)使用1600萬(wàn)高清相機(jī)，對(duì)受電弓進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝，用于查找受電弓形態(tài)學(xué)缺陷。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的該受電弓熱成像模塊(4)使用遠(yuǎn)紅外相機(jī)，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置(15);所述的紫外檢測(cè)模塊(5)與該受電弓熱成像模塊(4)并列設(shè)置，由紫外檢測(cè)傳感器和光學(xué)鏡頭組成，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置(15)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的弓網(wǎng)壓力檢測(cè)模塊(6)采用八個(gè)輪輻式壓力傳感器，在該受電弓裝置(15)的四個(gè)滑條的兩端各安裝一個(gè)，通過(guò)該壓力傳感器將滑條和弓架分離開(kāi)來(lái)，滑條直接作用在壓力傳感器上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的受電弓及接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的號(hào)牌成像模塊(7)包括相機(jī)(71)、照明光源(72)和外殼(73)，在外殼(73)內(nèi)安裝相機(jī)(71)，相機(jī)(71)的鏡頭伸出外殼(73)的面板，在鏡頭的旁邊的面板上設(shè)有照明光源(72)，照明光源(72)采用一組LED光源。
【文檔編號(hào)】G05B19/048GK205692013SQ201620561139
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年6月13日 公開(kāi)號(hào)201620561139.8, CN 201620561139, CN 205692013 U, CN 205692013U, CN-U-205692013, CN201620561139, CN201620561139.8, CN205692013 U, CN205692013U
【發(fā)明人】吳鐵成
【申請(qǐng)人】吳鐵成