一種鐵路線路巡檢系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鐵路工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于鐵路線路的智能化巡檢系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]截至2015年，國內(nèi)鐵路總里程突破12萬公里，全球鐵路運(yùn)營線路達(dá)160萬公里，同時高速電氣化鐵路的運(yùn)營里程占比日益提高，因此如何保障鐵路高效安全運(yùn)營是個非常突出的問題。巡道工是鐵路工務(wù)系統(tǒng)保障鐵路安全運(yùn)營最基層的工種之一，承擔(dān)著鐵路巡護(hù)任務(wù)。長期以來，傳統(tǒng)鐵路線路巡檢完全依靠人力，線路檢查主要采用目視檢查方法來斷定軌道是否存在缺陷，這種方式需要人員多、勞動強(qiáng)度大、巡道時間長、效率低，其檢查效果與巡查人員的經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心直接相關(guān)，不能滿足高速鐵路運(yùn)營安全的要求。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，還提出了另外三種鐵路線路巡檢裝置。其中，現(xiàn)有技術(shù)I為四川西南交大鐵路發(fā)展有限公司于2012年02月27日申請，并于2012年09月26日公告，公告號為CN202453300U的中國實(shí)用新型專利《一種高速鐵路軌道檢測裝置》。該實(shí)用新型專利公開的高速鐵路軌道檢測裝置主要由移動載體及設(shè)置在移動載體上的電源、照明裝置、圖像采集裝置及與圖像采集裝置連接的圖像處理系統(tǒng)構(gòu)成?，F(xiàn)有技術(shù)2為上海鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所于2013年01月30日申請，并于2013年08月28日公告，公告號為CN203165044U的中國實(shí)用新型專利《一種車載智能軌道巡檢系統(tǒng)》。該實(shí)用新型專利公開的車載智能軌道巡檢系統(tǒng)包括感知模塊、數(shù)據(jù)采集和存儲模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和電源模塊，數(shù)據(jù)采集和存儲模塊連接并控制感知模塊采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分析模塊連接并接收數(shù)據(jù)采集和儲存模塊內(nèi)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)3為昆明鐵路局、鄭州鐵路局科學(xué)技術(shù)研究所、西南交通大學(xué)于2012年10月12日申請，并于2013年04月03日公告，公告號為CN202854908U的中國實(shí)用新型專利《一種鐵路線路智能巡檢系統(tǒng)》。該實(shí)用新型專利公開的鐵路線路智能巡檢系統(tǒng)包括設(shè)置于車輛內(nèi)部的計(jì)算機(jī)控制處理中心和車輛定位系統(tǒng)，以及設(shè)置于車輛端部和下部的η個攝像裝置、輔助光源。
[0004]以上三種現(xiàn)有技術(shù)中都提出在車輛下面安裝攝像裝置獲取軌道圖像，并通過設(shè)置在車輛內(nèi)部的計(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理，完成對軌道巡檢。但是，三種專利所提出的技術(shù)方案都具有如下明顯的缺陷:
[0005](I)現(xiàn)有技術(shù)以軌道車或者鐵路運(yùn)轉(zhuǎn)車輛為載體，在運(yùn)營線上進(jìn)行檢測，會嚴(yán)重影響正常行車。同時，上下道手續(xù)繁雜，不方便，當(dāng)遇到線路兩邊塌方，超限障礙物，路基塌陷等情況時，軌道車輛為載體巡檢系統(tǒng)就無法進(jìn)行工作。而且系統(tǒng)本身的成本非常高，檢測成本也很高。
[0006](2)現(xiàn)有技術(shù)檢測手段單一，依靠單一的視覺檢測手段，可靠性不高，且視覺檢測受環(huán)境影響較大。同時，檢測項(xiàng)目少，對于超限障礙物、塌方、道釘脫落、軌道彎曲、軌道扣件脫落、歪斜;鋼軌表面?zhèn)麚p;鋼軌表面光帶分布異常;道床翻漿冒泥以及軌道板上的遺留物；軌道板裂紋;接觸網(wǎng)安全檢測及接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測;鐵路橋梁、涵洞安全隱患等情況均不能進(jìn)彳T巡檢。
[0007]綜上，隨著人力成本、鐵路總里程，以及鐵路運(yùn)營速度的不斷提高，研發(fā)一種全智能化的無人巡檢設(shè)備替代傳統(tǒng)人力巡道顯得尤為必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路線路巡檢系統(tǒng)，能夠解決現(xiàn)有鐵路線路巡檢方式手段單一、可靠性低、影響正常行車，不能滿足高速鐵路運(yùn)營安全要求的技術(shù)問題。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種鐵路線路巡檢系統(tǒng)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種鐵路線路巡檢系統(tǒng)，包括:來往列車信息獲取子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)、飛行控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)。
[0010]所述來往列車信息獲取子系統(tǒng)確定鐵路線路上的來往列車信息，并將所述來往列車信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)；
[0011]所述飛行控制子系統(tǒng)對無人機(jī)的飛行軌跡、飛行姿態(tài)，以及避讓來往列車動作進(jìn)行控制；
[0012]所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)設(shè)置在所述無人機(jī)上，采集所述鐵路線路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并將所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送至所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理，所述現(xiàn)場數(shù)據(jù)包括所述鐵路線路的雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)；
[0013]所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)接收并分析所述鐵路線路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，確定故障的類型及發(fā)生位置。
[0014]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)包括無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和計(jì)算機(jī)，由所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)采集的所述鐵路線路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過所述無線數(shù)據(jù)傳輸模塊傳輸至所述計(jì)算機(jī)，由所述計(jì)算機(jī)對采集的所述鐵路線路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，找出所述鐵路線路上的故障類型及發(fā)生位置。
[0015]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)還包括手持式故障接收終端，所述計(jì)算機(jī)處理所述鐵路線路的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，分析并找出所述鐵路線路上的故障類型及發(fā)生位置，將故障的發(fā)生位置和現(xiàn)場圖片發(fā)送至所述手持式故障接收終端上，由工作人員攜帶手持式故障接收終端上道進(jìn)行維修。
[0016]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和計(jì)算機(jī)設(shè)置在包括線路車間或移動巡檢車或軌道車或沿所述鐵路線路行駛的移動式車輛在內(nèi)的載體上。
[0017]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括雷達(dá)，所述雷達(dá)對所述鐵路線路的軌道進(jìn)行掃描，能判斷所述軌道的地基是否存在下沉、超限侵入、坍塌，以及對軌道板上的遺留物進(jìn)行檢測。所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的存儲器對所述雷達(dá)的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并通過無線通信模塊將掃描數(shù)據(jù)傳輸至所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)。
[0018]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)還包括相機(jī)，所述相機(jī)連續(xù)獲取所述鐵路線路的現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)，能完成對包括軌道扣件脫落、軌道扣件歪斜、鋼軌表面?zhèn)麚p、鋼軌表面光帶分布異常、道床翻漿冒泥、軌道板上的遺留物、軌道板裂紋、軌道形變、接觸網(wǎng)安全狀態(tài)、接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)、鐵路橋梁、涵洞安全隱患在內(nèi)的故障進(jìn)行檢測。所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的存儲器對所述相機(jī)獲取的現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并通過無線通信模塊將現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)傳輸至所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)。
[0019]優(yōu)選的，所述來往列車信息獲取子系統(tǒng)設(shè)置在線路車間，所述鐵路線路巡檢系統(tǒng)還包括振動傳感器，所述來往列車信息獲取子系統(tǒng)通過所述振動傳感器獲取來往列車信息，并將來往列車信息發(fā)送至所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)或所述飛行控制子系統(tǒng)進(jìn)行處理，由所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)通過所述飛行控制子系統(tǒng)，或直接通過所述飛行控制子系統(tǒng)控制所述無人機(jī)避讓來往列車。
[0020]優(yōu)選的，所述飛行控制子系統(tǒng)通過設(shè)置在所述無人機(jī)上包括激光測距傳感器、陀螺儀、GPS導(dǎo)航儀在內(nèi)的設(shè)備獲取無人機(jī)飛行數(shù)據(jù)，并完成對所述無人機(jī)的飛行軌跡、飛行姿態(tài)及飛行高度的控制。
[0021 ]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)對接收到的雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲以實(shí)現(xiàn)所述雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)的回放；
[0022]所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)對接收到的雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)和現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行人工識別或計(jì)算機(jī)自動識別處理，對所述鐵路線路的故障類型進(jìn)行分類，以指導(dǎo)工作人員作業(yè)；
[0023]所述數(shù)據(jù)及故障處理子系統(tǒng)將無人機(jī)上下道或列車避讓動作指令傳輸至所述飛行控制子系統(tǒng)，由工作人員通過所述飛行控制子系統(tǒng)，或直接由所述飛行控制子系統(tǒng)控制所述無人機(jī)執(zhí)行上下道或列車避讓動作。
[0024]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的雷達(dá)進(jìn)一步采用線掃激光雷達(dá)或超聲波雷達(dá)或毫米波雷達(dá)。所述無人機(jī)進(jìn)一步采用固定翼無人機(jī)或多懸翼無人機(jī)或無人直升機(jī)。
[0025]通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的鐵路線路巡檢系統(tǒng)的技術(shù)方案，具有如下有益效果:
[0026](I)本發(fā)明以無人機(jī)為平臺，成本低、靈活性大，檢測時間不受限制，上道檢測方便，能夠及時自主避讓或者以遙控方式避讓來往列車，同時不影響正常行車；
[0027](2)本發(fā)明在采用相機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場圖像采集的基礎(chǔ)上，增加