車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高速鐵路檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)車載接觸網(wǎng)的導(dǎo)高和拉出值 的測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電氣化鐵路是以電能作為牽引力的一種現(xiàn)代化交通運(yùn)輸工具，專門給電力機(jī)車供 給電能的裝置叫牽引供電系統(tǒng)，牽引供電系統(tǒng)本身并不產(chǎn)生電能，而是將電力系統(tǒng)的電能 傳給電力機(jī)車。牽引供電系統(tǒng)主要包括牽引變電所和接觸網(wǎng)。
[0003] 接觸網(wǎng)是一種特殊的供電設(shè)備，其不僅要保障質(zhì)量良好地向電力機(jī)車提供電流， 而且還要保證接觸懸掛能牢固地處在規(guī)定的空間幾何位置上，保證受電弓能質(zhì)量良好地、 平滑地從接觸線上取流。而一旦接觸網(wǎng)發(fā)生故障如用于固定接觸線的定位裝置的線夾脫落 或支撐接觸線的定位裝置的定位器發(fā)生問(wèn)題，都會(huì)使接觸線的位置發(fā)生變化，又由于電力 機(jī)車的受電弓寬度有限，一旦接觸線位置發(fā)生變化，受電弓就不能向其取流。當(dāng)電力機(jī)車高 速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)該種故障就要報(bào)警，嚴(yán)重時(shí)需要電力機(jī)車降弓（使受電弓下降），電力機(jī)車靠 自身儲(chǔ)備電池供電運(yùn)行，因此要保證電力機(jī)車在鐵路上的正常運(yùn)行，需要對(duì)接觸網(wǎng)實(shí)時(shí)檢 測(cè)，而導(dǎo)高（即定位點(diǎn)處接觸線距軌面的垂直高度）和拉出值（即定位點(diǎn)處接觸線至受電 弓中心軌跡的水平距離）是檢測(cè)接觸網(wǎng)狀態(tài)的重要指標(biāo)。
[0004] 如圖1所示接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括支柱1'、支持裝置2'、定位裝置3'及 接觸懸掛4'，支柱1'設(shè)置于軌道5'外側(cè)的地面，支柱1'用于承受接觸網(wǎng)的全部重量， 并將接觸線固定在規(guī)定的位置和高度。一般要求支柱1'靠近軌道5'的一側(cè)至線路中心 線（即兩根軌道的中心線）的距離不得小于2440毫米，支持裝置2'包括腕臂6'、拉桿 7'(或壓管）和絕緣子8'，支持裝置2'安裝于支柱1'上部且靠近軌道5'的一側(cè)，該 支持裝置2'用于懸吊和支持接觸懸掛4'的全部設(shè)備并將負(fù)荷傳給支柱1'。定位裝置 3'包括定位器9'和定位管10'，接觸懸掛4'包括接觸線11'、吊弦12'、承力索13' 以及連接零件，定位裝置3'的功用是將接觸線11'固定在距線路中心的規(guī)定位置上，使 接觸線11'不超過(guò)受電弓14'允許的工作范圍，受電弓14'上的滑板15'長(zhǎng)度一般為1.2 米，接觸線11'要保證在滑板15'上，其接觸點(diǎn)必須在滑板15'的長(zhǎng)度范圍內(nèi)，且保證滑 板15'的磨耗均勻。
[0005] 但是現(xiàn)有接觸網(wǎng)測(cè)量多是在靜態(tài)條件下測(cè)得，即使用三維測(cè)距儀器對(duì)線路上的接 觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值進(jìn)行測(cè)量，這種方法只能靜態(tài)的測(cè)量接觸網(wǎng)的導(dǎo)高及拉出值，對(duì)列車運(yùn) 行狀態(tài)下接觸網(wǎng)的實(shí)際導(dǎo)高及拉出值無(wú)法測(cè)量，且此種方法測(cè)量速度慢，測(cè)量取樣點(diǎn)少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，其可以在列車運(yùn)行 時(shí)檢測(cè)出接觸網(wǎng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，反映列車運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證列車的正常運(yùn)行。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其中包括：
[0008] 三維信息采集模塊：包括從不同位置采集包含接觸線上接觸點(diǎn)的圖像信息的至少 兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置，各所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置在所述接觸線上的成像區(qū)域重合，且各 所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置的成像區(qū)域重合后的區(qū)域覆蓋所述接觸點(diǎn)；
[0009] 接觸點(diǎn)位置信息獲取模塊：用于從所述的至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集的圖像 信息中獲取所述接觸點(diǎn)位置信息；
[0010] 導(dǎo)高和拉出值獲取模塊：利用所述接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述接觸 線的導(dǎo)高和拉出值。
[0011] 進(jìn)一步地，所述三維信息采集模塊設(shè)于列車車頂，至少兩個(gè)所述圖像數(shù)據(jù)采集裝 置朝向所述接觸點(diǎn)的部位設(shè)置。
[0012] 進(jìn)一步地，所述三維信息采集模塊還包括線光源，所述線光源垂直朝上設(shè)置。
[0013] 進(jìn)一步地，所述三維信息采集模塊還包括觸發(fā)所述至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置同 步采集包含所述接觸點(diǎn)的圖像信息的觸發(fā)控制器，所述觸發(fā)控制器與控制設(shè)備電性連接。
[0014] 進(jìn)一步地，還包括圖像信息截取模塊，用于從包含接觸點(diǎn)的圖像信息中截取列車 每行進(jìn)預(yù)設(shè)采集距離時(shí)刻的包含接觸點(diǎn)的圖像信息。
[0015] 一種車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其包括以下步驟：
[0016] 獲取接觸線上接觸點(diǎn)；
[0017] 啟動(dòng)三維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息；及，
[0018] 利用所述接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。
[0019] 進(jìn)一步地，所述獲取接觸線上接觸點(diǎn)的步驟中，所述接觸點(diǎn)的形成方式為：
[0020] 線光源與接觸線接觸形成所述接觸點(diǎn)；和/或，
[0021] 受電弓與接觸線接觸形成所述接觸點(diǎn)。
[0022] 進(jìn)一步地，啟動(dòng)三維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息的步驟包括：
[0023] 根據(jù)列車的運(yùn)行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動(dòng)三維信息采集模塊的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)所 述三維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息。
[0024] 進(jìn)一步地，啟動(dòng)三維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息的步驟包括：在列車 運(yùn)行過(guò)程中啟動(dòng)三維信息采集模塊采集含有接觸點(diǎn)位置信息的圖像信息；從所述圖像信息 中截取出列車每行進(jìn)預(yù)設(shè)采集距離時(shí)刻的所述接觸點(diǎn)位置信息。
[0025] 進(jìn)一步地，利用所述接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)接觸線的導(dǎo)高和拉出值 的步驟包括：
[0026] 標(biāo)定確定所述三維信息采集模塊的至少兩個(gè)圖像坐標(biāo)系及一個(gè)世界坐標(biāo)系，獲取 至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣；
[0027] 將所述至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣和兩個(gè)所述接觸點(diǎn)位置信息分別代入所 述圖像坐標(biāo)系及世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括： =維信息采集模塊：包括從不同位置采集包含接觸線上接觸點(diǎn)的圖像信息的至少兩個(gè) 圖像數(shù)據(jù)采集裝置，各所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置在所述接觸線上的成像區(qū)域重合，且各所述 圖像數(shù)據(jù)采集裝置的成像區(qū)域重合后的區(qū)域覆蓋所述接觸點(diǎn)； 接觸點(diǎn)位置信息獲取模塊；用于從所述的至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集的圖像信息 中獲取所述接觸點(diǎn)位置信息； 導(dǎo)高和拉出值獲取模塊；利用所述接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述接觸線的 導(dǎo)高和拉出值。
2. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊設(shè) 于列車車頂，至少兩個(gè)所述圖像數(shù)據(jù)采集裝置朝向所述接觸點(diǎn)的部位設(shè)置。
3. 如權(quán)利要求2所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊還 包括線光源，所述線光源垂直朝上設(shè)置。
4. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述=維信息采集模塊還 包括觸發(fā)所述至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置同步采集包含所述接觸點(diǎn)的圖像信息的觸發(fā)控 制器，所述觸發(fā)控制器與控制設(shè)備電性連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，還包括圖像信息截取模塊， 用于從包含接觸點(diǎn)的圖像信息中截取出列車每行進(jìn)預(yù)設(shè)采集距離時(shí)刻的包含接觸點(diǎn)的圖 像f目息。
6. -種車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其特征在于，包括W下步驟： 獲取接觸線上接觸點(diǎn)； 啟動(dòng)=維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息；及， 利用所述接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。
7. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其特征在于，所述獲取接觸線上接觸點(diǎn) 的步驟中，所述接觸點(diǎn)的形成方式為： 線光源與接觸線接觸形成所述接觸點(diǎn)；和/或， 受電弓與接觸線接觸形成所述接觸點(diǎn)。
8. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其特征在于，啟動(dòng)=維信息采集模塊采 集所述接觸點(diǎn)位置信息的步驟包括： 根據(jù)列車的運(yùn)行速度及預(yù)設(shè)采集距離啟動(dòng)=維信息采集模塊的觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)所述= 維信息采集模塊采集所述接觸點(diǎn)位置信息。
9. 如權(quán)利要求6所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其特征在于，啟動(dòng)=維信息采集模塊采 集所述接觸點(diǎn)位置信息的步驟包括： 在列車運(yùn)行過(guò)程中啟動(dòng)=維信息采集模塊采集含有接觸點(diǎn)位置信息的圖像信息； 從所述圖像信息中截取出列車每行進(jìn)預(yù)設(shè)采集距離時(shí)刻的所述接觸點(diǎn)位置信息。
10. 如權(quán)利要求6-9之一所述的車載接觸網(wǎng)測(cè)量方法，其特征在于，利用所述接觸點(diǎn)位 置信息計(jì)算所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)接觸線的導(dǎo)高和拉出值的步驟包括： 標(biāo)定確定所述=維信息采集模塊的至少兩個(gè)圖像坐標(biāo)系及一個(gè)世界坐標(biāo)系，獲取至少 兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣； 將所述至少兩個(gè)圖像數(shù)據(jù)采集裝置矩陣和兩個(gè)所述接觸點(diǎn)位置信息分別代入所述圖 像坐標(biāo)系及世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式
，得到接觸點(diǎn)的世界坐標(biāo)值，根據(jù)世界 坐標(biāo)值求出所述接觸網(wǎng)導(dǎo)高和拉出值。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法，其通過(guò)在接觸線上形成接觸點(diǎn)，之后啟動(dòng)三維信息采集模塊的圖像數(shù)據(jù)采集裝置采集所述接觸點(diǎn)的圖像信息，獲取接觸線上接觸點(diǎn)位置，最后，通過(guò)接觸點(diǎn)位置信息計(jì)算出所述接觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)所述接觸線的導(dǎo)高和拉出值。本發(fā)明車載接觸網(wǎng)測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量方法可以在列車運(yùn)行時(shí)檢測(cè)出接觸網(wǎng)的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，反映列車運(yùn)行的實(shí)際情況，從而保證列車的正常運(yùn)行。
【IPC分類】G01B11-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104848791
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510202787
【發(fā)明人】李駿, 袁寧, 鄭煜, 宋野
【申請(qǐng)人】蘇州華興致遠(yuǎn)電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年4月24日