受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測設(shè)備、車內(nèi)處理設(shè)備、地面終端服務(wù)設(shè)備，車頂檢測設(shè)備由受電弓檢測監(jiān)測單元和接觸網(wǎng)檢測監(jiān)測單元組成。本實用新型的優(yōu)點是：系統(tǒng)融合傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測設(shè)備、弓網(wǎng)運行狀態(tài)檢測監(jiān)測設(shè)備、接觸懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測設(shè)備于一體。該裝置有利于受電弓發(fā)生故障時進行事故原因分析，便于隨車機械師做出正確的應(yīng)急處理，從而縮短故障分析處理時間，將故障影響對行車調(diào)度和運輸造成的影響降低到最小，系統(tǒng)同時有利于為車輛運行過程中出現(xiàn)的異常提供可靠的分析依據(jù)和預(yù)警信息。
【專利說明】
受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，主要用于軌道列車受電弓及接觸網(wǎng)的動態(tài)檢測。
【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)對保證城市軌道交通的安全、正點運行至關(guān)重要。由于接觸網(wǎng)單一架設(shè)，無備用，并要承受受電弓的強烈沖擊，使得接觸網(wǎng)的故障時有發(fā)生，已成為城市軌道交通的一個薄弱環(huán)節(jié)。加強對接觸網(wǎng)狀態(tài)的監(jiān)測，是實現(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)檢測主要依靠人工現(xiàn)場測量和接觸網(wǎng)檢測車兩種檢測手段，由此獲得接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)和弓網(wǎng)相互作用的動態(tài)參數(shù)，從而為運營維修部門提供客觀的檢修依據(jù)，然而，人工現(xiàn)場測量的方式主要用于接觸網(wǎng)維修復(fù)核，效率低，強度大，不適于全線的接觸網(wǎng)檢測。而受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)采用非接觸式檢測方式對運行客車中的弓網(wǎng)狀態(tài)實時檢測以及監(jiān)測，能及時準確發(fā)現(xiàn)運行狀態(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，提高檢測效率，同時減少人工勞動力，增加列車運營的安全保障。通過實時分析將異常數(shù)據(jù)以及圖片發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心，以備人工查驗復(fù)核，為受電弓、接觸網(wǎng)日常維護和檢修提供科學(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)測的精度要求，有時會出現(xiàn)誤報警，對列車的安全運行造成不利的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型旨在提供一種受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的人工現(xiàn)場測量的方式主要用于接觸網(wǎng)維修復(fù)核，效率低，強度大；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)測的精度要求的問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:系統(tǒng)包括車頂檢測設(shè)備、車內(nèi)處理設(shè)備和地面終端服務(wù)設(shè)備。
[0005]本實用新型的優(yōu)點是:系統(tǒng)融合傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測設(shè)備、弓網(wǎng)運行狀態(tài)檢測監(jiān)測設(shè)備、接觸懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測設(shè)備于一體。系統(tǒng)采用高集成度設(shè)計、流線型外觀適合高速車載應(yīng)用，系統(tǒng)可提供機械師隨時對運行中的弓網(wǎng)環(huán)境進行查看的功能，并對弓網(wǎng)運行線路做一個全記錄，可隨時調(diào)取歷史信息，對沿途異物入侵、受電弓機械損壞等做高清圖像查看，實時記錄位置信息。
[0006]該裝置有利于受電弓發(fā)生故障時進行事故原因分析，便于隨車機械師做出正確的應(yīng)急處理，從而縮短故障分析處理時間，將故障影響對行車調(diào)度和運輸造成的影響降低到最小，系統(tǒng)同時有利于為車輛運行過程中出現(xiàn)的異常提供可靠的分析依據(jù)和預(yù)警信息。
【附圖說明】

[0007]圖1是本實用新型總體構(gòu)成框圖；
[0008]圖2是本實用新型的車頂檢測設(shè)備的構(gòu)成框圖；
[0009]圖3是圖2中剛性接觸懸掛檢測模塊、接觸線幾何參數(shù)檢測模塊和受電弓監(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中一個剛性接觸懸掛檢測模塊的立體結(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是本實用新型的號牌成像模塊的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖8是本實用新型的車頂檢測設(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是本實用新型號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測設(shè)備)；
[0018]圖12是本實用新型弓網(wǎng)壓力檢測模塊的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]參見圖1，本實用新型一種受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測設(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通過無線通信網(wǎng)與地面終端服務(wù)設(shè)備C建立通信連接。
[0020]參見圖2-圖12，所述的車頂檢測設(shè)備A包括剛性接觸懸掛檢測模塊1、接觸線幾何參數(shù)檢測模塊2、受電弓監(jiān)控模塊3、受電弓熱成像模塊4、紫外檢測模塊5、弓網(wǎng)壓力檢測模塊6和號牌成像模塊7，其特征在于，所述的剛性接觸懸掛檢測模塊1、接觸線幾何參數(shù)檢測模塊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的四角各裝有一個剛性接觸懸掛檢測模塊I，在該底座8長方向的中部的兩側(cè)各裝有一個接觸線幾何參數(shù)檢測模塊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和紫外檢測模塊5設(shè)在該受電弓裝置15的后方;該弓網(wǎng)壓力檢測模塊6安裝在受電弓裝置15上;兩個該號牌成像模塊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模塊I包括相機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11，相機11的鏡頭伸出外殼13的斜面，四個相機11的鏡頭與上方中央的電力線懸掛裝置14相對;攝像照明光源12采用三組LED光源，分別設(shè)在相機11鏡頭周圍的斜面上。四臺相機11采用不低于1600萬像素的高清工業(yè)相機，幀率為多25fps，相機11分辨率為4902 X 3280;相機拍攝方式:觸發(fā)拍攝，避免無效圖片；圖像編碼:JPEG圖像;攝像照明:選用單個工作功率為576W的高亮度紅外LED光源8個;曝光方式:光源采用頻閃方式與相機拍照同步工作;光源發(fā)散角度:70° ;懸掛定位方式:I個激光測距儀;激光測量范圍:0-30米。工作原理:每套“受電弓及接觸網(wǎng)檢測監(jiān)測設(shè)備”包含4個攝像機，分別從左右、前后對接觸懸掛進行拍攝。
[0022]每一所述的接觸線幾何參數(shù)檢測模塊2包括相機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21，相機21的鏡頭伸出外殼23的斜面，兩個相機21的鏡頭與上方中央相對;攝像照明光源22采用20W激光紅外光源，LED波長:850nm。連續(xù)拍攝，行頻ΙΟΚΗζ。采用光切法實時測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11鏡頭兩側(cè)的斜面上。兩個接觸線幾何參數(shù)檢測模塊2的兩個相機21設(shè)在底座8的兩側(cè)中部(參見圖3和圖4)。
[0023]所述的受電弓監(jiān)控模塊3使用1600萬高清相機，對受電弓進行實時拍攝，并通過常規(guī)的算法進行實時處理，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使用遠紅外相機，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置15，對受電弓進行實時拍攝，實時跟蹤弓網(wǎng)溫度變化，查找弓網(wǎng)溫度異常點。相機分辨率:640 X480;相機數(shù)量:I;相機拍攝方式:連續(xù)拍攝，實時分析;視頻錄像編碼:連續(xù)存儲JPEG圖像；異常圖片格式:JPEG圖像。
[0025]所述的紫外檢測模塊5由紫外檢測傳感器和光學(xué)鏡頭組成，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置15，用于檢測弓網(wǎng)運行時拉弧能量中紫外分量。
[0026]所述的紫外檢測模塊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(參見圖8-圖10)。
[0027]參見圖7，所述的號牌成像模塊7包括相機71、照明光源72和外殼73，在外殼73內(nèi)安裝相機71，相機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]參見圖12，所述的弓網(wǎng)壓力檢測模塊6采用八個輪輻式壓力傳感器17(圖中只示出了四個)，在該受電弓裝置15的四個滑條18(只示出兩個)的兩端各安裝一個，通過該壓力傳感器17將滑條18和弓架分離開來，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滑條的兩端，通過8個壓力傳感器將4個滑條和弓架分離開來.滑條直接作用在壓力傳感器17上，通過計算處理統(tǒng)計出弓網(wǎng)接觸壓力值。
[0029]本實用新型的車內(nèi)處理設(shè)備B主要是工業(yè)控制計算機:是檢測系統(tǒng)的處理核心，接收蓄電池狀態(tài)告警信號，配合車頂檢測單元完成升降弓的檢測，并根據(jù)檢測的結(jié)果選擇進入工作模式還是待機檢測模式，完成對車頂檢測單元數(shù)據(jù)的采集，與地面數(shù)據(jù)分析處理單元保持通訊。
[0030]本實用新型的地面終端服務(wù)設(shè)備C包括:
[0031]服務(wù)器:當前主流配置，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:4黑白激光打印機。打印速率不低于17PPM。
[0036]車載單元(車頂檢測設(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，并對受電弓羊角斷裂等缺陷進行故障報警。
[0038]2)連續(xù)拍攝弓網(wǎng)紅外熱成像圖片。
[0039]3)通過紫外檢測模塊實時跟蹤弓網(wǎng)接觸點拉弧產(chǎn)生的紫外光子。
[0040]4)準確定位接觸網(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)測量接觸網(wǎng)幾何參數(shù)(導(dǎo)高、拉出值)；
[0043]7)準確檢測線路公里標；
[0044]8)通過增加三軸高精度加速計對車輛頂部受電弓的穩(wěn)定性進行監(jiān)測；
[0045]9)增加壓力傳感器對弓網(wǎng)接觸壓力進行監(jiān)測；
[0046]10) TCMS或CCTV接入報警功能；
[0047]11)對成像區(qū)域的缺陷進行簡單識別，查找明顯故障。
[0048]12)數(shù)據(jù)拷貝(主要通過大容量可插拔硬盤進行即時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移)。
[0049]地面終端服務(wù)設(shè)備功能:
[0050]I)對車載單元存儲的圖片進行細致的查找，分析受電弓狀態(tài)、接觸網(wǎng)狀態(tài)、剛性懸掛狀態(tài)。
[0051 ]2)分析和存儲缺陷數(shù)據(jù)，并提供分類匯總報告；
[0052]3)形成一桿一檔的數(shù)據(jù)庫，能對同一位置的歷史檢測結(jié)果(圖像、幾何參數(shù)等)進行對比分析。
【主權(quán)項】
1.一種受電弓及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，包括車頂檢測設(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通過無線通信網(wǎng)與地面終端服務(wù)設(shè)備C建立通信連接;所述的車頂檢測設(shè)備A包括剛性接觸懸掛檢測模塊(1)、接觸線幾何參數(shù)檢測模塊(2)、受電弓監(jiān)控模塊(3)、受電弓熱成像模塊(4)、紫外檢測模塊(5)、弓網(wǎng)壓力檢測模塊(6)和號牌成像模塊(7)，其特征在于，所述的剛性接觸懸掛檢測模塊(1)、接觸線幾何參數(shù)檢測模塊(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)的四角各裝有一個剛性接觸懸掛檢測模塊(I)，在該底座(8)長方向的中部的兩側(cè)各裝有一個接觸線幾何參數(shù)檢測模塊(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)和紫外檢測模塊(5)設(shè)在該受電弓裝置(15)的后方;該弓網(wǎng)壓力檢測模塊(6)安裝在受電弓裝置(15)上;兩個該號牌成像模塊(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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，每一所述的剛性接觸懸掛檢測模塊(I)包括相機(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(11)，相機(11)的鏡頭伸出外殼(13)的斜面，四個相機(11)的鏡頭與上方中央的電力線懸掛裝置(14)相對;攝像照明光源(12)采用三組LED光源，分別設(shè)在相機(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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，每一所述的接觸線幾何參數(shù)檢測模塊(2)包括相機(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(21)，相機(21)的鏡頭伸出外殼(23)的斜面，兩個相機(21)的鏡頭與上方中央相對;攝像照明光源(22)采用兩組激光紅外光源，分別設(shè)在相機(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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的受電弓監(jiān)控模塊(3)使用1600萬高清相機，對受電弓進行實時拍攝，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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的該受電弓熱成像模塊(4)使用遠紅外相機，其鏡頭朝向所述的受電弓裝置(15);所述的紫外檢測模塊(5)與該受電弓熱成像模塊(4)并列設(shè)置，由紫外檢測傳感器和光學(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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的弓網(wǎng)壓力檢測模塊(6)采用八個輪輻式壓力傳感器，在該受電弓裝置(15)的四個滑條的兩端各安裝一個，通過該壓力傳感器將滑條和弓架分離開來，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)動態(tài)檢測安全預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的號牌成像模塊(7)包括相機(71)、照明光源(72)和外殼(73)，在外殼(73)內(nèi)安裝相機(71)，相機(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】G05B19/048GK205692013SQ201620561139
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月13日 公開號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
【申請人】吳鐵成