列车接触网检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种列车接触网检测装置，它包括：用于采集列车运行前上方远距离接触网图像信息的第一图像信息采集装置；用于采集列车运行前方环境全景图像信息的第二图像信息采集装置；用于对第一图像信息采集装置采集到的远距离图像信息和第二图像信息采集装置采集到的全景图像信息进行分析处理，并识别异常部位信息的分析识别模块；接收所述的异常部位信息并报警的报警模块；与列车的受电弓控制接口相连的受电弓控制模块，该受电弓控制模块的输入端与所述的报警模块或分析识别模块的输出端相连接。
【专利说明】
列车接触网检测装置
技术领域
[0001]本实用新型属于铁路安全检测技术领域，特别涉及一种列车接触网异常状态检测的技术。
【背景技术】
[0002]客运安全是铁路运输安全的重中之中，接触网为沿铁轨上空架设的特殊形式的输电线路，主要用于为电力机车供电。受天气或人为等因素的影响，接触网经常出现故障，比如大风或大雪等天气，造成接触网松动和脱落等;而接触网故障，将会影响电力机车的正常供电，甚至造成电动机车停运;可见，接触网的故障与否，对电力机车的运行具有重要意义。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的是克服现有技术中的问题，提供一种实时在线监测接触网异常情况的列车接触网检测装置。
[0004]本实用新型的技术方案是，一种列车接触网检测装置，它包括:
[0005]用于采集列车运行前方远距离接触网图像信息的第一图像信息采集装置；
[0006]用于采集列车运行前方全景图像信息的第二图像信息采集装置；
[0007]与所述的第一图像信息采集装置和第二图像信息采集装置信号相连，用于对第一图像信息采集装置采集到的远距离图像信息和/或第二图像信息采集装置采集到的全景图像信息进行分析处理，并识别异常部位信息的分析识别模块；
[0008]接收所述的异常部位信息并报警的报警模块;及，
[0009]与列车的受电弓控制接口相连的受电弓控制模块，该受电弓控制模块的输入端与所述的报警模块或分析识别模块的输出端相连接。
[0010]更进一步地技术方案是:所述第一图像信息采集装置和/或所述第二图像信息采集装置设于所述列车车头外侧。
[0011]优选地，所述的第一图像信息采集装置包括对列车运行前方发出脉冲激光的激光雷达探测模块。
[0012]优选地，所述激光雷达探测模块包括:
[0013]脉冲激光源，用于对列车运行前方发出脉冲激光，并形成探测区域；
[0014]光学成像模块，用于对所述探测区域成像，并形成光学成像信息；
[0015]探测成像模块，用于对所述探测区域探测，并形成探测成像信息;及，
[0016]信号处理单元，与所述的光学成像模块、探测成像模块、分析处理模块以及车载显示终端连接，所述的信号处理单元用于接收所述的光学成像信息和探测成像信息并处理形成所述的图像信息。
[0017]优选地，所述的第一图像信息采集装置包括用于采集热源信息的红外图像信息采集模组。
[0018]优选地，所述的第一图像信息采集装置包括三维信息采集模块。
[0019]优选地，所述的分析识别模块包括:
[0020]用于识别所述的远距离接触网图像信息中的接触网异常信息的接触网异常识别丰旲块;
[0021]用于识别所述的全景图像信息中的实时位置信息的位置信息识别模块；
[0022]用于识别所述的全景图像信息中的结构异常信息的结构异常识别模块；
[0023]所述的接触网异常识别模块和结构异常识别模块分别与所述的报警模块信号连接，所述的接触网异常识别模块、位置信息识别模块以及结构异常识别模块均与所述的受电弓控制模块信号连接。
[0024]优选地，所述的受电弓控制模块包括用根据所述接触网异常信息或结构异常信息判断是否执行降弓动作的判断模块、用于发出降弓信号或升弓信号的脉冲产生模块。
[0025]优选地，所述的位置信息识别模块包括用于识别杆号的杆号识别模块和用于识别公里标的公里标识别模块。
[0026]优选地，所述的结构异常识别模块还包括存储有各杆号所对应的接触网结构标准信息的存储单元、以及用于将所述的全景图像信息中的接触网结构信息与所述的接触网结构标准信息进行比对的比较器。
[0027]本实用新型与现有技术相比的优点是:本实用新型能够实现对列车运行前方接触网状态的实时在线监控，起到接触网故障预警和异常状态自动降弓的作用，确保行车安全。
【附图说明】
[0028]附图1为本实用新型的工作原理图；
[0029]附图2为本实用新型的第一图像采集装置的视场示意图；
[0030]附图3为本实用新型的第二图像采集装置的视场示意图；
[0031]其中:10、列车；11、受电弓；20、接触网；30、轨道。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。本实用新型属于智能化动车组的线上检测系统中的一部分，利用高速摄像技术对接触网系统进行实时监控，自动识别卡扣脱落、异物悬挂、接触网结构异常等情况，并进行报警提示，建立动车组自感知网络系统。
[0033]本实用新型所采用的列车接触网检测方法包括:
[0034]采集列车运行前方远距离处的接触网图像信息；
[0035]采集列车运行前方的全景图像信息；
[0036]在所述的全景图像信息中提取位置信息和接触网结构信息，并将所述的接触网结构信息与预存在存储单元中的该位置信息所对应的标准信息进行比对，分析并识别所述的接触网图像信息和全景图像信息中的异常部位；
[0037]提取异常部位信息并报警；
[0038]根据异常部位信息控制列车的受电弓做出降弓或升弓动作。
[0039]本实用新型通过实时采集距离接触网的图像信息和全景图像信息，对列车运行前方的接触网实现实时监控，同时通过对接触网图像信息和全景图像信息进行分析识别，能够获知实时采集的图像信息中哪些部位与标准信息存在不同，由此将该部位判断为异常部位，再通过报警模块报警以及自动控制受电弓进行降弓，避开异常部位，待列车越过异常部位之后再升弓，正常运行。
[0040]在采集接触网图像信息时，考虑到列车运行速度快，为运行安全考虑应当留有足够的反应距离，因此在采集接触网图像信息时应当采集尽量远的地方，为获得清晰准确的接触网图像信息，因此本实用新型还向列车运行前方发射脉冲激光，激光的照射范围远、发散角小，因此能够对列车运行前方IKm外的接触网进行照射，而反射光信号，被光学天线接收并进行光学成像从而获得所述的接触网图像信息。
[0041]通过发射脉冲激光成像，能够在天气状况良好的情况下和夜间进行接触网成像，而在雾霾、阴雨天气，激光受到微粒散射的影响，成像效果不好，为弥补这种情况，在本实用新型的优选实施例中，可以通过对列车运行前方进行热红外线探测成像获得所述的接触网图像信息。
[0042]附图1?3所示，为本实用新型的具体实施例，其公开了一种列车接触网检测装置，安装在列车车头上，与列车10的车载显示终端相连，其包括:
[0043]用于采集列车10运行前方远距离接触网20图像信息的第一图像信息采集装置；
[0044]用于采集列车10运行前方全景图像信息的第二图像信息采集装置；
[0045]用于对第一图像信息采集装置采集到的远距离图像信息和/或第二图像信息采集装置采集到的全景图像信息进行分析处理，并识别异常部位信息的分析识别模块；
[0046]接收所述的异常部位信息并报警的报警模块，以及
[0047]与列车的受电弓控制接口相连的受电弓控制模块，分析识别模块的输入端分别与第一图像信息采集装置和/或第二图像信息采集装置的输出端相连，分析识别模块的输出端与报警模块和受电弓控制模块信号连接，列车的受电弓11通过受电弓控制接口接收到降弓指令后折叠降落，等列车越过异常部位时受电弓11再自动升弓。
[0048]具体地说，第一图像信息采集装置包括采集列车前方IKm外的接触网状态的激光雷达探测模块，该激光雷达探测模块包括:
[0049]脉冲激光源，用于对列车运行前方的接触网发出脉冲激光，并形成探测区域S1，由于激光的发散角小，因此，探测区域S1的照射距离远、视场相对较小；
[0050]光学成像模块，一般选用高速工业摄像机，其用于对探测区域S1成像，并形成光学成像?目息;
[0051 ]探测成像模块，用于对探测区域S1探测，并形成探测成像信息，系统根据探测信息可以快速发现接触网异物或接触网异常故障;及
[0052]信号处理单元，与光学成像模块、探测成像模块、分析处理模块以及车载显示终端连接，信号处理单元用于接收光学成像信息和探测成像信息并处理形成图像信息。
[0053]为避免列车的前挡风玻璃产生眩光，因此本实用新型的第一图像信息采集装置设置在列车车头外侧，安装在车头大灯位置处，距离地面高度约1.4m。第一图像采集装置的探测距离D1大于lKm，通过第一图像信息采集装置，列车接触网状态检测装置能够获知IKm外的接触网状态，自动识别卡扣脱落、异物悬挂等异常情况，并完成报警提示或自动降弓动作。
[0054]在本实用新型的优选实施例中，所述的第一图像信息采集装置为三维图像信息采集模组。
[0055]为了在阴雨、雾霾天气下或者夜间行驶情况下获得高质量、清晰的成像，所述的第一图像信息采集装置还包括用于采集热源信息的红外图像信息采集模组，该红外图像信息采集模组为红外热像仪。
[0056]第二图像信息采集装置安装在列车10车头的驾驶室内。第二图像信息采集装置包括能够采集列车运行前方距离为D2的全景图像信息的全景相机，该全景相机的视场范围为&，如附图3所示，D2通常为10?30米左右。全景图像信息中包含接触网结构状态信息、以及反映列车当前所在位置的公里号、接触网支柱杆杆号的信息，结合列车的GPS信息能够自动进行区段划分，可以准确快速的定位，因此通过将全景图像送入分析识别模块进行分析，我们就能够得知列车当前所在位置和接触网的异常状态。全景图像信息还可以通过存储装置被记录下来，作为行车记录仪使用。
[0057]在本实施例中，第二图像信息采集装置包括采集公里号和接触网支撑杆号的第一监控相机和采集接触网悬挂装置状态的第二监控相机，第一监控相机和第二监控相机整合为双摄像头结构。第二图像信息采集装置需的安装需要精确调整水平位置、垂直位置以及拍摄角度，在正式拍摄之前首先需要用软件校准拍摄区域，使拍摄区域与数据库中标准图像中的接触网的结构、坡度以及走向等一致。
[0058]所述的分析识别模块包括:
[0059]接触网异常识别模块，用于识别所述的远距离接触网图像信息中的接触网异常信息，接触网异常识别模块能够识别远距离接触网图像信息中，接触网悬挂区域的卡扣脱落、部件缺失、异物悬挂等异常数据；
[0060]位置信息识别模块，用于识别所述的全景图像信息中的实时位置信息，所述的位置信息识别模块包括用于识别杆号的杆号识别模块和用于识别公里标的公里标识别模块；
[0061]结构异常识别模块，用于识别全景图像信息中的结构异常信息，该结构异常识别模块能够识别全景图像信息中，接触网结构的相对坡度、相对位置等接触网结构信息，结构异常识别模块还包括存储有各杆号所对应的接触网结构标准信息的存储单元、以及用于将所述的全景图像信息中的接触网结构信息与所述的接触网结构标准信息进行比对的比较器。
[0062]所述的接触网异常识别模块和结构异常识别模块分别与报警模块信号连接，一旦发现存在接触网异常信息或接触网结构异常信息，立即通过报警模块报警，同时将报警信息反馈到车载显示终端，另外列车接触网状态检测装置还包括用于将异常信息反馈给调度中心的网络通讯模块，通过调度中心，可以提醒后续经过的列车注意。
[0063]受电弓控制模块包括用根据所述接触网异常信息或结构异常信息判断是否执行降弓动作的判断模块、用于发出降弓信号或升弓信号的脉冲产生模块。由于列车在行驶过程中运行速度很快，因此降弓或升弓动作一般通过接触网异常信息进行判断。所述的接触网异常识别模块、位置信息识别模块以及行车电脑与所述的受电弓控制模块信号连接。该判断模块根据接触网异常信息、位置信息、车速信息在列车将要到达故障位置时发出降弓指令，并在列车经过故障位置后，发出升弓指令。
[0064]上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种列车接触网检测装置，其特征在于，它包括: 用于采集列车运行前方远距离接触网图像信息的第一图像信息采集装置； 用于采集列车运行前方全景图像信息的第二图像信息采集装置； 与所述的第一图像信息采集装置和第二图像信息采集装置信号相连，用于对第一图像信息采集装置采集到的远距离图像信息和/或第二图像信息采集装置采集到的全景图像信息进行分析处理，并识别异常部位信息的分析识别模块； 接收所述的异常部位信息并报警的报警模块;及， 与列车的受电弓控制接口相连的受电弓控制模块，该受电弓控制模块的输入端与所述的报警模块或分析识别模块的输出端相连接。2.根据权利要求1所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述第一图像信息采集装置和/或所述第二图像信息采集装置设于所述列车车头外侧。3.根据权利要求1所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的第一图像信息采集装置包括对列车运行前方发出脉冲激光的激光雷达探测模块。4.根据权利要求3所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述激光雷达探测模块包括: 脉冲激光源，用于对列车运行前方发出脉冲激光，并形成探测区域； 光学成像模块，用于对所述探测区域成像，并形成光学成像信息； 探测成像模块，用于对所述探测区域探测，并形成探测成像信息;及， 信号处理单元，与所述的光学成像模块、探测成像模块、分析处理模块以及车载显示终端连接，所述的信号处理单元用于接收所述的光学成像信息和探测成像信息并处理形成所述的图像信息。5.根据权利要求1或3所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的第一图像信息采集装置包括用于采集热源信息的红外图像信息采集模组。6.根据权利要求1所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的第一图像信息采集装置包括三维信息采集模块。7.根据权利要求1所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的分析识别模块包括: 用于识别所述的远距离接触网图像信息中的接触网异常信息的接触网异常识别模块； 用于识别所述的全景图像信息中的实时位置信息的位置信息识别模块； 用于识别所述的全景图像信息中的结构异常信息的结构异常识别模块； 所述的接触网异常识别模块和结构异常识别模块分别与所述的报警模块信号连接，所述的接触网异常识别模块、位置信息识别模块以及结构异常识别模块均与所述的受电弓控制模块信号连接。8.根据权利要求7所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的受电弓控制模块包括用根据所述接触网异常信息或结构异常信息判断是否执行降弓动作的判断模块、用于发出降弓信号或升弓信号的脉冲产生模块。9.根据权利要求7所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的位置信息识别模块包括用于识别杆号的杆号识别模块和用于识别公里标的公里标识别模块。10.根据权利要求7所述的列车接触网检测装置，其特征在于:所述的结构异常识别模块还包括存储有各杆号所对应的接触网结构标准信息的存储单元、以及用于将所述的全景图像信息中的接触网结构信息与所述的接触网结构标准信息进行比对的比较器。
【文档编号】B61K9/08GK205601867SQ201620452217
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】李骏, 郑煜
【申请人】北京华兴致远科技发展有限公司, 苏州华兴致远电子科技有限公司