专利名称：应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法，属于列车检测技术领域。
背景技术：
现有技术中，在铁路列检试风作业中，对于列车的制动缸状态或者车底机械部件的检测需要工作人员手动完成，在条件恶劣的条件下，无法执行，造成机械部件定位、检测的高成本。实现列检试风过程的自动化的关键之一就是制动缸定位问题，在研制列检试风制动缸活塞杆状态自动监测系统的过程中，研制了用于拍摄车底图像的轨道和摄像小车等关 键系统。制动缸的位置在各种车辆中是不一样的，没什么规律可循，整个系统能否实现制动缸活塞杆伸缩状态的自动监测最关键的一步是制动缸位置的自动定位。目前采用人工作业的方式完成列车的编组、试风、行走部件的检查。人工作业效率低，劳动量大，特别是试风作业，由于对制动缸活塞杆行程等制动系统相关部件依靠肉眼检查，劳动强度很大，特别是在恶劣天气条件(如大雨、风雪、酷暑、低温等)下作业难度加大。目前，滑导线供电技术已经相当成熟，而对于移动设备通信来说，要么采用无线，要么采用电力线载波技术。若采用无线方案，其易受环境干扰，速率低，会大大降低系统的可靠性；而采用电力线载波技术，可以大大降低外部环境的干扰，从而保证整个系统通信的可靠性。而现有采用电力线载波技术仅限于固定设备的通信信号传输，而目前并没有采用电力线载波技术对于移动设备进行通信的技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提出一种应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法，实现远程、自动化操作。应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机；所述的立轨依靠铁轨卡具铺设在列检所的列检股道上，位于两铁轨内侧，与铁轨平行，且靠近一侧铁轨；立轨的横截面为“S”形的折弯板，立式安装，简称立轨；滑导线架固定在立轨的中间，滑导线架上设有凹槽，滑导线镶嵌于凹槽中，铁轨卡具由卡具支架和压块组成，支架底部与铁轨底部相贴合，凹槽卡住铁轨底部边沿，另一侧通过压块压住铁轨底部另一边沿；立轨固定在铁轨卡具内侧竖直的立轨安装面上，用螺钉紧固。所述车号识别单元采用RF技术读取车辆车号，设置于列检道岔两侧，在待检列车驶入列检股道时，车号识别单元对进入列检股道的车辆车号进行识别，将检测到的列车车号发送到中心主机；所述的摄像小车安装在立轨上，可沿立轨运动，包括车体、车厢与驱动组件；车体底面具有凹槽，形成马鞍形结构；车体通过凹槽骑在立轨上，凹槽通过两支撑轮与立轨顶面贴合，小车箱体设有支撑轮，支撑轮与立轨侧壁贴合，车体凹槽顶面上安装有编码器，编码器为旋转编码器，编码器的滚轮与立轨顶面贴合，通过支撑轮与编码器实现车体在立轨轴向上移动，且在车体移动时，通过编码器测得车体移动的位移；车体两侧分别安装有车厢与驱动组件安装板，且分别位于立轨内外两侧；所述驱动组件安装板水平与车体侧面固连，用来安装驱动组件与红外传感器；其中，驱动组件包括驱动电机、驱动轮、弹簧轴与压紧弹簧；驱动轮水平轴接在驱动组件安装板底面上，且与立轨侧面贴合，通过固定于驱动组件安装板底面上的驱动电机驱动其转动；驱动电机采用立式安装；弹簧轴水平固定在车体侧面上，弹簧轴上套有压紧弹簧，压紧弹簧两端分别与驱动轮、车体固定；所述红外传感器安装于驱动组件安装板顶面上，红外线发射端朝向立轨外侧，对准列车车轮下半圆；所述车箱内部设有两个摄像头，两个摄像头的镜头分别对准列车车厢底部两侧，在小车车箱内还设置有采用DSP为控制器的控制板，具有网络通信功能，可提供对电机的控制以及数据的采集和处理。且控制板与集电器相连；所述集电器为电刷，用来在立轨侧面安装的滑导线上取 电，通过滑导线实现控制板与轨边控制单元间的通信，使轨边控制单元发送的控制信号发送至控制板，由小车控制板控制摄像小车的移动与拍摄；摄像小车用来采集列车车底的图像信息，并对列车各个车厢轮轴进行距离测量扫描，获得当前列车各个车厢轮轴的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机。所述的供电通信装置包括开关电源、电力猫A、电力猫B、滑导线与集电器；每个轨边控制单元内设有一个电力猫A和开关电源，每个摄像小车上设有一个集电器和电力猫B;轨边控制单元通过以太网接口与电力猫A相连，向电力猫A发送控制信息数据；电力猫A通过电源线与开关电源及滑导线相连；电力猫A用来对接收到的控制信息数据进行调制后发送到滑导线；所述滑导线为两根，且形成回路，两根滑导线上有η个集电器，通过滑导线与集电器构成滑导线供电通信系统；每个集电器连接一个电力猫B，电力猫B与摄像小车控制板间通过以太网接口相连；滑导线将控制信息数据通过电力猫B进行解调后发送给摄像小车控制板；且摄像小车所发送的信息数据通过电力猫B进行调制后通过滑导线发送到电力猫Α，通过电力猫A对信息数据进行解调后，发送给轨边控制单元主机；所述开关电源为供电通信装置进行供电；所述的中心主机内设有车号车型与制动缸位置参数关系数据库，在数据库中，根据车号车型，能够确定列车中制动缸与车厢轮轴距离位置的对应关系，车号识别单元获取车号车型，输出至中心主机，中心主机根据车号车型，在数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置，并向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车内摄像头对制动缸进行拍摄。应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测方法，包括以下几个步骤步骤一车号识别单元识别车号车型，摄像小车采集列车车底的图像信息，并且传输至中心主机；启动检测系统，开启开关电源，对监测系统进行供电，车号识别单元对进入列检股道的全列车厢车号进行识别，将检测到的车厢车号发送到中心主机；摄像小车对全列列车进行距离测量扫描，并对列车各个车厢轮轴进行扫描，获得当前列车各个车厢轮轴的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机；步骤二 根据车号车型，确定摄像小车的移动参数，中心主机控制摄像小车移动到所要监测的制动缸下方；根据车号车型，在中心主机内的车号车型与制动缸位置参数关系数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，即移动参数，得到摄像小车和制动缸的匹配表，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动 方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置；步骤三中心主机控制控制风机大闸给列车制动系统加压，进行试风作业，控制摄像小车对制动缸活塞杆杆进行拍摄；中心王机向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车的摄像头对制动缸进彳丁拍摄，再将拍摄后的图片或者视频发送至中心主机。本发明的优点在于(I)本发明方法计算量小，简单快速，根据列车的车号，直接进行目标体识别定位，定位准确；(2)本发明监测系统可对列车车底需检测部件进行定点跟踪拍摄，定位精度较高；也可在运动中进行动态拍摄，起到图像动态故障识别的作用；(3)本发明监测系统实现了铁路检测的自动化，解放了人力；(4)本发明中通信信号和电源共用滑导线，对硬件的要求降低，结构简单，安装和维护方便，且通信速率快，可靠性高；采用圆柱型滑导线，架空安装在立式立轨侧面，具有防止异物在滑导线上阻挡电刷滑动，提高两根滑导线之间的绝缘电阻的优点，保证系统在室外雨天的条件下运行；电力猫A与电力猫B采用以太网接口与主机或者移动设备通信，并且具有以太网的交换机功能，能够方便的增减设备；滑导线数量少，连接简单，易于安装和维护；(5)通过建立“车号车型制动缸位置参数关系数据库”，建立了车号车型制动缸参数的对应关系，使定位算法的计算量较小，适合现场实时运行；(6)采用摄像小车对全列车辆进行距离测量扫描，获取全列轴辆信息和车轮位置参数的技术；(7)设置的摄像小车数量大于列车编组的最大数量，通过冗余匹配算法，可以实现匹配冗余，避免某个小车算坏造成某个车辆制动缸没有可用小车对其进行监视的现象。(8)采用专门研发的摄像小车，其小车和制动缸匹配算法中实现了冗余，提高了系统的可靠性，具备实用性。
图I是本发明的立轨、轨边控制单元、摄像小车、中心主机、车号识别单元的示意图；图2是本发明的立轨与铁轨的结构示意图；图3是是本发明的立轨结构示意图；图4是本发明的摄像小车结构示意图；图5是本发明的供电通信装置结构示意图；图6是本发明的方法流程图；图中 I 一铁轨 2—卡具压块3—卡具支架4 一立轨 5—滑导线架6—滑导线7-开关电源8-电力猫A9-电力猫B10-车体 11-主机12-集电器20-车厢 30-驱动组件70-支撑轮
80-编码器 90-驱动组件安装板100-红外传感器201-摄像头202-小车控制板 301-驱动电机302-驱动轮305-弹簧轴306-压紧弹簧
具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明是一种应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，如图I所示，包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机。其中，所述的立轨4如图2和图3所示，依靠铁轨卡具铺设在列检所的列检股道上，位于两铁轨I内侧，与铁轨I平行，且靠近一侧铁轨I。立轨4的横截面为“S”形的折弯板，上面的弯折部分横截面长度为X，X取值较小，滑导线架5固定在立轨4的中间，滑导线架5上设有凹槽，滑导线6镶嵌于凹槽中，滑导线6用于连接整个系统的电力系统和通讯系统，滑导线6设置在立轨4内侧，保证了电力和通讯系统的安全性，立轨4上面弯折部分的作用是保护滑导线架5和滑导线6避免外界坠落物的损伤，因为X取值较小，所以外界坠落物例如雨雪沙石等，很难在立轨上面的弯折部分停留。立轨4下面的弯折部分横截面的长度也为X，下面的折弯部分作用为让坠落杂物等沿着斜壁滚落，不积存东西，保证立轨4内部的清洁，和摄像小车运行的安全。小车立轨的具体应用为如图2所示，小车立轨通过铁轨卡具固定在铁轨上，铁轨卡具由卡具支架3和卡具压块2组成，卡具支架3底部与铁轨底部相贴合，卡具支架3的凹槽卡住铁轨底部边沿，另一侧通过卡具压块2压住铁轨底部另一边沿；立轨4固定在卡具支架3内侧竖直的立轨安装面上，用螺钉紧固。立轨4的加工方式为现场冷弯制成，减少了运输环节的破坏，也减少了安装过程的复杂。摄像小车沿立轨4运行，通过侧压力将自身压在立轨4侧面，保证小车的动力。其中，所述车号识别单元采用RF技术读取车辆车号，设置于列检道岔两侧，在待检列车驶入列检股道时，车号识别单元对进入列检股道的车辆车号进行识别，将检测到的列车车号发送到中心主机。其中，所述的摄像小车如图4所示，安装在立轨4上，可沿立轨4运动，包括车体10、车厢20与驱动组件30。车体10底面具有凹槽，形成马鞍形结构；车体10通过凹槽骑在立轨4顶面上，凹槽通过两支撑轮与立轨4顶面配合，实现车体10在立轨4上的横向定位。所述立轨4通过铁轨卡具铺设在列检所的列检股道上，位于两铁轨内侧，与铁轨平行，且靠近一端铁轨I。小车箱体10设有支撑轮70，支撑轮70与立轨4侧壁贴合，通过支撑轮70增强了车体在立轨4上的稳定度。车体10凹槽顶面上安装有编码器80，编码器80为旋转编码器，编码器80的滚轮与立轨4顶面贴合，由此通过支撑轮70与编码器80实现车体10在立轨4轴向上移动，且在车体10移动时，通过编码器80可测得车体10移动的位移。车体10两侧分别安装有车厢20与驱动组件安装板90，且分别位于立轨4内外两侦U。所述驱动组件安装板90水平与车体10侧面固连，用来安装驱动组件30与红外传感器 100。其中，驱动组件30包括驱动电机301、驱动轮302、减速器303、离合器304、弹簧轴305与压紧弹簧306 ;驱动轮302水平轴接在驱动组件安装板90底面上，且与立轨4侧面贴合，通过固定于驱动组件安装板90底面上的驱动电机301驱动其转动；驱动电机301采用立式安装，驱动电机输出轴上安装有减速器，采用离合器的的动力传输技术，可以断开减速器于驱动轮之间的连接，使小车处于自由运动状态，在故障时可由其它小车推离现场，保证冗余小车接替其图像拍摄等工作。由此通过驱动轮302的转动，实现车体10在立轨4上的移动。弹簧轴305水平固定在车体10侧面上，弹簧轴305上套有压紧弹簧306，压紧弹簧306两端分别与驱动轮302、车体10固定，由此通过压紧弹簧306保证驱动轮302获得足够的摩擦力，转动时不会打滑。所述红外传感器100安装于驱动组件安装板90顶面上，红外线发射端朝向立轨4外侧，对准列车车轮下半圆。所述车箱20内部设有两个摄像头201，两个摄像头201的镜头分别对准列车车厢底部两侧，两个摄像头201，分别用来拍摄列车车底的两侧的零部件，由此减小了视角，避免了采用单个摄像头201因视角过大造成图像严重的球面变形。在车箱20内还设置有小车控制电路板202，小车控制电路板202用来控制小车运动并对传感器信号进行采集处理完成与上位机的通信控制，且控制板202与集电器12相连。所述集电器为电刷，用来在立轨4侧面安装的滑导线6上取电，实现摄像小车的供电，且通过滑导线6可实现202与外部控制设备间的通信，使外部控制设备发送的控制信号发送至202，由202控制监测机构的移动与拍摄，实现列车车底图像扫描的功能。摄像小车间隔一定距离(如10米，小于最小车长)布设一个，总数量不小于列车编组的车厢数，由此保证每节车厢有一个摄像小车相匹配。摄像小车用来采集列车车底的图像信息，并对列车各个车厢轮轴进行距离测量扫描，获得当前列车各个车厢轮轴的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机，摄像小车还可实时获取自身移动位移并转换为电信号，同样通过轨边控制箱发送到中心主机；摄像小车中采用DSP为控制器的控制板，具有网络通信功能，可提供对电机的控制以及数据的采集处理。摄像小车在立轨4上移动，以及与轨边控制单元间的通信，均可通过滑导线6实现，且通过滑导线6还可为轨边控制单元以及摄像小车供电。所述轨边控制单元采用17处理器，因此具备较高的数据处理速度。每个轨边控制单元控制10套摄像小车，可根据立轨4长度进行扩展。其中，所述的供电通信装置如图5所示，包括电力猫AS、电力猫B9、滑导线6、集电器12与开关电源7。每个轨边控制单元内设有一个电力猫AS和开关电源7，每个摄像小车上设有一个电力猫B9。轨边控制单元通过以太网接口与电力猫AS相连，向电力猫AS发送控制信息数据；电力猫AS通过电源线与开关电源7及滑导线6相连；电力猫AS用来对接收到的控制信息数据进行调制后发送到滑导线6。所述滑导线6为两根，且形成回路，作为供电和通信的载体，采用圆柱形滑导线6，立式安装在立轨4内的滑导线架5内，防止异物在滑导线6上阻挡电刷滑动，提高两根滑导线6之间的绝缘电阻，保证系统在室外雨天的条件下运行，提高供电和通信的可靠性；两根滑导线6上设置有η个集电器12，通过滑导线6与集电器12构成滑导线供电通信系统；集电器12作为连接滑导线6与通信、移动设备的媒介，作为集电器12采用可以自由伸缩的电刷，可以提高集电器12与滑轨之间连接的可靠性；每个集电 器12连接一个电力猫Β9，以及一个摄像小车，电力猫Β9与摄像小车间控制板通过以太网接口相连。由此滑导线6将控制信息数据通过电力猫Β9进行解调后发送给摄像小车控制板；且摄像小车所发送的信息数据还可通过电力猫Β9进行调制后通过滑导线6发送到电力猫AS，通过电力猫AS对信息数据进行解调后，发送给轨边控制单元，由此，实现轨边控制单元与外部移动设备间的移动通信。所述开关电源7用来为本发明供电通信装置进行供电，采用具有高效率、过流自保护的开关电源7 ;开关电源7向电力猫Β9供电与滑导线6供电，由此通过集电器12由滑导线6集电侧获取电能，将电能传导至电力猫Β9以及摄像小车，从而实现本发明供电通信装置的移动供电。上述滑导线6供电系统中应用正交频分复用技术，实现电源和通信的共线传输。电力猫Α8与电力猫Β9均采用Intellon公司的电力线载波专用芯片ΙΝΤ6400，采用OFDM(正交频分复用)实现高速数据通信，载波频率为2到28MHz，最高通信速率达到200Mbps，支持HomePlug AV、QoS、IEEE802. 3、IEEE802. 3u标准；且具有成百上千个通信通道，即使某些通信通道受干扰关闭，也能保证轨边控制单元与移动设备之间的正常通信，大大提高了通信的可靠性。其中，所述的中心主机内设有车号车型与制动缸位置参数关系数据库，在数据库中，根据车号车型，能够确定列车中制动缸与车厢轮轴距离位置的对应关系，车号识别单元获取车号车型，输出至中心主机，中心主机根据车号车型，在数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置，并向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车内摄像头对制动缸进行拍摄。当中心主机与风机大闸联动，实现列检试风作业中自动加压、制动缸状态自动监测的过程。
本发明是一种应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测方法，流程如图6所示，包括以下几个步骤步骤一车号识别单元识别车号车型，摄像小车采集列车车底的图像信息，并且传输至中心主机；启动检测系统，开启开关电源，对监测系统进行供电，车号识别单元对进入列检股道的全列列车车号进行识别，将检测到的列车车号发送到中心主机；摄像小车对全列列车进行距离测量扫描，并对列车各个车厢轮轴进行扫描，获得当前列车各个车厢轮轴的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机；步骤二 根据车号，确定摄像小车的移动参数，中心主机控制摄像小车移动到所要监测的制动缸下方；根据车号车型，在中心主机内的车号车型与制动缸位置参数关系数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列 车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离(移动参数)，得到摄像小车和制动缸的匹配表，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置；步骤三中心主机控制风机大闸给列车制动系统加压，进行试风作业，控制摄像小车对制动缸活塞杆杆进行拍摄；中心王机向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车的摄像头对制动缸进彳丁拍摄，再将拍摄后的图片或者视频发送至中心主机。当列车制动系统试风过程中，可以对制动缸活塞杆设伸缩运动过程进行实时监测。
权利要求
1.应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机； 所述的立轨铺设在列检所的列检股道上，位于两铁轨内侧，与铁轨平行，且靠近一侧铁轨；立轨的横截面为“S”形的折弯板，滑导线架固定在立轨的中间，滑导线架上设有凹槽，滑导线镶嵌于凹槽中，所述的小车立轨通过铁轨卡具固定在铁轨上，铁轨卡具由卡具支架和卡具压块组成，卡具支架底部与铁轨底部相贴合，卡具支架的凹槽卡住铁轨底部边沿，一侧通过卡具压块压住在铁轨底部边沿，立轨固定在卡具支架内侧竖直的立轨安装面上； 所述车号识别单元采用RF技术读取车辆车号，设置于列检道岔两侧，在待检列车驶入列检股道时，车号识别单元对进入列检股道的车辆车号进行识别，将检测到的列车车号发送到中心主机； 所述的摄像小车安装在立轨上，可沿立轨运动，包括车体、车厢与驱动组件；车体底面具有凹槽，形成马鞍形结构；车体通过凹槽骑在立轨顶面上，凹槽通过两支撑轮与立轨顶面配合，小车箱体设有支撑轮，支撑轮与立轨侧壁贴合，车体凹槽顶面上安装有编码器，编码器为旋转编码器，编码器的滚轮与立轨顶面贴合，通过支撑轮与编码器实现车体在立轨轴向上移动，且在车体移动时，通过编码器测得车体移动的位移；车体两侧分别安装有车厢与驱动组件安装板，且分别位于立轨内外两侧；所述驱动组件安装板水平与车体侧面固连，用来安装驱动组件与红外传感器；其中，驱动组件包括驱动电机、驱动轮、弹簧轴与压紧弹簧；驱动轮水平轴接在驱动组件安装板底面上，且与立轨侧面贴合，通过固定于驱动组件安装板底面上的驱动电机驱动其转动；驱动电机采用立式安装；弹簧轴水平固定在车体侧面上，弹簧轴上套有压紧弹簧，压紧弹簧两端分别与驱动轮、车体固定，所述红外传感器安装于驱动组件安装板顶面上，红外线发射端朝向立轨外侧，对准列车车轮下边沿；所述小车箱内部设有两个摄像头，两个摄像头的镜头分别对准列车车厢底部两侧，在小车车箱内还设置有采用DSP数字信号处理器为控制器的控制板，具有网络通信功能，可提供对电机的控制以及数据的采集和处理。且控制板与集电器相连；所述集电器为电刷，用来在立轨侧面安装的滑导线上取电，通过滑导线实现控制板与轨边控制单元间的通信，使轨边控制单元发送的控制信号发送至控制板，由小车控制板控制摄像小车的移动与拍摄；摄像小车用来采集列车车底的图像信息，并对列车各个车厢轮轴进行距离测量扫描，获得当前列车各个车厢车轮的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机； 所述的供电通信装置包括开关电源、电力猫A、电力猫B、滑导线与集电器；每个轨边控制单元内设有一个电力猫A和开关电源，每个摄像小车上设有一个集电器和电力猫B;轨边控制单元通过以太网接口与电力猫A相连，向电力猫A发送控制信息数据；电力猫A通过电源线与开关电源及滑导线相连；电力猫A用来对接收到的控制信息数据进行调制后发送到滑导线；所述滑导线为两根，且形成回路，两根滑导线上有η个集电器，通过滑导线与集电器构成滑导线供电通信系统；每个集电器连接一个电力猫B，电力猫B与摄像小车控制板间通过以太网接口相连；滑导线将控制信息数据通过电力猫B进行解调后发送给摄像小车控制板；且摄像小车所发送的信息数据通过电力猫B进行调制后通过滑导线发送到电力猫Α，通过电力猫A对信息数据进行解调后，发送给轨边控制单元主机；所述开关电源为供电通信装置进行供电； 所述的中心主机内设有车号车型与制动缸位置参数关系数据库，在数据库中，根据车号车型，能够确定列车中制动缸与车厢轮轴距离位置的对应关系，车号识别单元获取车号车型，输出至中心主机，中心主机根据车号车型，在数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置，并向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车内摄像头对制动缸进行拍摄。
2.根据权利要求I所述的应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，所述的立轨为现场冷弯制成。
3.根据权利要求I所述的应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，所述的摄像小车中采用以DSP数字信号处理器为核心的控制板。
4.根据权利要求I所述的应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，所述的轨边控制单元采用17处理器。
5.根据权利要求I所述的应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，所述的每个轨边控制单元控制10套摄像小车，根据立轨长度进行扩展。
6.应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测方法，其特征在于，包括以下几个步骤 步骤一车号识别单元识别列车车厢车号，摄像小车采集列车车底的图像信息，并且传输至中心主机； 启动检测系统，开启开关电源，对监测系统进行供电，车号识别单元对进入列检股道的全列车厢车号进行识别，将检测到的车厢车号发送到中心主机；摄像小车对全列列车进行距离测量扫描，并对列车各个车厢轮轴进行扫描，获得当前列车各个车厢轮轴的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机； 步骤二 根据车号，确定摄像小车的移动参数，中心主机控制摄像小车移动到所要监测的制动缸下方； 根据车号，在中心主机内的车号车型与制动缸位置参数关系数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，即移动参数，得到摄像小车和制动缸的匹配表，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置； 步骤三中心主机控制控制风机大闸给列车制动系统加压，进行试风作业，控制摄像小车对制动缸活塞杆进行拍摄； 中心主机向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车的摄像头对制动缸进行拍摄，再将拍摄后的图片或者视频发送至中心主机。
全文摘要
本发明公开了应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法，系统包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机。方法包括1、车号识别单元识别列车车厢车号，摄像小车采集列车车底的图像信息，并且传输至中心主机；2、根据车号，确定摄像小车的移动参数，中心主机控制摄像小车移动到所要监测的制动缸下方；3、中心主机控制控制风机大闸给列车制动系统加压，进行试风作业，控制摄像小车对制动缸活塞杆进行拍摄；本发明根据列车车号，直接进行图像识别定位，可远程操作，定位准确；监测系统可对列车车底需检测部件进行定点跟踪拍摄，定位精度较高；也可在运动中进行动态拍摄，起到图像动态故障识别的作用。
文档编号G01M17/08GK102901645SQ20121030195
公开日2013年1月30日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者农时猛, 李建国, 孟志刚, 张益 , 郭浩, 郭忠, 石小累, 张永东, 从国飞 申请人:北京康拓红外技术股份有限公司