一种基于公网传输的接触网状态在线监测/检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铁路接触网系统状态参数测量技术领域，涉及一种基于公网传输的接触网状态在线监测/检测装置。
【背景技术】
[0002]铁路速度的发展经历了从蒸汽时代、内燃时代到电气时代的过程，提速离不开电气化铁路，铁路电气化是中国铁路发展的最终目标。影响列车运行速度的主要因素除线路曲线半径、无缝钢轨、牵引机车、列车车辆等外，接触网的质量也是影响列车运行速度的重要因素。
[0003]接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。因此接触网的质量和工作状态将直接影响着电气化铁道的运输能力。如何提高接触网的稳定性、平滑度，减少接触网硬点、火花、碰弓、脱弓，消除接触网事故及行车事故隐患，延长接触网使用寿命，减少接触网维护工作量，降低接触网维护成本，是铁路提速中必须解决的问题。
[0004]我国高速铁路分布越来越广阔，途径地区的气象条件差异较大，而且接触网的特点在于设备裸露于自然环境中，沿线架设，没有备用，对运行环境极为敏感，是电力牵引中一个比较薄弱的环节，易受自然环境的影响。
[0005]因此接触网的状态监测/检测技术对保证接触网的良好运行起着至关重要的作用。而常见的接触网监测/检测的目的主要包括以下内容:
[0006](I)是接触网施工调整和运营维护不可缺少的技术基础，它为施工部门的冷滑试验和工程交验提供技术依据；
[0007](2)为设计部门评判，为运营管理部门的维修调整提供必要信息;为接触网状态检修提供理论基础和技术条件；
[0008](3)为弓网关系评价提供数据，为接触网施工调整和运营维护提供依据；
[0009](4)监测/检测不能代替维修，但可以根据监测/检测结果制定必要的维修措施，避免无效的维修措施。
[0010]接触网状态的监测，主要是对已投入运行的电气化铁路，监测接触悬挂的工作状态，以便及时发现隐患，消除各种病态，保证安全运行。监测项目有:运行轨迹、离线状态、导线磨损、接触线高度、拉出值及导线偏位等。其目的是为保证安全运营，维护管理提供检修依据。
[0011]传统的接触网状态监测/检测是使用专用的接触网监测/检测车定期对线路接触网进行监测/检测的，近几十年来，我国铁路陆续配备了各种等级的接触网监测/检测车和接触网巡检车辆，在保障电气化铁道接触网的运行安全方面发挥了重要的作用。而目前，我国接触网监测/检测的方法，大都是将监测/检测元件安装在受电弓上，通过受电弓在接触线上滑动，测量接触网的状态特性和特定参数。
[0012]然而，随着我国高速铁路的发展，列车运行的车速不断提高，列车运行的密度也在不断增大，传统监测/检测的设备在这种列车运行速度过高的情况下的监测/检测精度严重下降，同时由于监测/检测元件需要安装在受电弓上，因此安装施工会占用列车的正常运行时间，同时监测/检测元件的损坏也可能会影响受电弓的工作状态，进而影响列车的正常运行，为整个铁路系统的运作带来不便，造成巨大损失；同时，接触网受电弓长时间的磨损，随时存在不同程度的安全隐患，很容易导致监测/检测元件的损坏。
[0013]综上所述，一种不需要将元件安装于受电弓或机车其他部件，不会影响列车正常运行，也不会受列车运行而产生损耗，而且不受列车运行时间制约的高速铁路接触网状态在线监测/检测系统，对高速铁路接触网的状态监测/检测，为其相关方面的评估、抢修和改进提供数据支持，对提升高速铁路系统保障能力具有巨大的作用。
[0014]近年来，针对高速铁路接触网状态的监测/检测装置和系统的研究，我国已经取得了一定的研究成果，并且其中的部分成果已经投入到了实际的应用中。发明专利CN102759347 B公开了一种高铁接触网在线巡检装置、巡检方法以及其构成的高铁接触网检测系统，其巡检装置包括高速摄像模块和与高速摄像模块连接的车载服务器，其特点是:将采集到的视频转换为同步的接触网图片和位置图片，然后利用算法分析处理检测到的结果;然而，该系统只能够采集接触网的图像信息，而无法采集接触网的其他机械物理或其所处环境的参数，采集信息不够全面、不够真实，参考价值不够大，同时该系统为车载式巡检系统，属于传统的监测/检测技术范畴，并不能实现监测/检测过程的全天化、无人化、独立化，工作时间及方式具有巨大限制。发明专利CN104567684 A公开了一种接触网几何参数检测方法及装置，该装置包括固定于车辆顶部的至少两台扫描摄像机，其特点是:利用线扫描摄像机采集的图像进行几何参数检测，根据成像角度和至少两台线扫描摄像机相对于车辆顶部的位置数据确定接触网几何参数;然而，该装置及方法只针对接触网几何参数检测，采集信息涉及范围窄，数据处理过程复杂且易失真，同时检测成本较大，结果具有随机性，不具有大量性、普遍性、连续性，易受天气因素的影响，且无法实时在线监测。发明专利CN105067041 A公开了一种接触网状态监测装置及其控制方法，该装置包括双光源发射模块、光环行器、光信号解调模块、控制模块、计算机终端、光纤光栅传感器，其特点是:通过光纤与光纤光栅传感特性，实现对接触网温度、振动的实时监测;然而，由于其光纤光栅传感器与长距离传感光纤铺设在接触网沿线，铺设成本巨大，其安装施工影响接触网系统的正常运行，为列车行驶带来不便，同时由于其传感光纤长距离铺设，必然会受到更多的外界干扰，从而使监测结果误差较大，另外其光源及接收终端安置在地面，因此已遭到人为因素的破坏。
[0015]总体来说，目前针对高速铁路接触网状态监测/检测的研究不多，绝大部分还属于对传统监测/检测技术的研究，研究中的监测/检测元件的载体都为车辆，监测/检测的功能单一，获取的接触网状态信息较少，并且大都只能获得接触网在检测时刻的瞬时状态，对接触网状态的监测/检测是间断不连续的，无法实现对接触网运行状态的实时在线连续监测/检测。
【发明内容】
[0016]本发明借鉴高速铁路接触网状态的传统监测/检测所取得的研究成果，结合最新的技术手段，针对现有技术存在的诸多问题，根据高速铁路接触网自身的结构、电气及所处环境条件，提出了一种基于公网传输，能够全天化、无人化、独立化的实时在线监测/检测装置。本发明所述系统中分布式安装在接触网回流线上的在线监测/检测下位机能够对接触网线路电流、腕臂结构及导线振动、导线张紧力、所处位置风速、安装位置接触网及环境影像等接触网状态参数进行测量;所述下位机能够获取上位机锂电池组电压值及充放电状态，记录采样时间，并可以根据监测对象的不同设置不同的采样参数，且可以根据采样所得数据及时间进行相关的分析及计算，并生成分析/计算报告;该系统对高速铁路接触网的状态监测/检测结果，可以为其相关方面的评估、抢修、改进和预防提供数据支持，对提升高速铁路系统技术保障能力具有巨大的意义。
[0017]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0018]—种基于公网传输的接触网状态在线监测/检测装置，包括:分布安装在接触网回流线路上的下位机和位于远程操控室并安装有监测/检测软件的上位机。
[0019]上位机包括:节点操作面板、电源监测面板、采样参数设置面板、时间显示/记录面板、数据显示/提取面板和分析/计算面板。
[0020]下位机包括:主控芯片电路、触发电路、开关电路、采样模块、电源监测模块、数据传输模块、数据传输附属模块、数据传输开关模块、授时模块、启动模块和音频传感器模块、状态监测传感器模块、以及由取电线圈组、电源处理模块、锂电池组、遥控开关组成的电源模块。
[0021 ]上位