专利名称：一种监测轮轨接触状态的装置及系统的制作方法
技术领域：
本实用新型关于铁路基础设置状态监测技术，具体的讲是一种监测轮轨接 触状态的装置及系统。
背景技术：
目前，轮轨动力学检测系统主要检测的项目包括轮轨垂向力、横向力、轮轴 力、脱轨系数和减载率等参数。轮轨动力学检测系统采用测力轮对测量垂直力 和水平力。
在测量垂直力时，可在车轮辐板内侧、外侧，选择适当位置布置16个应变 片，组成两个全桥VA和VB，每两个应变片串联成一个桥臂，每个电桥由内侧、 外侧8个应变片组成，两个电桥组桥方式完全相同，而不同的是把VB桥内外侧 应变片相对于VA桥的应变片位置旋转45° ，对桥路的输出波形进行叠加修正后 得到的波形与垂直荷载成正比，并且与角度位置无关，从而实现垂直力的连续测
在测量水平力时，可在车轮辐板内侧面，选择适当位置布置16个应变片， 组成两个全桥LA、 LB，每个电桥由8个应变片组成，每两个应变片串联形成一个 臂，两个电桥结构形式相同，仅是LB应变片位置相对于LA的应变片位置在圆 周方向旋转90° 。将两个电桥的输出值进行数学计算即可得到与角度位置无关 的水平力连续测量值。
上述电桥的应变片信号首先经过动态应变仪处理，然后数字化送入计算机 经数字滤波和数学分析得到垂直力和水平力，进一步通过数学运算即可得到脱 轨系数、减载率和轮轴力等测量值。
由于任何检测系统都有可能因为外界和内部干扰间断性出现异常数值，因此，当出现轮轨作用力异常时，上述轮轨动力学检测系统无法完全正确判断异. 常值是由轮轨真实接触状态异常产生的，还是由轮轨动力学检测系统受到干扰 而产生。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种监测轮轨接触状态的装置及系统，通过 监测列车运行过程中的轮轨接触状态，为轮轨动力学检测系统的线路检测提供 的辅助评判数据。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种监测轮轨接触状态的装置， 该装置包括摄像单元，用于采集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息；线
路信息获取单元，与摄像单元连接，用于获取列车的线路信息；线路信息包括
线路名称、和/或里程、和/或行驶速度；处理单元，与线路信息获取单元连接，
用于将获取的线路信息与采集的视频信息进行叠加；视频信息传输单元，与处 理单元连接，用于向视频监视设备传送叠加线路信息的视频信息。
为了实现上述目的，本实用新型实施例还提供一种监测轮轨接触状态的装置，
该装置包括视频信息接收单元，用于接收叠加线路信息的车轮与轨道接触状态
的视频信息，线路信息路名称、和/或里程、和/或行驶速度；显示单元，与视 频信息接单元连接，用于显示叠加线路信息的视频信息。
为了实现上述目的，本实用新型实施例还提供一种监测轮轨接触状态的系
统，该系统包括摄像单元，用于釆集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息； 线路信息获取单元，用于获取列车的线路信息；线路信息包括线路名称、和/或 里程、和/或行驶速度；处理单元，与摄像单元和线路信息获取单元连接，用于 将获取的线路信息与采集的视频信息进行叠加；视频信息传输单元，与处理单 元连接，用于传送叠加线路信息的视频信息；视频信息接收单元，与视频信息 传输单元连接，用于接收叠加线路信息的视频信息；显示单元，与视频信息接 收单元连接，用于显示叠加线路信息的视频信息。本实用新型实施例的有益效果在于，实时监视列车在运行过程中车轮与轨 道的真实接触状态，并实时叠加线路名、里程和速度等线路信息，同时实时将 视频图像记录在硬盘上，为轮轨动力学检测系统检测线路时提供辅助评判依据， 提高轮轨动力学检测系统检测线路的准确性。
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一 部分，并不构成对本实用新型的限定。在附图中
图1是实施例1中监测轮轨接触状态的装置的结构框图； 图2是实施例2中监测轮轨接触状态的装置的结构框图3是实施例1和2中轮轨接触状态监测装置构成的系统的结构框图；.
图4是实施例1和2中轮轨接触状态监测装置构成的另一系统的结构框图5是实施例3中监测轮轨接触状态方法的流程图6是实施例4中监测轮轨接触状态方法的流程图7是实施例5中监测轮轨接触状态的系统的结构框图8是实施例5中实时线路信息的处理流程图9是实施例6中监测轮轨接触状态的系统的结构框图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方 式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施 方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
本实用新型实施例提供一种监测轮轨接触状态的装置和系统。以下结合附 图对本实用新型进行详细说明。
实施例1
本实施例提供一种轮轨接触状态监测装置100，如图1所示，该装置100包括摄像单元ioi，线路信息获取单元102，处理单元103和视频信息传输单元
104。其中，该摄像单元102，用于采集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息。
该线路信息获取单元102，用于获取列车的线路信息；线路信息包括线路名称、
和/或里程、禾n/或行驶速度。该处理单元i03，用于将采集的视频信息与获取的
线路信息叠加。该视频信息传输单元104，用于向视频监视设备发送叠加线路信
息的视频信息。
本实施例中，处理单元103将采集的视频信息与获取的线路信息叠加后的 视频信息可以是模拟视频信号，本领域技术人员可根据本实施例的内容，将处 理单元103输出的叠加线路信息的视频信息进行编码，转换为数字信号，再将 转换后的数字信号打包为数字IP信号，通过通讯网络中的交换机，将数字IP 信号通过有线和/或无线方式传输给远程的视频监视设备进行播放和存储。
本领域技术人员，根据本实施例揭示的内容，对本实施例中的轮轨接触状
态监测装置的技术方案进行多种变化。譬如摄像单元101可由摄像机实现，
采集列车的车轮与轨道的接触状态的实时视频信息；线路信息获取单元102、处 理单元103和视频信息传输单元104可以由字符叠加器实现，由字符叠加器获 取列车的实时线路信息并将实时线路信息与实时视频信息叠加，通过有线和/或 无线方式传输叠加线路信息的实时视频信息，字符叠加器集成在摄像机中，由 摄像机采集列车的车轮与轨道的接触状态的实时视频信息并将采集的实时视频 信息与接收的实时线路信息叠加，生成叠加线路信息的实时视频信息，并无线 传输至远程的视频监视装置，以监控列车的实时轮轨接触状态；或者，摄像单 元101由摄像机实现，采集列车的车轮与轨道的接触状态的实对视频信息；线 路信息获取单元102和处理单元103由字符叠加器实现，视频信息传输单元与 编码单元由视频编码器实现，将字符叠加器和视频编码器集成在摄像机中，通 过摄像机采集列车的车轮与轨道的接触状态的实时视频信息并将采集的实时视 频信息与接收的实时线路信息叠加，生成叠加线路信息的视频信息，将视频信 息打包为数字IP信号，将数字IP信号有线和/或无线传输至远程的视频监视装
8置。
本实施例的有益效果在于，通过监测列车运行过程中的轮轨接触状态，为轮 轨动力学检测系统的线路检测提供的辅助评判数据，以提高轮轨动力学监测系统 的线路检测的准确性。
实施例2
本实施例提供一种轮轨接触状态监测装置200，如图2所示，该装置200包 括视频信息接收单元201和显示单元202。
其中，该视频信息接收单元201用于接收叠加线路信息的车轮与轨道接触 状态的视频信息，线路信息路名称、和/或里程、和/或行驶速度。该显示单元 202用于显示低价线路信息的视频信息，以监测车轮与轨道的接触状态。
本实施例中，轮轨接触状态监测装置可以由视频采集处理计算机实现。视 频信息接收单元20和显示单元202集成在视频采集处理计算机中。视频采集处 理计算机中还可包括解码单元，用于对接收的视频信息进行视频解码；存^ 单元，用于存储叠加线路信息的视频信息；线路信息接收单元，用于接收列车 定位同步系统传输来的实时线路信息；线路信息传输单元，用于将接收的实时 线路信息通过有线和/或无线方式进行传输。
本实施例的有益效果在于，通过监测叠加线路信息的列车的车轮与轨道接触 状态的视频，为轮轨动力学检测系统的线路检测提供的辅助评判数据，以提高轮 轨动力学监测系统的线路检测的准确性。
根据本实用新型实施例1和实施例2揭示的技术方案，本领域技术人员可将 实施例1和实施例2中的轮轨接触状态监测装置100和200，组合成图3所示的轮 轨接触状态监测系统。图3中，轮轨接触状态监测系统包括视频生成装置301和 视频监视装置302，其中视频生成装置301与视频监视装置302之间通过通讯网络 有线和/或无线通讯，视频监视装置302接收列车定位同步系统传输来的实时线路 信息，将实时线路信息通过通讯网络发送至视频生成装置301，由视频生成装置 301将实时线路信息与采集的列车的车轮与轨道的接触状态的实时视频信息叠加，将叠加实时线路信息的实时视频信息，通过通讯网络传输给视频监视装置 302，以监控列车的轮轨接触状态。
本领域技术人员还将实施例1和实施例2中的轮轨接触状态监测装置100和 200，组合成图4所示的轮轨接触状态监测系统。图4中，轮轨接触状态监测系统 包括视频生成装置401和402，视频监视装置403，其中视频生成装置401、 402 与视频监视装置403之间通过通讯网络无线连接，视频监视装置403接收列车定 位同步系统传输来的实时线路信息，将实时线路信息通过通讯网络分别发送至 视频生成装置401和402，由视频生成装置401将实时线路信息与采集的列车的 左车轮与轨道的接触状态的实时视频信息叠加，由视频生成装置402将实时线 路信息与采集的列车的右车轮与轨道的接触状态的实时视频信息叠加。由视频 生成装置401和402分别将叠加实时线路信息的实时视频信息，通过通讯网络 传输给视频监视装置302，以监控列车的左车轮和右车轮的轮轨接触状态。
但本领域技术人员应知的是，在本实用新型中，视频生成装置401和402还 可通过其它方式获得列车的实时线路信息，譬如，视频生成装置401和402可直 接获取由列车定位同步系统传输来的实时线路信息。
实施例3
本实施例提供一种监测轮轨接触状态的方法，如图5所示，该方法包括 步骤501，采集列车的车轮与轨道接触状态的实时视频信息； 步骤502，获取列车的实时线路信息；线路信息包括线路名称、和/或里程、 和/或行驶速度-,
步骤503，将采集的实时视频信息与获取的实时列车的线路信息叠加； 步骤504，通过有线和/或无线方式发送叠加线路信息的视频信息。 本实施例中，叠加线路信息的视频信息可以是模拟视频信号，本领域技术 人员可根据本实施例的内容，将叠加线路信息的视频信息进行编码，转换为数 字信号，将转换后的数字信号打包为数字IP信号，通过交换机将数字IP信号 传输给远程的视频信息处理计算机进行播放和存储。本实施例的有益效果在于，通过监测列车运行过程中的轮轨接触状态，为轮 轨动力学检测系统的线路检测提供的辅助评判数据，以提高轮轨动力学监测系统 的线路检测的准确性。
实施例4
本实施例提供一种监测轮轨接触状态的方法，如图6所示，该方法包括 步骤601,通过有线和/或无线方式接收叠加实时线路信息的车轮与轨道接触 状态的实时视频信息，线路信息路名称、禾口/或里程、禾口/或行驶速度；
步骤602，显示叠加实时线路信息的车轮与轨道接触状态的实时视频信息，以 监测车轮与轨道的接触状态；
步骤603，存储叠加实时线路信息的车轮与轨道接触状态的实时视频信息。
本实施例的有益效果在于，通过监测列车运行过程中的轮轨接触状态，为轮 轨动力学检测系统的线路检测提供的辅助评判数据，以提高轮轨动力学监测系统 的线路检测的准确性。
实施例7
本实施例提供一种监控轮轨接触状态系统，如图7所示，该系统包括摄 像机701和702，字符叠加器703，视频编码器704和视频采集处理计算机705。
在安装测力轮对对应的车体底架上安装2台摄像机701和702，分别采集测 力轮对的两个车轮(左轮和右轮)的轮轨接触状态的视频图像。摄像机701和 702输出的视频图像传输给字符叠加器703。字符叠加器703、视频编码器704 以及视频采集处理计算机705设置在列车的相同或不同车厢内，其中视频编码 器704与视频采集处理计算机705之间可通过以太网无线传输列车的轮轨接触 状态检测视频图像，也可通过有线方传输列车的轮轨接触状态检测视频图像。
视频采集处理计算机705接收列车定位同步系统传输来的实时里程和速度 等实时线路信息，视频采集处理计算机705将接收的实时线路信息进行处理后 通过现场总线网络实时发送给字符叠加器703。视频采集处理计算机705处理实 时线路信息的流程如图8所示，因为列车在运行过程中不会有速度突变的情况
ii发生，所以可以认为列车在短时间内是匀速运行，首先，视频采集处理计算机 705通过接收的里程信息判断列车的当前运行状态是增里程运行还是减里程运 行；然后，视频采集处理计算机705将传输总延迟时间(包括定位同步系统传 输到视频采集处理计算机的时间和视频采集处理计算机传输到字符叠加器的时 间，此时间是固定值，已经进行测试，其为150ms)乘以当前列车运行速度，得 到传输延迟时间对应的里程数，根据列车当前运行里程的增减情况，将当前接 收到的里程数与传输延迟时间对应的里程数相加或相减，即可得到列车的实时 线路信息；最后，视频采集处理计算机705将实时线路信息传输给字符叠加器， 用于与列车的轮轨接触状态的视频图像进行精确叠加。字符叠加器703将接收
的里程、速度、线路名等线路信息分别叠加在视频图像上，输出叠加字符后的 视频图像，并传输给视频编码器704。视频编码器704将接收的视频图像进行编 码并打包成IP信息，将IP信息通过以太网络发送给视频采集处理计算机705. 视频釆集处理计算机705将接收的数字IP视频图像解码后，实时显示和存储叠 加线路信息的列车轮轨接触状态视频图像。
本实施例中，字符叠加器703可采用任意一种现有的叠加技术，将线路信 息与视频图像叠加，如采用北京金舒文科技有限公司的动态字符叠加器即可实 现视频图像与动态字符的叠加。
本实施例的有益效果在于，对轮轨接触状态的监测，可以实时监视列车在 运行过程中车轮与轨道的真实接触状态，并将实时线路名、实时里程和实时速 度等实时线路信息与实时视频图像叠加，同时将叠加实时线路信息的实时视频 图像记录在硬盘上，当轮轨动力学检测系统发现轮轨作用力异常时，还可通过 重放相应轮轨接触状态视频录像，对造成列车的轮轨作用力异常的原因进行综 合分析判断，提高轮轨动力学监测系统的线路检测准确性。
实施例6
本实施例提供一种监控轮轨接触状态系统，如图9所示，该系统包括摄 像机901和902，字符叠加器903和9(M，视频编码器905和906和视频采集处理计算机907。在安装测力轮对对应的车体底架上安装2台摄像机901和902， 分别采集测力轮对的左车轮和右车轮的轮轨接触状态信息。摄像机901输出左 车轮的实时视频图像给字符叠加器903，摄像机902输出右车轮的实时视频图像 给字符叠加器804。视频监视设备907接收列车定位同步系统传输来的里程和速 度等信息，经过内部处理后分别发送给字符叠加器903和904。字符叠加器903 和904将接收的实时里程、实时速度、实时线路名等线路信息，分别叠加在左 车轮和右车轮的实时轮轨接触状态的视频图像上。字符叠加器903出叠加字符 后的实时视频图像至视频编码器905，字符叠加器904输出叠加字符后的实时视 频图像至视频编码器906。视频编码器905和906将接收的视频图像分别通过通 讯网络传输给视频监视设备908，由视频监视设备908对叠加线路信息的视频图 像解码后，实时显示和存储叠加线路信息的左车轮和右车轮的实时轮轨接触状 态视频图像。
本实施例的有益效果在于，对轮轨接触状态的监测，可以实时监视列车在 运行过程中车轮与轨道的真实接触状态，并实时叠加线路名、里程和速度等线 路信息，同时实时将视频图像记录在硬盘上，当轮轨动力学检测系统发现轮轨 作用力异常时，可重放相应轮轨接触状态视频录像，对造成列车轮轨作用力异 常的原因进行综合分析判断，提高轮轨动力学监测系统的线路检测的准确性。
以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果迸 行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方 式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则 之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范 围之内。
权利要求1.一种监测轮轨接触状态的装置，其特征在于，所述装置包括摄像单元，用于采集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息；线路信息获取单元，与所述摄像单元连接，用于获取所述列车的线路信息；所述线路信息包括线路名称、和/或里程、和/或行驶速度；处理单元，与所述线路信息获取单元连接，用于将获取的所述线路信息与采集的所述视频信息进行叠加；视频信息传输单元，与所述处理单元连接，用于向视频监视设备传送叠加所述线路信息的所述视频信息。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线路信息获取单元用于 接收所述视频监视设备传输的所述列车的线路信息。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括视频编码单 元，与所述处理单元和所述视频信息传输连接，用于对叠加所述线路信息的所 述视频信息进行视频编码，将编码后的叠加所述线路信息的所述视频信息传送 给所述视频信息传输单元。
4. 一种用于监测轮轨接触状态的装置，其特征在于，所述装置包括 视频信息接收单元，用于接收叠加线路信息的车轮与轨道接触状态的视频信息，所述线路信息路名称、和/或里程、和/或行驶速度；显示单元，与所述视频信息接单元连接，用于显示叠加所述线路信息的所 述视频信息。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括-存储单元，与所述视频信息接单元连接，用于存储叠加所述线路信息的所述视频信息；线路信息接收单元，用于接收列车定位同步系统传输来的所述线路信息； 线路信息传输单元，与所述线路信息接收单元连接，用于传输接收的所述 线路信息。
6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括解码单元， 与所述视频信息接单元、所述显示单元和所述存储单元连接，用于对叠加所述 线路信息所述视频信息进行视频解码，并将解码后的叠加所述线路信息的所述 视频信息传送给所述显示单元和所述存储单元。
7. —种监测轮轨接触状态的系统，其特征在于，所述系统包括-摄像单元，用于采集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息； 线路信息获取单元，用于获取所述列车的线路信息；所述线路信息包括线路名称、和/或里程、和/或行驶速度；处理单元，与所述摄像单元和所述线路信息获取单元连接，用于将获取的所述线路信息与采集的所述视频信息进行叠加；视频信息传输单元，与所述处理单元连接，用于传送叠加所述线路信息的 所述视频信息；视频信息接收单元，与所述视频信息传输单元连接，用于接收叠加所述线 路信息的视频信息；显示单元，与所述视频信息接收单元连接，用于显示叠加所述线路信息的所述视频信息。
8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括存储单元， 与所述视频信息接收单元连接，用于存储叠加所述线路信息的所述视频信息；线路信息接收单元，用于接收列车定位同步系统传输来的所述线路信息； 线路信息传输单元，与所述线路信息接收单元和所述线路信息获取单元连 接，用于将所述线路信息传送给所述线路信息获取单元。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括视频编码 单元，与所述处理单元和所述视频信息传输单元连接，用于对叠加所述线路信 息的所述视频信息进行视频编码，并将编码后的叠加所述线路信息的所述视频 信息传送给所述视频信息传输单元。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括解码单元， 与所述视频信息接收单元、所述显示单元和所述存储单元连接，用于对接收的 叠加所述线路信息的所述视频信息进行视频解码，并将解码后的叠加所述线路 信息的所述视频信息传送给所述显示单元和所述存储单元。
专利摘要本实用新型提供一种监测轮轨接触状态的装置和系统，其中该装置包括摄像单元，用于采集列车的车轮与轨道接触状态的视频信息；线路信息获取单元，用于获取列车的线路信息；线路信息包括线路名称、和/或里程、和/或行驶速度。处理单元，用于将采集的视频信息与获取的线路信息叠加。视频信息传输单元，用于向视频监视设备传送叠加线路信息的视频信息。本实施例的有益效果在于，通过监测列车运行过程中的轮轨接触状态，为轮轨动力学检测系统的线路检测提供的辅助评判数据，以提高轮轨动力学检测系统的线路检测的准确性。
文档编号E01B35/00GK201347528SQ20082023411
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者任盛伟, 李海浪, 超 杨, 许贵阳, 松 谭, 钢 赵, 陆勇彪 申请人:中国铁道科学研究院基础设施检测研究所