一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统的制作方法

1.本实用新型涉及铁路运输生产技术领域，特别是涉及一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统。


背景技术：

2.现有编组站溜放车辆溜防制动条件依靠到达场拉风制动人员人工作业、驼峰提钩人员人工检查和处理，人工检查耗时长、效率低，作业质量受个人业务能力、工作责任心、车型以及外部环境等因素影响较大，存在排风作业不彻底、缓解不到位的情况，极易发生溜放车辆抱闸、中停，以及关门车未发现等问题，存在较大的行车安全隐患。
3.为提高驼峰溜放车辆制动条件的自动化、智能化甄别水平，减少人工作业存在的质量差异，通过在驼峰推峰线相应地点安装图像识别设备及其附属设备，实现对车辆底部制动缸和截断塞门等状态的自动识别，对其异常状态采用声音、文字或图片等方式进行预警，只针对异常情况加以人工辅助检查，减少提钩人员的作业强度和安全风险，同时可实现作业效率的提升。
4.目前图像识别技术在工业生产中已经得到广泛应用，针对车辆底部制动部件工作状态的图像识别研究尚未开展。
5.综上，提供一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，以解决上述现有技术存在的问题，能够改进目前现有的人工作业方式，辅助人工对溜放车辆制动状态进行检查，自动识别制动部件故障车辆并进行预警提示，这类方式可以提高驼峰溜放的工作效率，确保驼峰作业安全。
7.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
8.本实用新型提供一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，包括轨心设备和轨边设备，所述轨心设备包括计轴传感器、aei射频天线、频闪灯、工业相机和沉箱，所述计轴传感器每两个一组，所述计轴传感器低于轨面安装于检测线路的轨道内侧；第一组计轴传感器安装于检测线路的起始端；第二组计轴传感器与第一组所述计轴传感器相离并安装于检测线路上；所述aei射频天线安装于第二组所述计轴传感器尾端的相邻的轨枕之间；所述工业相机和所述频闪灯安装于所述沉箱内，所述沉箱安装于检测线路尾端的两根相邻轨枕之间；所述轨边设备设置于轨道一侧，包括与所述轨心设备电连接的工控机和电源。
9.优选地，所述aei射频天线的两端分别通过2根aei天线支撑杆安装在两根相邻轨枕之间。
10.优选地，所述沉箱包括箱体和设置于所述箱体顶部的两个盖板，所述箱体内设置
有两组分别控制两个盖板开合的盖板驱动装置，所述盖板驱动装置包括直流电机、驱动杆、支撑块、支撑杆和盖板固定块，所述直流电机的两端分别连接有蝶形弹簧部件，两个所述蝶形弹簧外侧的轴杆通过联轴器驱动杆，两个驱动杆分别通过一所述支撑块支撑，两个所述驱动杆的外侧分别与一所述支撑杆的一端铰接，两个所述支撑杆的另一端则分别与所述盖板内侧两端的盖板固定块铰接。
11.优选地，所述沉箱内部安装3个工业相机、8个频闪灯和2个光电开关，并通过网线连接至工控机；3台工业相机分别安装在沉箱内部的两边和中间位置处，8个所述频闪灯每4个一组，分别安装于箱内每两台相邻的所述工业相机中间；2个光电开关分别垂直安装于盖板的正下方。
12.优选地，所述轨边设备包括工控机、显示器、aei车号识别模块、数据采集卡、继电器模块、led屏、防雷ups电源、室外机柜、机柜空调、多台开关电源、直流电压电流双显表、led指示灯和船型开关；
13.所述工控机、显示器、aei车号识别模块、数据采集卡、继电器模块、防雷ups电源、机柜空调、开关电源、直流电压电流双显表、led指示灯和船型开关等设备安装于靠近轨边的室外机柜内部；所述工控机包括硬件驱动模块、硬件控制模块、图像识别模块和系统监控平台；所述aei车号识别模块通过射频电缆与aei射频天线连接，且长度不超过30m，与工控机通过串口连接；
14.所述数据采集卡设置有两张，包括数据采集卡一和数据采集卡二，安装于工控机主板的pci插槽上，数据采集卡一的数字采集端通过接线端子与传感器信号端相连，数据采集卡二的数字输出端通过接线端子与继电器模块的控制端相连；
15.所述继电器模块的控制端通过接线端子同时与数据采集卡的数字输出端和船型开关相连，输出端分别与开关电源和沉箱直流电机相连；
16.所述led屏，安装在人工作业区域，通过网线和室外机柜的工控机相连；
17.所述防雷ups电源外接220v电源，供电端与机柜内部电气设备负载相连；
18.所述开关电源用于给机柜内部不同电压值的直流负载设备供电；
19.所述直流电压电流双显表和led指示灯分别连接至aei车号识别模块、继电器、led屏、计轴传感器、光电开关工业相机、频闪灯的供电设备线路中。
20.优选地，所述数据采集卡选用pci类型。
21.优选地，所述继电器模块为光耦继电器模块，通过采集卡数字输出端的ttl电平控制继电器的开合。
22.优选地，数据采集卡二的4个数字输出端分别与4个船型开关和4个继电器模块的控制端并联，以实现对沉箱两个盖板的人工和自动开合控制。
23.优选地，所述工业相机的机身外部加装金属保护外壳且在镜头前端有球形的透明防护层并通过密封涂料进行密封。
24.优选地，所述led屏含有语音播报模块，可以通过声音、文字或图片等方式显示图像识别结果信息。
25.本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
26.本实用新型提供的基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，通过在驼峰推峰线相应地点安装图像识别设备及其附属设备，实现对车辆底部制动缸和截断塞门
等状态的自动识别，对其异常状态采用声音、文字或图片等方式进行预警，只针对异常情况加以人工辅助检查，减少提钩人员的作业强度和安全风险，同时可实现作业效率的提升。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型中基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统的结构示意图；
29.图2为本实用新型中沉箱的结构示意图；
30.图3为本实用新型中基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统的工控流程图；
31.图中：1、计轴传感器；2、aei天线支撑杆；3、aei射频天线；4、频闪灯；5、工业相机；6、光电开关；7、箱体；8、盖板；9、驱动杆；10、联轴器；11、蝶形弹簧部件；12、直流电机；13、支撑块；14、支撑杆；15、盖板固定块。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
33.本实用新型的目的是提供一种基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，以解决现有技术存在的问题。
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
35.本实施例中的基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统，如图1所示，包括轨心设备和轨边设备，轨心设备包括计轴传感器1、aei射频天线3、频闪灯4、工业相机5和沉箱，计轴传感器1每两个一组，计轴传感器1低于轨面安装于检测线路的轨道内侧；第一组计轴传感器1安装于检测线路的起始端；第二组计轴传感器1按实际需求距第一组计轴传感器1一定距离并安装于检测线路上；aei射频天线3安装于第二组计轴传感器1尾端的相邻的轨枕之间；工业相机5和频闪灯4安装于沉箱内，沉箱安装于检测线路尾端的两根相邻轨枕之间；轨边设备设置于轨道一侧，包括与轨心设备电连接的工控机和电源。
36.于本具体实施例中，aei射频天线3的两端分别通过2根aei天线支撑杆2安装在两根相邻轨枕之间。
37.于本具体实施例中，沉箱包括箱体7和设置于箱体7顶部的两个盖板8，箱体7内设置有两组分别控制两个盖板8开合的驱动装置，盖板8驱动装置包括直流电机12、驱动杆9、支撑块13、支撑杆14和盖板固定块15，直流电机12的两端分别连接有蝶形弹簧部件11，两个蝶形弹簧外侧的轴杆通过联轴器10和驱动杆9，两个驱动杆9分别通过一支撑块13支撑，两
个驱动杆9的外侧分别与一支撑杆的一端铰接，两个支撑杆的另一端则分别与盖板8内侧两端的盖板固定块15铰接。工作时，通过直流电机12控制驱动杆9转动，驱动杆9通过支撑杆带动箱盖开合。
38.于本具体实施例中，沉箱内部安装3个工业相机5、8个频闪灯4和2个光电开关6，并通过数据线连接至工控机；3台工业相机5分别安装在沉箱内部的两边和中间位置处，8个频闪灯4每4个一组，分别安装于箱内每两台相邻的工业相机5中间；2个光电开关6分别垂直安装于盖板8的正下方。
39.如图3所示，轨边设备具体包括工控机、显示器、aei车号识别模块、数据采集卡、继电器模块、led屏、防雷ups电源、室外机柜、机柜空调、多台开关电源、直流电压电流双显表、led指示灯和船型开关；
40.工控机、显示器、aei车号识别模块、数据采集卡、继电器模块、防雷ups电源、机柜空调、开关电源、直流电压电流双显表、led指示灯和船型开关等设备安装于靠近轨边的室外机柜内部；工控机包括硬件驱动模块、硬件控制模块、图像识别模块和系统监控平台；显示器与工控机相连，用于系统的监控和软硬件调试用；aei车号识别模块通过射频电缆与aei射频天线3连接，且长度不超过30m，与工控机通过串口连接；数据采集卡设置有两张，包括数据采集卡一和数据采集卡二，安装于工控机主板的pci插槽上，数据采集卡一的数字采集端通过接线端子与传感器信号端相连，数据采集卡二的数字输出端通过接线端子与继电器模块的控制端相连；继电器模块的控制端通过接线端子同时与数据采集卡的数字输出端和船型开关相连，输出端分别与开关电源和沉箱直流电机12相连；led屏，安装在人工作业区域，通过网线和室外机柜的工控机相连；防雷ups电源外接220v电源，供电端与机柜内部电气设备负载相连；开关电源用于给机柜内部不同电压值的直流负载设备供电；直流电压电流双显表和led指示灯分别连接至aei车号识别模块、继电器、led屏、计轴传感器1、光电开关6工业相机5、频闪灯4的供电设备线路中。
41.数据采集卡选用pci类型，可放置于工控机主板的pci插槽上。
42.继电器模块为光耦继电器模块，通过采集卡数字输出端的ttl电平控制继电器的开合。
43.数据采集卡二的4个数字输出端分别与4个船型开关并联，并连接至继电器模块的控制端，以实现对沉箱的两个盖板8的开合控制。
44.工业相机5的机身外部加装金属保护外壳且在镜头前端有球形的透明防护层并通过密封涂料进行密封，以起到防高温、防雨水和防灰尘等作用。
45.led屏含有语音播报模块，可以通过声音、文字或图片等方式显示图像识别结果等信息。
46.本实用新型中的基于图像识别的驼峰溜放车辆制动部件自动预警系统的工作原理如下：
47.轨心设备的计轴传感器1每两个一组，均通过专用夹具且低于轨面安装于检测线路的轨道内侧；第一组的2个计轴传感器1安装固定于推峰线检测线路的起始端，用于测量溜放车辆量的车速，同时使系统打开沉箱盖板8，给第二组计轴传感器1、aei车号识别模块、光电开关6、工业相机5和频闪灯4供电；考虑车辆在溜放过程中需要提钩人员在推峰线上多次提钩，轨心设备的第二组2个计轴传感器1根据实际需求距第一组传感器一定距离安装于
检测线路上，用于判断溜放车辆的运行方向，测量车辆的运行速度，起到辅助计轴等功能。轨心设备的aei天线两端分别通过2根aei天线支撑杆2固定好，安装固定在第二组传感器之后的两根相邻轨枕之间，放在第二组计轴传感器1后面主要用于识别需要溜放车辆的车型和车号信息，以及精确计轴，并将采集到的数据通过串口传输给工控机，这样可以与解体列车的编组信息进行核对。沉箱盖板8打开后通过盖板8正下方的光电开关6确认其开合状态，同时根据aei天线3识别得到的车型和车号信息，沉箱内部安装的3个工业相机5和8个频闪灯4同时工作，用于连续拍摄该溜放车辆底部指定部位的制动缸和截断塞门的制动状态，并将拍摄的图片通过网线传输至工控机，用于系统的图像识别。直流电压电流双显表和led指示灯根据指定的连接方式接入线路中，用于显示不同直流负载设备的电压值、电流值和传感器的电平信号，便于设备运行的监测和设备维护。
48.工控机的驱动模块集成串口、网口和采集卡等设备的驱动程序；控制模块包括对数据采集卡采集和输出控制信号的底层执行程序，以及采集数据的内部运算处理执行程序；图像识别模块包括对车底制动缸和截断塞门状态的图像特征预处理、特征提取和识别等功能的算法；系统监控平台根据传感器的信号，调用各个功能模块，实时显示车辆制动部件的状态信息，并通过网线传输给人工作业区域的led屏，也可以通过网口远程访问该系统监控平台，实时监测溜放车辆的状态信息。led屏含有语音播报模块，可以在人工作业区域通过声音、文字或图片等方式显示图像识别结果等信息。
49.本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。