一种电力机车用车况检测装置及其操作方法

本发明属于电力机车领域，涉及车况检测技术，具体是一种电力机车用车况检测装置及其操作方法。

背景技术：

在电力机车维修、电力机车车伤鉴定等多种场合都需要专业的车况评估师对待检电力机车进行检测，诸如，由车况评估师检查并记录驾驶舱、车身、接电网等电力机车所包含的各个部件的使用或受损情况。现有的车况检测结果主要取决于车况评估师的检查记录，诸如取决于车况评估师拍摄的现场照片以及车况评估师的主观意见，没有仪器与方法对车况检测结果做出优化与诊断，同时车况评估师的操作规范不统一，也容易造成检验结果的可靠性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电力机车用车况检测装置及其操作方法，用于解决电力机车的车况检测没有仪器与方法进行检测，并对结果做出优化与诊断，同时车况评估师的操作规范不统一，也容易造成检验结果的可靠性较差的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种电力机车用车况检测装置，包括处理终端、左眼显示器、右眼显示器、眼睛架、无线天线、电池以及采集片；所述眼睛架内部安装有左眼显示器与右眼显示器，所述左眼显示器的一侧固定安装有无线天线，所述右眼显示器的一侧固定安装有采集片，所述眼睛架顶端固定安装有处理终端，所述处理终端、左眼显示器、右眼显示器以及无线天线均通过导线与电池相连，所述处理终端包括采集分析模块、标准输出模块以及对比模块；

所述采集分析模块用于获取电力机车上报的运行数据，并将运行数据进行分析；其中，处理终端通过无线天线与服务器进行连接；所述处理终端通过导线与扬声器相连；

所述采集片上可固定安装采样外设，所述采样外设包括摄像头以及毫米波雷达传感器；

所述摄像头用于拍摄电力机在车况检测时的实时画面信息；所述毫米波雷达传感器用于检测采集片上固定的毫米波雷达传感器与电力机车上某个零件之间的距离。

进一步地，所述采集分析模块用于获取电力机车上报的运行数据，具体为，采集电力机车在运行时整备给油数据、电力机车在回段后的补砂数据、电力机车外皮清洗数据、高压试验数据以及制动机试验数据；

其中，采集电力机车在运行时整备给油数据具体为：

a1：处理终端通过无线天线与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的整备给油数值；

a2：处理终端通过无线天线与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报整备给油数值与车辆自重值以及入电力机车回段过磅重量值；

a3：通过公式计算给油数值＝(过磅重量值×锈蚀系数)-车辆自重值得出计算给油数值；

a4：通过公式得出信任值，当信任值属于[0.7，1.3]的范围内时，采集分析模块输出给油数据合格信号；当信任值不属于[0.7，1.3]的范围内时，采集分析模块输出给油数据不合格信号。

进一步地，其中，采集电力机车在回段后的补砂数据具体为：

b1：处理终端通过无线天线与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的补砂数据，其中，补砂数据包括砂管距地面的高度、砂管距离动轮踏面的距离以及补砂重量；

b2：处理终端通过无线天线与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报补砂数据，其中上报补砂数据包括上报砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离以及上报补砂重量；

其中，补砂数据包括砂管距地面的高度以及砂管距离动轮踏面的距离均通过信号传感器采集得到；上报补砂数据包括上报砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离均为电力机车的出厂值；

b3：将上报砂管距地面的高度与砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离与上报砂管距离动轮踏面的距离进行对比并获得对比值，当对比值属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出距离对比合格信号；当对比值不属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出距离对比不合格信号；

b3：处理终端获取砂箱加砂后的重量与注砂密度与注砂体积，通过公式注砂质量值＝注砂密度×注砂体积得出注砂的重量；通过公式砂重差值＝|砂箱加砂后的重量-注砂重量|得出砂重差值，当砂重差值小于0.3时，采集分析模块输出砂重合格信号，当砂重差值大于0.3时，采集分析模块输出砂重不合格信号。

进一步地，所述采集电力机车外皮清洗数据具体为：

c1：处理终端通过无线天线与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的外皮温度变化；其中，外皮温度变化通过温度传感器采集而来；

c2：当电力机车入段后，外皮温度变化为l1℃-l2℃内时，且外皮温度变化时间大于l3min时，采集分析模块输出外皮清洗合格信号；

其中，步骤c2中l2通过公式l2＝当前环境温度值-5求得，l1通过l1＝当前环境温度值-α求得，式中α为清洗降温系数值。

进一步地，其中采集高压试验数据具体为：

d1：处理终端通过无线天线与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的高压试验数据，其中，高压试验数据包括高压数值以及低压数值；

d2：处理终端通过无线天线与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报高压试验数据，其中上报高压试验数据包括上报高压数值以及上报低压数值；其中，上报高压数值以及上报低压数值均为电力机车的出厂值；

d3：上报高压数值与高压数值、上报低压数值与低压数值进行对比并获得对比值，当对比值属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出电压对比合格信号；当对比值不属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出电压对比不合格信号。

进一步地，其中，采集制动机试验数据具体为：

e1：处理终端通过无线天线与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的制动机试验数据，其中，制动机试验数据包括运行时的制动标准距离与制动距离；

所述制动标准距离通过公式得出；

e2：当制动标准距离减去制动距离的绝对值小于0.03时，采集分析模块输出制动合格信号。

一种电力机车用车况检测装置的操作方法，所述操作方法如下：

步骤一：处理终端通过无线天线与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车模型、电力机车车况检测操作规章视频；

步骤二：调取处理终端内的运行数据，获取运行数据内异常数据；

步骤三：调取电力机车车况检测操作规章视频内异常数据对应的检测视频，并播放；

步骤四：检测人员通过检测视频引导完成异常数据对应检测项目的检测。

进一步地，其中，电力机车车况检测操作规章视频通过左眼显示器或右眼显示器播放显示。

进一步地，所述异常数据包括油数据不合格信号、油数据不合格信号、砂重不合格信号、未接收到外皮清洗合格信号时、电压对比不合格信号以及未接收到外皮清洗合格信号时。

进一步地，所述检测视频包括操作步骤以及音频文件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过车况检测装置可以使车况检测时按照标准化流程，同时通过处理终端进行预测处理，可以减轻车况检测的时间以及检测流程；

(2)通过处理终端通过无线天线与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车模型、电力机车车况检测操作规章视频；调取处理终端内的运行数据，获取运行数据内异常数据；调取电力机车车况检测操作规章视频内异常数据对应的检测视频，并播放；检测人员通过检测视频引导完成异常数据对应检测项目的检测，使得检测人为因素干扰减少，避免出现人为失误导致检测错误。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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。

图1为本发明检测装置结构示意图；

图2为本发明原理框图。

图中：1、处理终端；2、左眼显示器；3、右眼显示器；4、眼睛架；5、无线天线；6、电池；7、采集片。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，在下述附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

如图1-2所示，一种电力机车用车况检测装置，包括处理终端1、左眼显示器2、右眼显示器3、眼睛架4、无线天线5、电池6以及采集片7；眼睛架4内部安装有左眼显示器2与右眼显示器3，左眼显示器2的一侧固定安装有无线天线5，右眼显示器3的一侧固定安装有采集片7，眼睛架4顶端固定安装有处理终端1，处理终端1、左眼显示器2、右眼显示器3以及无线天线5均通过导线与电池6相连，处理终端1包括采集分析模块、标准输出模块以及对比模块；

采集分析模块用于获取电力机车上报的运行数据，并将运行数据进行分析；其中，处理终端1通过无线天线5与服务器进行连接；处理终端1通过导线与扬声器相连；

采集片7上可固定安装采样外设，采样外设包括摄像头以及毫米波雷达传感器；其中，检测装置选用智能眼镜以真实还原车况评估师在检车现场的第一视角；

摄像头用于拍摄电力机在车况检测时的实时画面信息；毫米波雷达传感器用于检测采集片7上固定的毫米波雷达传感器与电力机车上某个零件之间的距离。

采集分析模块用于获取电力机车上报的运行数据，具体为，采集电力机车在运行时整备给油数据、电力机车在回段后的补砂数据、电力机车外皮清洗数据、高压试验数据以及制动机试验数据；

其中，检测装置内设有处理器，处理器为一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，车况检测方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施方式中的发明的各方法以及步骤。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施方式所发明的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成实施方式的车况检测方法的步骤。

其中，采集电力机车在运行时整备给油数据具体为：

a1：处理终端1通过无线天线5与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的整备给油数值；

a2：处理终端1通过无线天线5与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报整备给油数值与车辆自重值以及入电力机车回段过磅重量值；

a3：通过公式计算给油数值＝(过磅重量值×锈蚀系数)-车辆自重值得出计算给油数值；

a4：通过公式得出信任值，当信任值属于[0.7，1.3]的范围内时，采集分析模块输出给油数据合格信号；当信任值不属于[0.7，1.3]的范围内时，采集分析模块输出给油数据不合格信号；

在实际应用中，可以采用一台或多台服务器共同与处理终端1进行数据连接，诸如，可以仅用一台服务器完成全部数据传输，也可以使用多台服务器共同进行传输，如使用一台服务器专用于数据存储备份，使用一台服务器专用于储存补砂数据，使用一台服务器专用于储存整备给油数值等，在此不进行限制。

其中，采集电力机车在回段后的补砂数据具体为：

b1：处理终端1通过无线天线5与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的补砂数据，其中，补砂数据包括砂管距地面的高度、砂管距离动轮踏面的距离以及补砂重量；

b2：处理终端1通过无线天线5与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报补砂数据，其中上报补砂数据包括上报砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离以及上报补砂重量；

其中，补砂数据包括砂管距地面的高度以及砂管距离动轮踏面的距离均通过信号传感器采集得到；上报补砂数据包括上报砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离均为电力机车的出厂值；

b3：将上报砂管距地面的高度与砂管距地面的高度、上报砂管距离动轮踏面的距离与上报砂管距离动轮踏面的距离进行对比并获得对比值，当对比值属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出距离对比合格信号；当对比值不属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出距离对比不合格信号；

b3：处理终端1获取砂箱加砂后的重量与注砂密度与注砂体积，通过公式注砂质量值＝注砂密度×注砂体积得出注砂的重量；通过公式砂重差值＝|砂箱加砂后的重量-注砂重量|得出砂重差值，当砂重差值小于0.3时，采集分析模块输出砂重合格信号，当砂重差值大于0.3时，采集分析模块输出砂重不合格信号；

在具体实施时，数据连接可以包括有线通信组件或无线通信组件；其中，有线通信组件可以为传输线、usb接口；无线通信组件可以包括蓝牙模块、wifi模块、3g/4g/5g模块等。

采集电力机车外皮清洗数据具体为：

c1：处理终端1通过无线天线5与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的外皮温度变化；其中，外皮温度变化通过温度传感器采集而来；

c2：当电力机车入段后，外皮温度变化为l1℃-l2℃内时，且外皮温度变化时间大于l3min时，采集分析模块输出外皮清洗合格信号；

其中，步骤c2中l2通过公式l2＝当前环境温度值-5求得，l1通过l1＝当前环境温度值-α求得，式中α为清洗降温系数值。

其中采集高压试验数据具体为：

d1：处理终端1通过无线天线5与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的高压试验数据，其中，高压试验数据包括高压数值以及低压数值；

d2：处理终端1通过无线天线5与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车上报高压试验数据，其中上报高压试验数据包括上报高压数值以及上报低压数值；其中，上报高压数值以及上报低压数值均为电力机车的出厂值；

d3：上报高压数值与高压数值、上报低压数值与低压数值进行对比并获得对比值，当对比值属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出电压对比合格信号；当对比值不属于[0.9，1.1]范围内时，采集分析模块输出电压对比不合格信号。

其中，采集制动机试验数据具体为：

e1：处理终端1通过无线天线5与电力机车车载电脑进行数据连接，并获取电力机车车载电脑内的制动机试验数据，其中，制动机试验数据包括运行时的制动标准距离与制动距离；

制动标准距离通过公式得出；

e2：当制动标准距离减去制动距离的绝对值小于0.03时，采集分析模块输出制动合格信号；

上述方案中，设有存储器，即机器可读存储介质，用于存储一条或多条计算机指令，一条或多条计算机指令被处理器执行，以实现上述车况检测方法的步骤，在此不进行限制。

其中，存储器可能包含高速随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。其中，总线可以是isa总线、pci总线或eisa总线等，总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

本发明在具体实施时，处理终端1通过无线天线5与服务器进行数据连接，并获取服务器内储存的电力机车模型、电力机车车况检测操作规章视频；调取处理终端1内的运行数据，获取运行数据内异常数据；调取电力机车车况检测操作规章视频内异常数据对应的检测视频，并播放；检测人员通过检测视频引导完成异常数据对应检测项目的检测；其中，电力机车车况检测操作规章视频通过左眼显示器2或右眼显示器3播放显示；异常数据包括油数据不合格信号、油数据不合格信号、砂重不合格信号、未接收到外皮清洗合格信号时、电压对比不合格信号以及未接收到外皮清洗合格信号时；检测视频包括操作步骤以及音频文件；并且在实际应用中，检测装置还可以配有耳机，有助于在业务保密的情况下，车况评估师通过耳机收听处理终端1传送的验车指导。该验车指导可以是预先录制并存储于处理终端1上的音频，也可以是场外人员远程实时指导的通讯音频。

具体的，处理终端1内设有图像处理器与音频处理器，该图像处理器也可称为图像处理单元(imagesignalprocessor，isp)，能够针对车况检测场景进行图像效果偏好的参数调教，使得视频帧图像的显示效果更佳。该视频格式可以根据处理需求而设置，诸如设置为mjpg格式、yuv2格式等。此外，还可以将原始视频进行压缩处理。同理，音频处理器用于按照预设的音频参数及预设音频格式对录音器采集的原始音频进行处理，得到音频数据。音频处理器可以对原始音频进行加速或减速调整，或者将原始音频压缩为指定格式的音频，还可以对原始音频进行降噪处理等。

在具体实施时，检测装置还可配备多轴传感器，其中多轴传感器包括加速度传感器、陀螺仪和磁力计中的一种或多种。

多轴传感器可用于采集人体姿态数据，人体姿态数据有助于分析车况评估师的运动姿态，便于对采集的视频数据进行防抖处理。除此之外，检测装置上还可以设置有其它传感器，诸如温度传感器，该温度传感器可以对穿戴式设备的自身温度进行监控，如在温度异常(诸如高温)时触发警报器发起警报，也可以将温度传给处理终端1，以使处理终端1和服务器对穿戴式设备的状态进行监控。

在实际应用中，处理终端1上可以设置有检车app，检车app上设置有检车流程供车况评估师参考和执行，检车app还可以设置有检测装置的应用模块、各种检车功能的控制模块、应用场景选择模块等，在此不进行限定；

检测装置与服务器之间通过usb2.0/usb3.0进行通信，服务器与服务器之间通过4g或5g进行通信，不应当被视为限制，在实际应用中，检测装置与服务器之间还可以采用蓝牙通信、wifi通信、3g、4g以及5g等多种方式。检测装置上可以设置有检车app，检车app可以采用蓝牙通信、wifi通信、3g、4g以及5g等多种方式与服务器进行数据连接；通过检车app执行与检车业务相关的场景管理、应用集成、控制事件和音视频流处理等功能。检车app可执行的功能可以根据需求灵活设置，在此不进行限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。