受电弓动态包络线侵限检测装置及方法与流程

本发明涉及轨道交通，尤其涉及受电弓动态包络线侵限检测装置及方法。

背景技术：

1、本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

2、接触网是高速铁路及普速电气化铁路的重要行车设备，通过与受电弓动态相互作用向动车组或电力机车提供持续不间断电能，是特殊形式的架空输电线路。随着列车运行速度越高，受电弓的动态抬升量和动态摆动量不断增加，易造成受电弓与接触悬挂中的零部件发生碰撞，导致弓网故障，造成列车运行中断，严重影响铁路运输。故受电弓与接触网系统的安全可靠运行的基础是接触网设备的机械安装位置不得侵入受电弓动态包络线。受电弓动态包络线是指运行中的受电弓在最大抬升及摆动时可能达到的最大轮廓线。接触网受电弓包络线侵限检测在弓网运行安全、接触网维护、检测、施工等方面起着重要作用。

3、现有的接触网受电弓包络线侵限检测方法是由检测人员利用激光测距仪、绝缘杆、线坠、道尺等测量仪器进行现场测量，得到接触线及其周边物体的相关距离、尺寸数据，再对接触线及其周边物体的相关距离、尺寸数据进行数学运算得到接触线的拉出值和导高值，由接触线的拉出值和导高值结合行业内相关标准规定的受电弓动态包络线范围确定受电弓动态包络线的实际区域，再通过数学运算逐一判断接触线周边物体是否位于受电弓动态包络线区域内。现有的接触网受电弓包络线侵限检测方法数据采集慢，数据处理繁琐，检测工作耗时耗力且效率低下。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种受电弓动态包络线侵限检测装置，用以提高接触网受电弓包络线侵限检测的数据采集效率，简化数据处理过程，提高接触网受电弓包络线侵限检测效率，该装置包括：

2、安装在车顶的面阵相机、安装在车顶的线性激光器、数据处理单元、以及安装在车下的姿态测量装置；

3、线性激光器，用于照射激光；

4、面阵相机，用于根据线性激光器照射的激光采集第一采集数据，将第一采集数据发送给数据处理单元；第一采集数据包括：多个接触网设备的图像数据、面阵相机与激光面垂直间距、面阵相机镜头焦距；

5、姿态测量装置，用于采集第二采集数据，将第二采集数据发送给数据处理单元；其中，第二采集数据包括：车体相对于轨道中心线的姿态数据；

6、数据处理单元，用于接收面阵相机发送的第一采集数据、以及姿态测量装置发送的第二采集数据；根据接触网在轨道中心坐标系中的高度、预设受电弓轮廓尺寸、最大抬升量、最大水平晃动量绘制受电弓动态包络线；根据预设侵限标准信息、受电弓动态包络线、第一采集数据、第二采集数据，确定各接触网设备中是否存在侵限设备。

7、本发明实施例还提供一种受电弓动态包络线侵限检测方法，应用于上述实施例所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，用以提高接触网受电弓包络线侵限检测的数据采集效率，简化数据处理过程，提高接触网受电弓包络线侵限检测效率，该方法包括：

8、获取面阵相机根据线性激光器照射的激光采集的第一采集数据，第一采集数据包括：多个接触网设备的图像数据、面阵相机与激光面垂直间距、面阵相机镜头焦距；面阵相机和线性激光器安装在车顶；

9、获取安装在车下的姿态测量装置采集的第二采集数据；其中，第二采集数据包括：车体相对于轨道中心线的姿态数据；

10、根据接触网在轨道中心坐标系中的高度、预设受电弓轮廓尺寸、最大抬升量、最大水平晃动量绘制受电弓动态包络线；根据预设侵限标准信息、受电弓动态包络线、第一采集数据、第二采集数据，确定各接触网设备中是否存在侵限设备。

11、本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述受电弓动态包络线侵限检测方法。

12、本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述受电弓动态包络线侵限检测方法。

13、本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述受电弓动态包络线侵限检测方法。

14、本发明实施例提供一种受电弓动态包络线侵限检测装置，包括：安装在车顶的面阵相机、安装在车顶的线性激光器、数据处理单元、以及安装在车下的姿态测量装置；线性激光器，用于照射激光；面阵相机，用于根据线性激光器照射的激光采集第一采集数据，将第一采集数据发送给数据处理单元；第一采集数据包括：多个接触网设备的图像数据、面阵相机与激光面垂直间距、面阵相机镜头焦距；姿态测量装置，用于采集第二采集数据，将第二采集数据发送给数据处理单元；其中，第二采集数据包括：车体相对于轨道中心线的姿态数据；数据处理单元，用于接收面阵相机发送的第一采集数据、以及姿态测量装置发送的第二采集数据；根据接触网在轨道中心坐标系中的高度、预设受电弓轮廓尺寸、最大抬升量、最大水平晃动量绘制受电弓动态包络线；根据预设侵限标准信息、受电弓动态包络线、第一采集数据、第二采集数据，确定各接触网设备中是否存在侵限设备。通过简单的硬件组成就可以实现接触网受电弓包络线侵限检测，能够极大降低受电弓动态包络线侵限检测的人力物力的投入，提高接触网受电弓包络线侵限检测的数据采集效率，简化数据处理过程，提高接触网受电弓包络线侵限检测效率。

技术特征：

1.一种受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，包括：安装在车顶的面阵相机、安装在车顶的线性激光器、数据处理单元、以及安装在车下的姿态测量装置；

2.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，还包括：安装在车内的里程同步单元、以及安装在车下的编码器；

3.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，数据处理单元，具体用于根据机器学习、以及图像处理技术，从多个接触网设备的图像数据中识别出各接触网设备、以及各接触网设备的像素坐标；

4.如权利要求3所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，还包括：模型训练模块，用于收集包含接触网设备的历史图像数据，对历史图像数据进行手动标注，得到每个接触网设备的位置信息标签和类别信息标签；

5.如权利要求3所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，还包括：模型部署模块，用于选择预设作业场景的gpu硬件平台，运行训练好的检测神经网络模型；

6.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，数据处理单元，还用于在确定各接触网设备中存在侵限设备时，输出侵限设备的图像、以及侵限设备的侵限值。

7.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，面阵相机的光轴与线性激光器的激光面垂直，线性激光器的激光面与轨道纵向垂直。

8.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，姿态测量装置的数量至少为1个。

9.如权利要求1所述的受电弓动态包络线侵限检测装置，其特征在于，线性激光器的激光有效照射范围应涵盖下述至少一种接触网设备：接触线、定位装置、支持装置、线岔。

10.一种受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，包括：

11.如权利要求10所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，还包括：

12.如权利要求10所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，根据预设侵限标准信息、受电弓动态包络线、第一采集数据、第二采集数据，确定各接触网设备中是否存在侵限设备，包括：

13.如权利要求10所述的受电弓动态包络线侵限检测方法，其特征在于，还包括：在确定各接触网设备中存在侵限设备时，输出侵限设备的图像、以及侵限设备的侵限值。

14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求10至13任一所述方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10至13任一所述方法。

16.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求10至13任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种受电弓动态包络线侵限检测装置及方法，涉及轨道交通技术领域，其中该装置包括：面阵相机，用于根据线性激光器照射的激光采集第一采集数据，将第一采集数据发送给数据处理单元；姿态测量装置，用于采集第二采集数据，将第二采集数据发送给数据处理单元；数据处理单元，用于接收面阵相机发送的第一采集数据、以及姿态测量装置发送的第二采集数据；根据接触网在轨道中心坐标系中的高度、预设受电弓轮廓尺寸、最大抬升量、最大水平晃动量绘制受电弓动态包络线；根据预设侵限标准信息、受电弓动态包络线、第一采集数据、第二采集数据，确定各接触网设备中是否存在侵限设备。本发明可以提高接触网受电弓包络线侵限检测效率。

技术研发人员：盛良,顾子晨,王燕国,张克永,王婧,杨志鹏,张文轩
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16