電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)及檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、監(jiān)控檢測處理模塊以及電源模塊，視頻采集模塊設(shè)置于電力機車頂部，視頻采集模塊采集受電弓的圖像信息并由監(jiān)控檢測處理模塊進行顯示、存儲并在發(fā)生異常時報警。電力機車弓網(wǎng)在線檢測方法，視頻采集模塊采集受電弓的圖像信息并由圖像檢測處理機對該圖像信息進行存儲以及分析，若發(fā)生異常則由GSM報警信號發(fā)送模塊報警，并將異常信息通過3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸至服務(wù)器中。采用本發(fā)明的技術(shù)方案采用數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)對機車受電弓狀態(tài)的自動實時檢測，通過無線傳輸系統(tǒng)對受電弓進行遠程監(jiān)控并可實現(xiàn)各監(jiān)控點的遠程聯(lián)網(wǎng)。
【專利說明】電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力機車【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)及檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，具備了高效率、低污染等優(yōu)點的電力機車越來越得到廣泛的應用和發(fā)展。機車受電弓作為電力機車從接觸網(wǎng)取流的設(shè)備，其工作過程承受滑動、摩擦、熱、電和化學等綜合因素影響，容易在運行過程中發(fā)生各種故障。弓網(wǎng)故障的不斷發(fā)生，嚴重影響電氣化鐵路的運輸安全，制約我國鐵路事業(yè)的發(fā)展，研制機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，提供一種有效的預防弓網(wǎng)故障、確保電氣化鐵路安全運營具有十分重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的非視頻在線檢測系統(tǒng)方法多樣，下面是常用的幾種方法:
[0004]在電力機車受電弓上安裝沖擊加速度傳感器和左右限位傳感器，傳感器接收到的信號傳遞給機車室內(nèi)的報警裝置，當沖擊加速度大于某一規(guī)定的閾值時，進行報警并及時降弓，防止事故進一步擴大。
[0005]在弓頭上安裝反射鏡，在車頂上安裝的紅外線發(fā)射器發(fā)射的紅外線由反射鏡反射回車頂后經(jīng)紅外線接收器接收，并變?yōu)殡娦盘査腿胨緳C室。如果弓頭偏轉(zhuǎn)或高低偏差或橫向擺動超出一定范圍，接收器接收不到信號時，開始報警，提示乘務(wù)員注意觀察受電弓是否發(fā)生變化，如果未發(fā)生變化可繼續(xù)運行，一旦發(fā)生異常，及時換弓行駛。
[0006]使用超聲波檢測受電弓滑板磨損狀況。借助于高架的超聲波傳感器，當車輛駛?cè)霗C務(wù)段時，受電弓滑板磨損測量裝置便可測量滑板，從而獲取其磨損情況，而且通過應用磨損預測系統(tǒng)預測滑板的更換時間。
[0007]以上檢測方法都能對受電弓進行動態(tài)實時檢測，但檢測的內(nèi)容較單一，有的還需要對受電弓進行改造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種采用數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)對機車受電弓狀態(tài)的自動實時檢測，能夠通過無線傳輸系統(tǒng)對受電弓進行遠程監(jiān)控并可實現(xiàn)各監(jiān)控點的遠程聯(lián)網(wǎng)的電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)及檢測方法。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0010]一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、監(jiān)控檢測處理模塊以及為所述電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)提供電源的電源模塊，視頻采集模塊設(shè)置于電力機車頂部，視頻采集模塊采集受電弓的圖像信息并由監(jiān)控檢測處理模塊對視頻采集模塊采集到的該受電弓的圖像信息進行顯示、存儲并在發(fā)生異常時報警。
[0011]優(yōu)選的，視頻采集模塊包括紅外光源、采集模塊防護罩、半固定云臺以及攝像機，所述紅外光源以及攝像機設(shè)置于所述半固定云臺上，所述采集模塊防護罩設(shè)置于所述視頻采集模塊和紅外光源外部用以保護所述視頻采集模塊。[0012]優(yōu)選的，監(jiān)控檢測處理模塊包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、圖像檢測處理機、監(jiān)控查看模塊、GSM報警信號發(fā)送模塊、3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊以及服務(wù)器，監(jiān)控查看模塊設(shè)置于車輛兩端的駕駛室內(nèi)用以供駕駛員實時查看受電弓的運行狀況，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備分別與視頻采集模塊、圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊連接，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將視頻采集模塊采集到的圖像信息傳輸給圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊，圖像檢測處理機經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊與服務(wù)器連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，上述圖像檢測處理機經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊與外網(wǎng)連接以上傳異常信息，供客戶在任意地點進行查看，監(jiān)控查看模塊與圖像檢測處理機連接用以顯示所述圖像檢測處理機處理的圖像信息，GSM報警信號發(fā)送模塊與圖像檢測處理機連接，并且3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置于圖像檢測處理機內(nèi)，圖像檢測處理機控制GSM報警信號發(fā)送模塊發(fā)送信息進行報警。
[0013]本發(fā)明還提供了一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測方法，包括以下步驟:
[0014]I)視頻采集模塊采集受電弓的圖像信息并通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳輸給圖像檢測處理機；
[0015]2)判斷列車是否運行，通過圖像對比判斷列車是否運行，如果列車不運行視頻采集模塊會繼續(xù)工作，但是圖像檢測處理機會停止檢測；
[0016]3)圖像檢測處理機對視頻采集模塊采集的圖像信息進行存儲以及圖像處理分析并將分析后的數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的警戒參數(shù)進行對比，同時視頻采集模塊采集的圖像信息經(jīng)圖像檢測處理機并通過監(jiān)控查看模塊進行顯示，上述分析后的數(shù)據(jù)包括算出來的拉出值及拉弧時間；
[0017]4)若步驟3)分析后的數(shù)據(jù)超出警戒參數(shù)，則由GSM報警信號發(fā)送模塊向指定的手機號發(fā)送報警信息，同時，該異常信息由圖像檢測處理機經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸至服務(wù)器中，供操作人員訪問。
[0018]報警內(nèi)容包括發(fā)生異常時間和異常類型。這樣的設(shè)計可以有效保證機車運營者及時發(fā)現(xiàn)機車運行的安全隱患，并做出相應的處理。作為一種優(yōu)選，根據(jù)受電弓安裝載體不同，周圍環(huán)境惡劣等因素，我們在圖像分析系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置報警延遲，從而大大的減少誤報率。
[0019]通過圖像檢測處理機可對監(jiān)控過程中的報警數(shù)據(jù)進行查詢、統(tǒng)計、打印、網(wǎng)絡(luò)共享管理；并可對其存儲的圖像信息每路實現(xiàn)獨立全實時錄像，檢索倒放，錄像查詢、下載等，且回放模式多樣，可以采用慢放、快放、倒放及逐幀播放，并且回放錄像時，可顯示事件發(fā)生的準確時間。
[0020]視頻采集模塊具有根據(jù)外界環(huán)境光照的強度自適應的紅外補光功能；此外可以設(shè)置雨刮以實現(xiàn)圖像模糊情況下雨刮噴水自清潔功能，具有外界環(huán)境溫度較低時的自加溫功能，具有外界環(huán)境溫度較高時的自風冷功能。
[0021]視頻采集模塊和圖像檢測處理機的連接采用防水防塵等級高的電連接器，方便安裝及維護。
[0022]作為一種優(yōu)選，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備采用的為無線路由器，由該無線路由器建立起WIFI以實現(xiàn)各設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。
[0023]機車運營商的操作人員查看受電弓運行狀態(tài)的方式有以下幾種:
[0024]1、駕駛室內(nèi)通過過監(jiān)控查看模塊查看；
[0025]2、通過網(wǎng)絡(luò)在遠端查看，任何連接網(wǎng)絡(luò)的電腦，通過用戶名密碼權(quán)限都可以實時查看設(shè)備運轉(zhuǎn)狀況，但需要消耗系統(tǒng)內(nèi)3G模塊的流量；
[0026]3、在系統(tǒng)附近，如在安裝系統(tǒng)的機車上，通過用戶名密碼權(quán)限后，由網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備即無線路由建立起的WIFI查看。
[0027]機車運營商的操作人員拷貝錄像的方式:
[0028]1、直接更換系統(tǒng)內(nèi)的硬盤，由于硬盤采用方便可更換的安裝方式，因此該操作非常方便快捷；
[0029]2、通過WIFI構(gòu)建的局域網(wǎng)，在系統(tǒng)附近拷貝。
[0030]機車運營商的操作人員查看機車出現(xiàn)的異常的方式:
[0031]1、所有異常圖片和異常信息會上傳到網(wǎng)盤，只要通過用戶名密碼的權(quán)限就可以方便的進行查看，操作人員也可以通過手機進行查看，靈活方便；
[0032]2、異常圖片和異常信息會通過短信報警和彩信報警的方式，發(fā)送到指定人員的手機上；
[0033]3、操作人員只要夠一定的權(quán)限，可以直接訪問系統(tǒng)主機內(nèi)的共享文件夾，里面存有異常圖片和異常信息；
[0034]4、所有異常圖片和異常信息會存入一個遠端的服務(wù)器中，操作人員可在電腦中安裝一個客戶端，實時的更新異常圖片和異常信息，能夠很好地實現(xiàn)長時間大數(shù)據(jù)量的分類查詢。
[0035]采用本發(fā)明的電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)及檢測方法具有以下優(yōu)點:
[0036]1、通過車載新一代高清智能圖像顯示平臺的車載視頻監(jiān)控處理設(shè)備技術(shù)，實時檢測、記錄受電弓的動態(tài)圖像并提供給監(jiān)視人員用以識別故障、發(fā)現(xiàn)問題，及時反饋給電力機車司機進行處理，確保供電設(shè)備及機車受電弓運行安全；
[0037]2、采用數(shù)字視頻監(jiān)控技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)實現(xiàn)對機車受電弓狀態(tài)的自動實時檢測，通過無線傳輸系統(tǒng)對受電弓進行遠程監(jiān)控并可實現(xiàn)各監(jiān)控點的遠程聯(lián)網(wǎng)，為預防弓網(wǎng)故障、確保電氣化鐵路的安全運營提供了一種新的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1是本發(fā)明中電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖2是本發(fā)明中電力機車弓網(wǎng)在線檢測方法流程圖。
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行進一步的詳細說明。
[0041]如圖1所示，為本發(fā)明的電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，其中，I為視頻采集模塊，2為監(jiān)控檢測處理模塊，3為向電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)提供電源的電源模塊。視頻采集模塊I設(shè)置于電力機車頂部，視頻采集模塊I采集受電弓的圖像信息并由監(jiān)控檢測處理模塊2進行顯示、存儲并在發(fā)生異常時報警。
[0042]視頻采集模塊I包括紅外光源、采集模塊防護罩、半固定云臺以及攝像機，紅外光源以及攝像機設(shè)置于半固定云臺上，采集模塊防護罩設(shè)置于視頻采集模塊和紅外光源外部用以保護視頻采集模塊。
[0043]監(jiān)控檢測處理模塊2包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、圖像檢測處理機、監(jiān)控查看模塊、GSM報警信號發(fā)送模塊、3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊以及服務(wù)器，監(jiān)控查看模塊設(shè)置于車輛兩端的駕駛室內(nèi)用以供駕駛員實時查看受電弓的運行狀況，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備分別與視頻采集模塊
1、圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊連接，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將視頻采集模塊I采集到的圖像信息傳輸給圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊，圖像檢測處理機經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊與服務(wù)器連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，上述圖像檢測處理機經(jīng)所述3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊與外網(wǎng)連接以上傳異常信息，供客戶在任意地點進行查看，監(jiān)控查看模塊與圖像檢測處理機連接用以顯示圖像檢測處理機處理的圖像信息，GSM報警信號發(fā)送模塊與圖像檢測處理機連接，并且3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置于圖像檢測處理機內(nèi)，圖像檢測處理機控制GSM報警信號發(fā)送模塊發(fā)送信息進行報警。
[0044]如圖2所示，為本發(fā)明的電力機車弓網(wǎng)在線檢測方法，包括以下步驟:
[0045]I)視頻采集模塊I采集受電弓的圖像信息并通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳輸給圖像檢測處理機；
[0046]2)判斷列車是否運行，通過圖像對比判斷列車是否運行，如果列車不運行視頻采集模塊I會繼續(xù)工作，但是圖像檢測處理機會停止檢測；
[0047]3)圖像檢測處理機對視頻采集模塊I采集的圖像信息進行存儲以及圖像處理分析并將分析后的數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的警戒參數(shù)進行對比，同時視頻采集模塊I采集的圖像信息經(jīng)圖像檢測處理機并通過監(jiān)控查看模塊進行顯示，此處分析后的數(shù)據(jù)包括算出來的拉出值及拉弧時間；
[0048]4)若步驟3)分析后的數(shù)據(jù)超出警戒參數(shù)，則由GSM報警信號發(fā)送模塊向指定的手機號發(fā)送報警信息，同時，該異常信息由圖像檢測處理機經(jīng)3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸至服務(wù)器中，供操作人員訪問。
[0049]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括視頻采集模塊(I)、監(jiān)控檢測處理模塊(2)以及為所述電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)提供電源的電源模塊(3)，所述視頻采集模塊(I)設(shè)置于電力機車頂部，所述視頻采集模塊(I)采集受電弓的圖像信息并由所述監(jiān)控檢測處理模塊(2)進行顯示、存儲并在發(fā)生異常時報警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述視頻采集模塊(I)包括紅外光源、采集模塊防護罩、半固定云臺以及攝像機，所述紅外光源以及攝像機設(shè)置于所述半固定云臺上，所述采集模塊防護罩設(shè)置于所述視頻采集模塊和紅外光源外部用以保護所述視頻采集模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機車弓網(wǎng)在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控檢測處理模塊(2)包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備、圖像檢測處理機、監(jiān)控查看模塊、GSM報警信號發(fā)送模塊、3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊以及服務(wù)器，所述監(jiān)控查看模塊設(shè)置于車輛兩端的駕駛室內(nèi)用以供駕駛員實時查看受電弓的運行狀況，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備分別與所述視頻采集模塊(I)、圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊連接，所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備將所述視頻采集模塊(I)采集到的圖像信息傳輸給所述圖像檢測處理機以及監(jiān)控查看模塊，所述圖像檢測處理機經(jīng)所述3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊與所述服務(wù)器連接以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，所述監(jiān)控查看模塊與所述圖像檢測處理機連接用以顯示所述圖像檢測處理機處理的圖像信息，所述GSM報警信號發(fā)送模塊與圖像檢測處理機連接，所述3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊設(shè)置于所述圖像檢測處理機內(nèi)，所述圖像檢測處理機控制所述GSM報警信號發(fā)送模塊發(fā)送信息進行報警。
4.一種電力機車弓網(wǎng)在線檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)所述視頻采集模塊(I)采集受電弓的圖像信息并通過所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備傳輸給所述圖像檢測處理機； 2)判斷列車是否運行，如果列車不運行視頻采集模塊I繼續(xù)工作，圖像檢測處理機會停止檢測； 3)所述圖像檢測處理機對所述視頻采集模塊(I)采集的圖像信息進行存儲以及圖像處理分析并將分析后的數(shù)據(jù)與預先設(shè)定的警戒參數(shù)進行對比，同時所述視頻采集模塊(I)采集的信息經(jīng)所述檢測處理機通過所述監(jiān)控查看模塊進行顯示； 4)若步驟3)分析后的數(shù)據(jù)超出警戒參數(shù)，則由GSM報警信號發(fā)送模塊向指定的手機號發(fā)送報警信息，同時，該異常信息由所述圖像檢測處理機經(jīng)所述3G無線網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸至所述服務(wù)器中，供操作人員訪問。
【文檔編號】G01D21/00GK103438924SQ201310372592
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月23日
【發(fā)明者】張海根 申請人:天津市三特電子有限公司