CN103438924B - 电力机车弓网在线检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力机车弓网在线检测系统，包括视频采集模块、监控检测处理模块以及电源模块，视频采集模块设置于电力机车顶部，视频采集模块采集受电弓的图像信息并由监控检测处理模块进行显示、存储并在发生异常时报警。电力机车弓网在线检测方法，视频采集模块采集受电弓的图像信息并由图像检测处理机对该图像信息进行存储以及分析，若发生异常则由GSM报警信号发送模块报警，并将异常信息通过3G无线网络模块传输至服务器中。采用本发明的技术方案采用数字视频监控技术和数字图像处理技术实现对机车受电弓状态的自动实时检测，通过无线传输系统对受电弓进行远程监控并可实现各监控点的远程联网。

Description

电力机车弓网在线检测系统及检测方法

技术领域

本发明涉及电力机车技术领域，特别涉及一种电力机车弓网在线检测系统及检测方法。

背景技术

随着国民经济的高速发展，具备了高效率、低污染等优点的电力机车越来越得到广泛的应用和发展。机车受电弓作为电力机车从接触网取流的设备，其工作过程承受滑动、摩擦、热、电和化学等综合因素影响，容易在运行过程中发生各种故障。弓网故障的不断发生，严重影响电气化铁路的运输安全，制约我国铁路事业的发展，研制机车弓网在线检测系统，提供一种有效的预防弓网故障、确保电气化铁路安全运营具有十分重要的意义。

现有的非视频在线检测系统方法多样，下面是常用的几种方法：

在电力机车受电弓上安装冲击加速度传感器和左右限位传感器，传感器接收到的信号传递给机车室内的报警装置，当冲击加速度大于某一规定的阈值时，进行报警并及时降弓，防止事故进一步扩大。

在弓头上安装反射镜，在车顶上安装的红外线发射器发射的红外线由反射镜反射回车顶后经红外线接收器接收，并变为电信号送入司机室。如果弓头偏转或高低偏差或横向摆动超出一定范围，接收器接收不到信号时，开始报警，提示乘务员注意观察受电弓是否发生变化，如果未发生变化可继续运行，一旦发生异常，及时换弓行驶。

使用超声波检测受电弓滑板磨损状况。借助于高架的超声波传感器，当车辆驶入机务段时，受电弓滑板磨损测量装置便可测量滑板，从而获取其磨损情况，而且通过应用磨损预测系统预测滑板的更换时间。

以上检测方法都能对受电弓进行动态实时检测，但检测的内容较单一，有的还需要对受电弓进行改造。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用数字视频监控技术和数字图像处理技术实现对机车受电弓状态的自动实时检测，能够通过无线传输系统对受电弓进行远程监控并可实现各监控点的远程联网的电力机车弓网在线检测系统及检测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电力机车弓网在线检测系统，包括视频采集模块、监控检测处理模块以及为所述电力机车弓网在线检测系统提供电源的电源模块，视频采集模块设置于电力机车顶部，视频采集模块采集受电弓的图像信息并由监控检测处理模块对视频采集模块采集到的该受电弓的图像信息进行显示、存储并在发生异常时报警。

优选的，视频采集模块包括红外光源、采集模块防护罩、半固定云台以及摄像机，所述红外光源以及摄像机设置于所述半固定云台上，所述采集模块防护罩设置于所述视频采集模块和红外光源外部用以保护所述视频采集模块。

优选的，监控检测处理模块包括网络数据传输设备、图像检测处理机、监控查看模块、GSM报警信号发送模块、3G无线网络模块以及服务器，监控查看模块设置于车辆两端的驾驶室内用以供驾驶员实时查看受电弓的运行状况，网络数据传输设备分别与视频采集模块、图像检测处理机以及监控查看模块连接，网络数据传输设备将视频采集模块采集到的图像信息传输给图像检测处理机以及监控查看模块，图像检测处理机经3G无线网络模块与服务器连接以实现数据的传输，上述图像检测处理机经3G无线网络模块与外网连接以上传异常信息，供客户在任意地点进行查看，监控查看模块与图像检测处理机连接用以显示所述图像检测处理机处理的图像信息，GSM报警信号发送模块与图像检测处理机连接，并且3G无线网络模块设置于图像检测处理机内，图像检测处理机控制GSM报警信号发送模块发送信息进行报警。

本发明还提供了一种电力机车弓网在线检测方法，包括以下步骤：

1)视频采集模块采集受电弓的图像信息并通过网络数据传输设备传输给图像检测处理机；

2)判断列车是否运行，通过图像对比判断列车是否运行，如果列车不运行视频采集模块会继续工作，但是图像检测处理机会停止检测；

3)图像检测处理机对视频采集模块采集的图像信息进行存储以及图像处理分析并将分析后的数据与预先设定的警戒参数进行对比，同时视频采集模块采集的图像信息经图像检测处理机并通过监控查看模块进行显示，上述分析后的数据包括算出来的拉出值及拉弧时间；

4)若步骤3)分析后的数据超出警戒参数，则由GSM报警信号发送模块向指定的手机号发送报警信息，同时，该报警信息由图像检测处理机经3G无线网络模块传输至服务器中，供操作人员访问。

报警内容包括发生异常时间和异常类型。这样的设计可以有效保证机车运营者及时发现机车运行的安全隐患，并做出相应的处理。作为一种优选，根据受电弓安装载体不同，周围环境恶劣等因素，我们在图像分析系统内设置报警延迟，从而大大的减少误报率。

通过图像检测处理机可对监控过程中的报警数据进行查询、统计、打印、网络共享管理；并可对其存储的图像信息每路实现独立全实时录像，检索倒放，录像查询、下载等，且回放模式多样，可以采用慢放、快放、倒放及逐帧播放，并且回放录像时，可显示事件发生的准确时间。

视频采集模块具有根据外界环境光照的强度自适应的红外补光功能；此外可以设置雨刮以实现图像模糊情况下雨刮喷水自清洁功能，具有外界环境温度较低时的自加温功能，具有外界环境温度较高时的自风冷功能。

视频采集模块和图像检测处理机的连接采用防水防尘等级高的电连接器，方便安装及维护。

作为一种优选，网络数据传输设备采用的为无线路由器，由该无线路由器建立起WIFI以实现各设备的联网。

机车运营商的操作人员查看受电弓运行状态的方式有以下几种：

1、驾驶室内通过过监控查看模块查看；

2、通过网络在远端查看，任何连接网络的电脑，通过用户名密码权限都可以实时查看设备运转状况，但需要消耗系统内3G模块的流量；

3、在系统附近，如在安装系统的机车上，通过用户名密码权限后，由网络数据传输设备即无线路由建立起的WIFI查看。

机车运营商的操作人员拷贝录像的方式：

1、直接更换系统内的硬盘，由于硬盘采用方便可更换的安装方式，因此该操作非常方便快捷；

2、通过WIFI构建的局域网，在系统附近拷贝。

机车运营商的操作人员查看机车出现的异常的方式：

1、所有异常图片和异常信息会上传到网盘，只要通过用户名密码的权限就可以方便的进行查看，操作人员也可以通过手机进行查看，灵活方便；

2、异常图片和异常信息会通过短信报警和彩信报警的方式，发送到指定人员的手机上；

3、操作人员只要够一定的权限，可以直接访问系统主机内的共享文件夹，里面存有异常图片和异常信息；

4、所有异常图片和异常信息会存入一个远端的服务器中，操作人员可在电脑中安装一个客户端，实时的更新异常图片和异常信息，能够很好地实现长时间大数据量的分类查询。

采用本发明的电力机车弓网在线检测系统及检测方法具有以下优点：

1、通过车载新一代高清智能图像显示平台的车载视频监控处理设备技术，实时检测、记录受电弓的动态图像并提供给监视人员用以识别故障、发现问题，及时反馈给电力机车司机进行处理，确保供电设备及机车受电弓运行安全；

2、采用数字视频监控技术和数字图像处理技术实现对机车受电弓状态的自动实时检测，通过无线传输系统对受电弓进行远程监控并可实现各监控点的远程联网，为预防弓网故障、确保电气化铁路的安全运营提供了一种新的方法。

附图说明

图1是本发明中电力机车弓网在线检测系统的结构示意图。

图2是本发明中电力机车弓网在线检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

如图1所示，为本发明的电力机车弓网在线检测系统，其中，1为视频采集模块，2为监控检测处理模块，3为向电力机车弓网在线检测系统提供电源的电源模块。视频采集模块1设置于电力机车顶部，视频采集模块1采集受电弓的图像信息并由监控检测处理模块2进行显示、存储并在发生异常时报警。

视频采集模块1包括红外光源、采集模块防护罩、半固定云台以及摄像机，红外光源以及摄像机设置于半固定云台上，采集模块防护罩设置于视频采集模块和红外光源外部用以保护视频采集模块。

监控检测处理模块2包括网络数据传输设备、图像检测处理机、监控查看模块、GSM报警信号发送模块、3G无线网络模块以及服务器，监控查看模块设置于车辆两端的驾驶室内用以供驾驶员实时查看受电弓的运行状况，网络数据传输设备分别与视频采集模块1、图像检测处理机以及监控查看模块连接，网络数据传输设备将视频采集模块1采集到的图像信息传输给图像检测处理机以及监控查看模块，图像检测处理机经3G无线网络模块与服务器连接以实现数据的传输，上述图像检测处理机经所述3G无线网络模块与外网连接以上传异常信息，供客户在任意地点进行查看，监控查看模块与图像检测处理机连接用以显示图像检测处理机处理的图像信息，GSM报警信号发送模块与图像检测处理机连接，并且3G无线网络模块设置于图像检测处理机内，图像检测处理机控制GSM报警信号发送模块发送信息进行报警。

如图2所示，为本发明的电力机车弓网在线检测方法，包括以下步骤：

1)视频采集模块1采集受电弓的图像信息并通过网络数据传输设备传输给图像检测处理机；

2)判断列车是否运行，通过图像对比判断列车是否运行，如果列车不运行视频采集模块1会继续工作，但是图像检测处理机会停止检测；

3)图像检测处理机对视频采集模块1采集的图像信息进行存储以及图像处理分析并将分析后的数据与预先设定的警戒参数进行对比，同时视频采集模块1采集的图像信息经图像检测处理机并通过监控查看模块进行显示，此处分析后的数据包括算出来的拉出值及拉弧时间；

4)若步骤3)分析后的数据超出警戒参数，则由GSM报警信号发送模块向指定的手机号发送报警信息，同时，该报警信息由图像检测处理机经3G无线网络模块传输至服务器中，供操作人员访问。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种电力机车弓网在线检测系统，其特征在于：包括视频采集模块(1)、监控检测处理模块(2)以及为所述电力机车弓网在线检测系统提供电源的电源模块(3)，所述视频采集模块(1)设置于电力机车顶部，所述视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息并由所述监控检测处理模块(2)进行显示、存储并在发生异常时报警；

所述监控检测处理模块(2)包括网络数据传输设备、图像检测处理机、监控查看模块、GSM报警信号发送模块、3G无线网络模块以及服务器，所述监控查看模块设置于车辆两端的驾驶室内用以供驾驶员实时查看受电弓的运行状况，所述网络数据传输设备分别与所述视频采集模块(1)、图像检测处理机以及监控查看模块连接，所述网络数据传输设备将所述视频采集模块(1)采集到的图像信息传输给所述图像检测处理机以及监控查看模块，所述图像检测处理机经所述3G无线网络模块与所述服务器连接以实现数据的传输，所述监控查看模块与所述图像检测处理机连接用以显示所述图像检测处理机处理的图像信息，所述GSM报警信号发送模块与图像检测处理机连接，所述3G无线网络模块设置于所述图像检测处理机内，所述图像检测处理机控制所述GSM报警信号发送模块发送信息进行报警。

2.根据权利要求1所述的电力机车弓网在线检测系统，其特征在于：所述视频采集模块(1)包括红外光源、采集模块防护罩、半固定云台以及摄像机，所述红外光源以及摄像机设置于所述半固定云台上，所述采集模块防护罩设置于所述视频采集模块和红外光源外部用以保护所述视频采集模块。

3.一种应用如权利要求1或2所述的电力机车弓网在线检测系统对电力机车弓网进行在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)所述视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息并通过所述网络数据传输设备传输给所述图像检测处理机；

2)判断列车是否运行，如果列车不运行视频采集模块1继续工作，图像检测处理机会停止检测；

3)所述图像检测处理机对所述视频采集模块(1)采集的图像信息进行存储以及图像处理分析并将分析后的数据与预先设定的警戒参数进行对比，同时所述视频采集模块(1)采集的信息经所述检测处理机通过所述监控查看模块进行显示；

4)若步骤3)分析后的数据超出警戒参数，则由GSM报警信号发送模块向指定的手机号发送报警信息，同时，该报警信息由所述图像检测处理机经所述3G无线网络模块传输至所述服务器中，供操作人员访问。