CN208419969U - 一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其包括若干个图像采集模块、同步触发单元以及存储分析服务器；各所述图像采集模块安装在工务轨道车、检测车、钢轨探伤车等特殊车辆上，并与所述同步触发单元连接；所述图像采集模块与所述存储分析服务器之间连接有图像采集卡以及采集控制单元；所述图像采集模块内设置有线阵列相机以及光源。本实用新型的优点是：（1）集成铁路工务、电务专业检测设备于同一个检测平台，实现多专业联合巡检作业模式，可节约大量天窗资源；（2）根据光谱响应特点定制波长的各类光源，采用窄带滤光片过滤除阳光中的可见光，提高信噪比，解决阳光干扰影响图像质量问题。

Description

一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及铁路检测技术领域，具体涉及一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统。

背景技术

现有的铁路基础设施设备巡检系统检测项目主要以轨道、接触网、限界等巡检项目为主，主要应用主动光源照明、线阵CCD（或CMOS）、等间隔运动扫描的检测原理，最高检测速度为120km/h，如意大利Mermec公司的ROGER 1000 SBB型检测列车。目前铁路局各专业部门分别配置了基于轨道车辆加装专用的检测监测设备用于高速铁路设备检测监测，如：接触网作业车加装4C装置、轨道作业车或探伤车加装轨道巡检系统等，但也存在专业各自为政，检测监测资源分散、作业天窗利用率低等问题。

随着高铁线路运营里程快速增长，高速铁路电务轨旁设备的巡检工作量也随之增加，现有的巡检方式主要以人工上道巡检的方式进行，这种巡检的方式存在如下问题：

1) 有较大危险性。巡检安排在高铁线路的夜间“天窗”，由于巡检人员易处于疲惫或精神不够集中等原因，人工上道巡检作业存在一定的危险性，极易造成安全事故；

2) 人工巡检劳动强度大。高铁电务轨旁设备数量较多，且安装位置相对较为离散，造成人工巡检工作量较大；

3) 人工检查准确性低。由于高铁线路天窗时间主要在夜间，夜间照明较差，对于电务轨旁设备脱落、松动和线缆卡脱落等情况，容易产生漏检和错检现象；

4) 人工巡检效率低。巡检人工平均每小时检查3-5公里高铁线路，几百公里的高铁线路必然会占用大量的人力资源和时间；

5) 故障处理仓促。由于高铁车间覆盖范围较大，天窗时间较短，即使人工巡检过程中发现故障，也没有足够的时间进行故障处理，容易留下安全隐患；

6) 受外界环境因素影响较为明显。雨雪、大风和低温天气对人工巡检带来了较大的影响，特别是冬季低温，夜间上道易造成人员冻伤等情况的出现。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，该高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统通过采用多个图像采集模块实现了轨旁设备的智能检测。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于包括若干个图像采集模块、同步触发单元以及存储分析服务器；各所述图像采集模块安装在车辆的底部，并与所述同步触发单元连接；所述图像采集模块与所述存储分析服务器之间连接有图像采集卡以及采集控制单元；所述图像采集模块内设置有线阵列相机以及光源。

两个所述图像采集模块作为两个轨旁扫描组件，分别安装在所述车辆底部的两侧；两个所述轨旁扫描组件的拍摄方向分别朝向轨道预设位置的两侧。

四个所述图像采集模块作为四个轨腰扫描组件安装在所述车辆底部的安装支架上；四个所述轨腰扫描组件的拍摄方向分别朝向两个钢轨预设位置的内侧和外侧。

两个所述图像采集模块作为两个道岔扫描组件安装在所述车辆底部的巡检梁上；两个所述道岔扫描组件的拍摄方向分别朝向两个所述钢轨预设位置的上表面，覆盖整个轨道板区域。

一个所述图像采集模块作为轨间扫描组件，所述轨间扫描组件安装在所述车辆底部的中间位置；所述轨间扫描组件的拍摄方向竖直向下或斜向下。

所述车辆的底部安装有状态监控摄像头，所述状态监控摄像头的拍摄方向朝向所述车辆的车底的安装设备；所述状态监控摄像头与所述存储分析服务器之间连接有采集控制单元。

各所述线阵列相机的镜头表面安装有用于过滤阳光的窄带滤光片。

所述光源为线结构光源或LED面阵列光源。

本实用新型的优点是：（1）采用机器巡检技术取代了电务轨旁设备人工上道巡检的作业模式，可提高巡检效率和质量；（2）集成铁路工务、电务等专业检测设备于同一个检测平台，实现多专业联合巡检作业模式，可节约大量天窗资源；（3）根据光谱响应特点定制波长的各类光源，采用窄带滤光片过滤除阳光中的可见光，提高信噪比，解决阳光干扰影响图像质量问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型中各扫描组件的安装位置的示意图；

图3为本实用新型中轨旁扫描组件的检测范围的示意图；

图4为本实用新型中轨腰扫描组件的检测范围的示意图；

图5为本实用新型中道岔扫描组件的检测范围的示意图；

图6为本实用新型中轨间扫描组件的检测范围的示意图；

图7为本实用新型中状态监控摄像头的安装位置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型的特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-7，图中标记1-13分别为：存储分析服务器1、同步触发单元2、图像采集模块3、车辆4、图像采集卡5、采集控制单元6、轨旁扫描组件7、轨腰扫描组件8、安装支架9、钢轨10、道岔扫描组件11、轨间扫描组件12、状态监控摄像头13。

实施例：如图1所示，本实施例具体涉及一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，该系统包括存储分析服务器1、同步触发单元2以及九个图像采集模块3。各图像采集模块3安装在车辆4的底部，并与同步触发单元2连接；图像采集模块3与存储分析服务器1之间连接有图像采集卡5以及采集控制单元6；图像采集模块3内设置有线阵列相机以及光源。各图像采集模块3用于在同步触发单元2的控制下采集车辆4下方轨道的图像数据，图像数据依次经过图像采集卡5以及采集控制单元6传输至存储分析服务器1内部；存储分析服务器1可以对接收到的图像输出进行分析存储。本实施例中，同步触发单元2由存储分析服务器1进行控制，同步触发单元2可控制各个图像采集模块3同步地采集图像数据。本实施例中车辆4为钢轨探伤车。

如图1、2、3所示，本实施例中，两个图像采集模块3作为两个轨旁扫描组件7。两个轨旁扫描组件7分别安装在车辆4底部的两侧，两个轨旁扫描组件7的拍摄方向分别朝向轨道预设位置的两侧。轨道预设位置指的是车辆4运行过程中轨道所在的位置。两个轨旁扫描组件7用于拍摄轨道两侧的图像，通过轨旁扫描组件7拍摄的图像可以检测轨道两侧的轨旁信号箱以及电缆槽盖板。图3中的虚线标注出了轨旁扫描组件7的检测范围。

本实施例中，轨旁扫描组件7的线阵列相机的分辨率为2K。该线阵列相机的视场大小3000mm，工作距离1200-4200mm，可满足拍摄物体景深2000mm左右，可保证1mm/线的图像采集密度。轨旁扫描组件7的光源为定制的线结构光源。

如图1、2、4所示，本实施例中，四个图像采集模块3作为四个轨腰扫描组件8。四个轨腰扫描组件8安装在车辆4底部的巡检梁9上，巡检梁9与车辆4底部的车架固定连接。四个轨腰扫描组件8的拍摄方向分别朝向两个钢轨预设位置的内侧和外侧。钢轨预设位置指的是车辆4运行过程中钢轨10所在的位置。在运行过程中，四个轨腰扫描组件8分别拍摄两根钢轨的内侧轨腰以及外侧轨腰的图像。图4中的虚线标注出了轨腰扫描组件8的检测范围。

本实施例中，轨腰扫描组件8的线阵列相机的分辨率为1K。该线阵列相机的视场大小500mm，工作距离700mm，可满足拍摄物体景深200mm左右，可保证1mm/线的图像采集密度。轨腰扫描组件8的光源为定制的LED面阵列光源。

如图1、2、5所示，本实施例中，两个图像采集模块3作为两个道岔扫描组件11安装在车辆4底部的巡检梁9上。两个道岔扫描组件11的拍摄方向竖直向下，分别朝向两个钢轨预设位置的上表面，并覆盖整个轨道板区域。此处的钢轨预设位置仍然指的是车辆4运行过程中钢轨10所在的位置。在运行过程中，两个道岔扫描组件11持续采集两个钢轨以及道岔的顶部图像。图5中的虚线标注出了道岔扫描组件11的检测范围。

本实施例中，道岔扫描组件11的线阵列相机的分辨率为2K。该线阵列相机的视场大小1600mm，工作距离600-800mm，可满足拍摄物体景深200mm左右，可保证1mm/线的图像采集密度。道岔扫描组件11的光源为定制的LED面阵列光源。

如图1、2、6所示，本实施例中，一个图像采集模块3作为轨间扫描组件12安装在车辆4底部的巡检梁9上；轨间扫描组件12的拍摄方向竖直向下。轨间扫描组件12位于巡检梁9的中部，用于在车辆4运行过程中拍摄轨道中心的图像。图6中的虚线标注出了轨间扫描组件12的检测范围。

本实施例中，轨间扫描组件12的线阵列相机的分辨率为1K。该线阵列相机的视场大小500mm，工作距离600mm，可满足拍摄物体景深200mm左右，可保证1mm/线的图像采集密度。轨间扫描组件12的光源为定制的LED面阵列光源。

如图1、7所示，车辆4的底部安装有状态监控摄像头13，状态监控摄像头13的拍摄方向朝向所述车辆4的车底安装的设备；本实施例中车底安装的设备大多安装在巡检梁9上。状态监控摄像头13与存储分析服务器1之间连接有采集控制单元6。本实施例中，状态监控摄像头13的数目为2，状态监控摄像头13用于监测巡检梁9上的各种设备的状态。

如图1所示，各图像采集模块3采用的线阵列相机的镜头表面安装有用于过滤阳光的窄带滤光片。各图像采集模块3采用的光源的能量集中在很窄的光谱范围内，光源的能量峰值与窄带滤光片的透射光谱相匹配，这样可以确保窄带滤光片可以过滤掉大部分阳光，提高了图像采集模块的信噪比，解决了阳光干扰图像采集模块3的问题。

本实施例中，各图像采集模块3采用线阵列相机，线阵列相机仅通过一条狭缝拍摄外接图像，取景口非常小，基本完全封闭，可有效地避免风沙雨雪对取景口的封盖，避免极端恶劣天气对设备的影响，增强了图像采集模块3对抗雨雪风沙的能力。与之相对，现有技术中的面阵列相机由于口径大，安装在自然环境恶劣的车底时，镜头容易被脏污遮盖。

虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。

Claims (8)

1.一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于包括若干个图像采集模块、同步触发单元以及存储分析服务器；各所述图像采集模块安装在车辆上，并与所述同步触发单元连接；所述图像采集模块与所述存储分析服务器之间连接有图像采集卡以及采集控制单元；所述图像采集模块内设置有线阵列相机以及激光光源。

2.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于两个所述图像采集模块作为两个轨旁扫描组件，分别安装在所述车辆底部的两侧；两个所述轨旁扫描组件的拍摄方向分别朝向轨道预设位置的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于四个所述图像采集模块作为四个轨腰扫描组件安装在所述车辆底部安装支架上；四个所述轨腰扫描组件的拍摄方向分别朝向两个钢轨预设位置的内侧和外侧。

4.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于两个所述图像采集模块作为两个道岔扫描组件安装在所述车辆底部的巡检梁上；两个所述道岔扫描组件的拍摄方向分别朝向两个钢轨预设位置的上表面，覆盖整个轨道板区域。

5.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于一个所述图像采集模块作为轨间扫描组件，所述轨间扫描组件安装在所述车辆底部的中间位置；所述轨间扫描组件的拍摄方向竖直或斜向下。

6.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于所述车辆的底部安装有状态监控摄像头，所述状态监控摄像头的拍摄方向朝向车底的安装设备；所述状态监控摄像头与所述存储分析服务器之间连接有采集控制单元。

7.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于各所述线阵列相机的安装有用于过滤阳光的窄带滤光片。

8.根据权利要求1所述的一种高铁电务轨旁设备状态可视化智能检测系统，其特征在于所述光源为线激光光源或LED面阵列光源。