RU2689564C1 - Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation - Google Patents
Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689564C1 RU2689564C1 RU2018129057A RU2018129057A RU2689564C1 RU 2689564 C1 RU2689564 C1 RU 2689564C1 RU 2018129057 A RU2018129057 A RU 2018129057A RU 2018129057 A RU2018129057 A RU 2018129057A RU 2689564 C1 RU2689564 C1 RU 2689564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact wire
- parameters
- measuring
- systems
- light interference
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 29
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
- B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/08—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
- G01B11/10—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving
- G01B11/105—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters of objects while moving using photoelectric detection means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕTECHNICAL FIELD TO WHICH INVENTION RELATES.
Настоящее изобретение относится к области диагностики состояния проводной контактной сети электрифицированных железных дорог и предназначено для использования при измерении и контроле параметров контактного провода для электрифицированного транспорта.The present invention relates to the field of diagnostics of the state of a wired contact network of electrified railways and is intended for use in measuring and monitoring parameters of a contact wire for electrified transport.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
Для обеспечения безотказного функционирования сети железных дорог их рабочее состояние необходимо постоянно контролировать. В частности, необходимо подвергать контролю проводную контактную сеть железных дорог для детектирования отклонений от номинальных значений оцениваемых параметров контактной сети, что позволит своевременно спланировать и произвести необходимые работы по ремонту или замене износившихся или поврежденных участков сети.To ensure the smooth functioning of the railway network, their working condition must be constantly monitored. In particular, it is necessary to inspect the wired contact network of railways to detect deviations from the nominal values of the estimated parameters of the contact network, which will allow for timely planning and carrying out the necessary repairs or replacement of worn or damaged sections of the network.
Из уровня техники известно множество решений для диагностики состояния контактных проводов. В частности, известно оптическое устройство для замера и регистрации износа контактного провода, раскрытое в патенте RU 2120866 C1 («УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕРА И РЕГИСТРАЦИИ ИЗНОСА КОНТАКТНОГО ПРОВОДА»), которое содержит четыре телекамеры и осветитель, расположенные на полозе токоприемника. Согласно данному решению отраженный от изношенной площадки контактного провода свет, создаваемый линейным осветителем, запитываемым от источника питания, попадает в одну из четырех телекамер и через объектив со светофильтром, в створе которого находится исследуемый контактный провод, попадает на линейное многоэлементное фотоприемное устройство, в котором возбуждается часть ячеек, количество которых соответствует ширине изображения светящейся полосы, а следовательно, и ширине площадки износа. Для уменьшения засветки ячеек линейных многоэлементных фоточувствительных устройств дневным светом применены светодиоды с инфракрасным спектром излучения, а объективы телекамер закрыты светофильтрами с соответствующей полосой пропускания. Однако ячейки линейных многоэлементных фоточувствительных устройств, т.е. матрица оптического приемника, в данном известном устройстве никак не защищены от засветки внешними яркими источниками света, в частности, солнцем. Кроме того, длительное воздействие света от внешнего яркого источника на ячейки линейных многоэлементных фоточувствительных устройств непосредственно влияет на их работоспособность, приводя оптический приемник в негодность.In the prior art there are many solutions for diagnosing the state of the contact wires. In particular, an optical device for measuring and recording contact wire wear is disclosed in patent RU 2120866 C1 (“DEVICE FOR MEASUREMENT AND REGISTRATION OF WEAR OF A CONTACT WIRE”), which contains four telecameras and an illuminator located on the skid of the current collector. According to this solution, the light reflected from the worn-out site of the contact wire, generated by a linear illuminator fed from a power source, enters one of four cameras and through a lens with a light filter, in the range of which the test contact wire is located, hits the linear multi-element photo-receiving device, in which part of the cells, the number of which corresponds to the width of the image of the luminous strip, and consequently, the width of the wear area. To reduce the illumination of cells of linear multi-element photosensitive devices by daylight, LEDs with an infrared radiation spectrum are used, and camera lenses are covered with light filters with a corresponding bandwidth. However, cells of linear multi-element photosensitive devices, i.e. The optical receiver array in this known device is in no way protected from illumination by external bright light sources, in particular, by the sun. In addition, prolonged exposure to light from an external bright source on the cells of linear multi-element photosensitive devices directly affects their performance, rendering the optical receiver unusable.
Из уровня техники также известно устройство для измерения параметров контактного провода, раскрытое в патенте RU 2137622 C1 («УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА») и содержащее осветитель, оптически сопряженный через контактный провод с блоками приема, первичной обработки, анализа и отображения информации, причем осветитель выполнен линейным и снабжен отражателем, а блок приема информации состоит по меньшей мере из двух оптоэлектронных головок, каждая из которых содержит оптическую систему в виде объектива и интегральную многоэлементную фотоприемную матрицу. При движении вагона-лаборатории световой поток от источника света освещает нижнюю поверхность (площадку износа) контактного провода. Лучи света, отразившись зеркально от блестящей изношенной поверхности контактного провода, попадают через оптическую систему оптоэлектронных головок на фотоматрицы и "засвечивают" определенный их участок. Электронный блок первичной обработки сигналов обеспечивает развертку фотоматриц и соответствующую обработку видеосигнала для выделения необходимой информации о положении и величине проекции световых пучков, отраженных от контактного провода (или проводов). Однако матрица в данном известном устройстве также никак не защищена от засветки внешними яркими источниками света, а длительное воздействие света от внешнего яркого источника на фотоматрицу влияет на ее работоспособность, приводя в негодность.The prior art also knows a device for measuring parameters of a contact wire, disclosed in patent RU 2137622 C1 (“DEVICE FOR MEASURING PARAMETERS OF CONTACT WIRE”) and containing an illuminator optically coupled via a contact wire with blocks for receiving, preprocessing, analyzing and displaying information, moreover the illuminator is linear and equipped with a reflector, and the information receiving unit consists of at least two optoelectronic heads, each of which contains an optical system in the form of a lens and an integral th FPA matrix. When the laboratory car moves, the light flux from the light source illuminates the lower surface (wear area) of the contact wire. The rays of light, reflecting mirror-like from the shiny worn surface of the contact wire, fall through the optical system of the optoelectronic heads onto the photomatrix and "light up" a certain part of them. The electronic unit of primary signal processing provides a scan of photo matrices and the corresponding video signal processing to highlight the necessary information about the position and size of the projection of light beams reflected from the contact wire (or wires). However, the matrix in this known device is also not protected from illumination by external bright light sources, and the prolonged exposure to light from an external bright source on the photomatrix affects its performance, making it unusable.
В патенте RU 2224981 C1 («СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА») описывается способ измерения геометрических параметров протяженного объекта видеокамерой при относительном линейном перемещении объекта и видеокамеры путем ориентации корпуса видеокамеры вокруг ее продольной оси относительно номинального положения на угол 90˚, при котором линии строчной развертки в изображении видеокамеры перпендикулярны направлению перемещения объекта, и оптическую ось видеокамеры ориентируют перпендикулярно линии перемещения объекта и относительно плоскости горизонта на 20˚-25˚ объективом вверх и на объект, с обработкой результатов на компьютере. Измерения одновременно производят также и второй видеокамерой, размещенной симметрично первой относительно вертикальной плоскости, пересекающей в месте измерений середину протяженного объекта вдоль и в случае изгиба протяженного объекта осуществляют дополнительные независимые перемещения видеокамер по вертикальному и горизонтальному направлениям. Данное известное решение обладает аналогичными недостатками, как указано выше.Patent RU 2224981 C1 (“METHOD OF MEASURING GEOMETRIC PARAMETERS OF EXTENDED OBJECT”) describes a method of measuring the geometrical parameters of an extended object with a video camera with a relative linear movement of an object and a video camera by orienting the body of the video camera around its longitudinal axis relative to the nominal position through 90 при. sweeps in the video camera image are perpendicular to the direction of movement of the object, and the optical axis of the video camera is oriented perpendicular to the moving line I am an object and relative to the plane of the horizon at 20˚-25 вверх lens upwards and at the object, with the processing of the results on the computer. Measurements are also performed simultaneously by a second video camera, placed symmetrically with the first relative to the vertical plane, which intersects the center of the extended object along the measurement site and, in the event of bending of the extended object, additional independent movements of the cameras in the vertical and horizontal directions are performed. This known solution has similar disadvantages as described above.
В качестве прототипа заявленного изобретения рассматривается решение, раскрытое в патенте RU 2342261 C1 («УСТРОЙСТВО ДИСТАНЦИОННОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ СТРЕЛЫ ПРОВЕСА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ (ВОК), ПОДВЕШЕННЫХ НА ОПОРАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ»). Система измерения согласно данному решению содержит три фотоприемника, устройство подсветки контактного провода, измерительное вычислительное устройство и записывающее устройство. Устройство подсветки контактного провода расположено на крыше вагона-лаборатории, а фотоприемники, измерительное вычислительное устройство и записывающее устройство расположены внутри вагона-лаборатории. Фотоприемники установлены так, что линия сканирования перпендикулярна направлению движения вагона, т.е. направлению контактного провода, и пересекает контактный провод. Устройство подсветки освещает сканируемый участок контактного провода, в результате сканирования фотоприемники принимают отраженные от контактного провода световые сигналы, которые поступают на вход измерительного вычислительного устройства, которое создает фотографическое изображение контактного провода, сохраняет его в записывающем устройстве и путем обработки изображения определяет толщину контактного провода и степень его износа. Существенным недостатком данного решения также является его незащищенность от воздействия световых помех, в частности, от яркого солнечного света, попадание которого на вход фотоприемников полностью исключает возможность приема отраженного от контактного провода светового сигнала ввиду его существенно меньшей яркости по сравнению с солнечным светом.As a prototype of the claimed invention, a solution is disclosed that is disclosed in patent RU 2342261 C1 (“REMOTE AUTOMATED CONTROL DEVICE OF THE ARROW OF THE VEHICLE OF FIBER OPTICAL CABLES (WOC), SUSPENDED ON THE SUPPORT OF A CONTACT NET”). The measurement system according to this solution contains three photodetectors, a device for illuminating the contact wire, a measuring computing device and a recording device. The illumination device for the contact wire is located on the roof of the laboratory car, and the photodetectors, the measuring computing device and the recording device are located inside the laboratory car. Photodetectors are installed so that the scanning line is perpendicular to the direction of movement of the car, i.e. direction of the contact wire, and crosses the contact wire. The illumination device illuminates the scanned section of the contact wire. As a result of scanning, the photodetectors receive light signals reflected from the contact wire, which enter the measuring computing device, which creates a photographic image of the contact wire, stores it in the recording device, and by processing the image determines the contact wire thickness and the degree its wear. A significant disadvantage of this solution is its lack of exposure to the effects of light interference, in particular, from bright sunlight, the impact of which at the input of photodetectors completely eliminates the possibility of receiving a light signal reflected from the contact wire due to its significantly lower brightness compared to sunlight.
Таким образом, известные решения для измерения параметров контактного провода не могут корректно функционировать при наличии световых помех, например, в дневное время при солнечной погоде. Это обусловлено тем, что в известных решениях диаграммы направленности оптических приёмников ориентированы вертикально или почти вертикально вверх по направлению к контактному проводу, что приводит к тому, что в «поле зрения» оптических приёмников могут попадать внешние яркие источники света, в частности, Солнце. Учитывая высокую чувствительность фотоприёмников, обеспечивающую надёжный приём отражённого от контактного провода сигнала, яркий свет от внешнего источника засвечивает матрицу фотоприёмника, и устройство измерения становится временно неработоспособно: до момента выхода внешнего источника яркого света из его «поля зрения», так как оно не может выделить отраженный от контактного провода световой сигнал на фоне световой помехи (т.е. яркого света). Кроме того, длительное воздействие яркого света на матрицу фотоприемника может привести к окончательной потере ее работоспособности. В южных широтах и/или приэкваториальных зонах, в которых Солнце длительное время находится близко к зениту, а также при ориентации железнодорожного пути в направлении «восток-запад-восток» эта проблема является особенно актуальной, а учитывая то, что направление железнодорожных путей постоянно изменяется вследствие неоднородности рельефа местности, с проблемой «засветки» оптических приёмников ярким светом можно столкнуться повсеместно. Thus, the known solutions for measuring the parameters of the contact wire can not function correctly in the presence of light interference, for example, in the daytime in sunny weather. This is due to the fact that in known solutions of the optical pattern of the optical receivers are oriented vertically or almost vertically upwards towards the contact wire, which leads to the fact that external bright light sources, in particular, the Sun, can get into the "field of view" of optical receivers. Considering the high sensitivity of photo detectors, which ensures reliable reception of the signal reflected from the contact wire, bright light from an external source illuminates the photodetector matrix, and the measuring device becomes temporarily inoperable: until the external bright light comes out of its “field of view”, since it cannot identify the light signal reflected from the contact wire against the background of light interference (ie, bright light). In addition, prolonged exposure to bright light on the photodetector matrix can lead to the final loss of its performance. In the southern latitudes and / or near-equatorial zones, in which the Sun is close to the zenith for a long time, and also when the railway track is oriented in the east-west-east direction, this problem is particularly urgent, and given that the direction of the railway tracks is constantly changing due to the heterogeneity of the terrain, the problem of "illumination" of optical receivers with bright light can be encountered everywhere.
Основной задачей настоящей группы изобретений является устранение указанного недостатка, а именно, исключение возможности выведения из рабочего состояния оптической системы измерения параметров контактного провода вследствие засветки фотоприёмников системы измерения внешними источниками яркого света, в частности, Солнцем.The main task of the present group of inventions is to eliminate this drawback, namely, to exclude the possibility of removing the optical system of measuring the parameters of the contact wire from the operating state due to the light of the photoreceivers of the system of measurement by external sources of bright light, in particular, the Sun.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF INVENTION
Поставленная задача разрешается за счёт использования двух или более идентичных синхронизированных систем измерения параметров контактного провода, разнесённых друг от друга на заданное расстояние и работающих автономно друг от друга, при этом диаграммы направленности фотоприемников этих систем измерения ориентированы в пространстве таким образом, что источник световой помехи не может одновременно попасть в рабочие области (поля зрения) двух или более систем измерения, а также за счет использования дополнительной оптической локационной системы, которая выполнена с возможностью обнаружения внешнего источника световой помехи (источника яркого солнечного света или другого яркого света), определения текущих пространственных координат этого внешнего источника и их изменения во времени, вычисления системы измерения, в рабочую область которой потенциально попадет источник световой помехи, и отключения вычисленной системы измерения, при этом измерение параметров контактного провода полностью производится не отключенными одной или более системами измерения, которые не подвержены воздействию световой помехи.The task is solved by using two or more identical synchronized systems for measuring parameters of the contact wire, separated from each other by a predetermined distance and operating autonomously from each other, while the radiation patterns of the photoreceivers of these measurement systems are oriented in space in such a way that the source of light interference is not can simultaneously get into the working area (field of view) of two or more measurement systems, as well as through the use of additional optical location This system, which is capable of detecting an external source of light interference (a source of bright sunlight or other bright light), determining the current spatial coordinates of this external source and their change over time, calculating the measurement system, the working area of which potentially gets a source of light interference, and disconnection of the computed measurement system, while the measurement of the parameters of the contact wire is completely performed by one or more measurement systems not affected by light interference.
Согласно одному аспекту предложен способ измерения параметров контактного провода, содержащий этапы, на которых: According to one aspect, a method is proposed for measuring parameters of a contact wire, comprising:
выявляют, есть ли в рабочей области локационной системы источник световой помехи, причем рабочая область локационной системы включает в себя рабочие области двух или более систем измерения параметров контактного провода и область окружающего их пространства;reveal whether in the working area of the location system, the source of light interference, the working area of the location system includes the working areas of two or more systems for measuring the parameters of the contact wire and the area of their surrounding space;
если выявлено наличие световой помехи, определяют текущие пространственные координаты источника световой помехи и их изменение во времени;if the presence of light interference is detected, determine the current spatial coordinates of the source of light interference and their change over time;
вычисляют возможность потенциального попадания выявленного источника световой помехи в рабочую область одной из двух или более систем измерения параметров контактного провода согласно текущим пространственным координатам источника световой помехи и их изменению во времени;calculate the potential for the detected source of light interference to enter the working area of one of two or more systems for measuring parameters of the contact wire according to the current spatial coordinates of the source of light interference and their change over time;
отключают систему измерения параметров контактного провода, в отношении рабочей области которой вычислена возможность потенциального попадания выявленного источника световой помехи;turn off the system for measuring the parameters of the contact wire, in relation to the working area of which the possibility of a potential hit of the detected source of light interference is calculated;
фиксируют изображения контактного провода посредством других систем измерения параметров контактного провода, в отношении рабочих областей которых вычислено отсутствие потенциального попадания выявленного источника световой помехи;images of the contact wire are fixed by means of other systems for measuring the parameters of the contact wire, for whose working areas the absence of the potential hit of the detected source of light interference is calculated;
обрабатывают зафиксированные изображения контактного провода для измерения параметров контактного провода,process the fixed images of the contact wire to measure the parameters of the contact wire,
причем область пересечения рабочих областей двух или более систем измерения параметров контактного провода представляет собой область возможного нахождения контактного провода, и рабочие области двух или более систем измерения параметров контактного провода ориентированы в пространстве таким образом, что источник световой помехи не может одновременно находится в рабочих областях двух или более систем измерения параметров контактного провода.moreover, the area of intersection of the working areas of two or more systems for measuring parameters of the contact wire is the area of possible location of the contact wire, and the working areas of two or more systems for measuring parameters of the contact wire are oriented in space so that the source of light interference can not simultaneously be located in the working areas of two or more systems for measuring parameters of contact wire.
Если наличие световой помехи не выявлено, фиксируют изображения контактного провода посредством всех систем измерения параметров контактного провода.If the presence of light interference is not detected, fix the image of the contact wire through all systems measuring the parameters of the contact wire.
При этом рабочая область системы измерения параметров контактного провода является рабочей областью диаграмм направленности фотоприемников системы измерения параметров контактного провода, а рабочая область локационной системы является рабочей областью диаграммы направленности приемника локационной системы.At the same time, the working area of the measurement system of the contact wire parameters is the working area of the radiation patterns of the photodetectors of the measurement system of the contact wire parameters, and the working area of the location system is the working area of the radiation pattern of the receiver of the location system.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения способ дополнительно содержит этапы, на которых вычисляют осуществление выхода выявленного источника световой помехи из рабочей области отключенной системы измерения параметров контактного провода и включают отключенную систему измерения параметров контактного провода для фиксации изображений контактного провода.According to an embodiment of the present invention, the method further comprises calculating the output of the detected light interference source from the working area of the disconnected contact wire measurement system and includes the disconnected contact wire measurement system for capturing the contact wire images.
Согласно второму аспекту предложено устройство для измерения параметров контактного провода, содержащее:According to the second aspect of the proposed device for measuring the parameters of the contact wire, containing:
две или более систем измерения параметров контактного провода, выполненные с возможностью фиксации изображений контактного провода, при этом каждая система измерения параметров контактного провода содержит фотоприемники, причем рабочая область системы измерения параметров контактного провода является рабочей областью диаграмм направленности фотоприемников системы измерения параметров контактного провода, область пересечения рабочих областей систем измерения параметров контактного провода представляет собой область возможного нахождения контактного провода, и рабочие области двух или более систем измерения параметров контактного провода ориентированы в пространстве таким образом, что источник световой помехи не может одновременно находится в рабочих областях двух или более систем измерения параметров контактного провода;two or more systems measuring the parameters of the contact wire, made with the possibility of fixing images of the contact wire, each system measuring the parameters of the contact wire contains photo detectors, and the working area of the measurement system parameters contact wire is the working area of the radiation pattern of the photodetectors measurement system parameters of the contact wire, the intersection area the working areas of systems for measuring parameters of the contact wire is an area of possible finding the contact wire, and the working areas of two or more systems measuring the parameters of the contact wire are oriented in space so that the source of light interference can not simultaneously be located in the working areas of two or more systems measuring the parameters of the contact wire;
локационную систему, выполненную с возможностью выявления наличия световой помехи в рабочей области локационной системы и, если выявлено наличие световой помехи, определения текущих пространственных координат источника световой помехи и их изменения во времени, причем рабочая область локационной системы включает в себя рабочие области двух или более систем измерения параметров контактного провода и область окружающего их пространства;location system made with the ability to detect the presence of light interference in the working area of the location system and, if light interference is detected, determine the current spatial coordinates of the source of light interference and their changes over time, the working area of the location system includes working areas of two or more systems measurements of parameters of the contact wire and the area of their surrounding space;
блок обработки, выполненный с возможностью осуществления связи с двумя или более системами измерения параметров контактного провода и локационной системой, и вычисления возможности потенциального попадания выявленного источника световой помехи в рабочую область одной из двух или более систем измерения параметров контактного провода согласно текущим пространственным координатам источника световой помехи и их изменению во времени, и отключения системы измерения параметров контактного провода, в отношении рабочей области которой вычислена возможность потенциального попадания выявленного источника световой помехи, причем блок обработки принимает зафиксированные изображения контактного провода от других систем измерения параметров контактного провода, в отношении рабочих областей которых вычислено отсутствие потенциального попадания выявленного источника световой помехи, и обрабатывает принятые изображения контактного провода для измерения параметров контактного провода.a processing unit configured to communicate with two or more systems for measuring parameters of the contact wire and a location system, and calculate the potential for the detected source of light interference to reach the working area of one of two or more systems for measuring parameters of the contact wire according to the current spatial coordinates of the light source and their change in time, and turn off the system for measuring the parameters of the contact wire, in relation to the working area of which you The possibility of potential hitting the detected source of light interference was determined, and the processing unit receives the fixed images of the contact wire from other systems measuring the parameters of the contact wire, in relation to whose working areas the absence of the potential hit of the detected source of light interference is calculated, and processes the received images of the contact wire to measure the parameters of the contact wire .
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, каждая система измерения параметров контактного провода содержит три фотоприемника.According to an embodiment of the present invention, each system for measuring parameters of a contact wire comprises three photodetectors.
Если локационной системой не выявлено наличие световой помехи, блок обработки принимает зафиксированные изображения контактного провода от всех систем измерения параметров контактного провода.If the location system does not detect the presence of light interference, the processing unit receives the fixed images of the contact wire from all systems measuring the parameters of the contact wire.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения локационная система содержит приемник, который снабжен световым фильтром, пропускающим световые сигналы только от источника яркого света.According to an embodiment of the present invention, the location system comprises a receiver, which is provided with a light filter that transmits light signals only from a source of bright light.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения фотоприемники систем измерения параметров контактного провода представляют собой однострочные видеокамеры с веерной диаграммой направленности.According to an embodiment of the present invention, photo detectors of contact wire measurement systems are single-line video cameras with a radial pattern.
Согласно варианту осуществления настоящего изобретения приемник локационной системы представляет собой матричную видеокамеру с широкоугольной диаграммой направленности.According to an embodiment of the present invention, the location system receiver is a matrix video camera with a wide-angle radiation pattern.
Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения устройство дополнительно содержит зеркало, установленное на крыше вагона под углом, равным приблизительно 45˚ к крыше вагона, при этом две или более систем измерения параметров контактного провода расположены на крыше вагона, и оптическая линия систем измерения параметров контактного провода проходит через зеркало.According to another embodiment of the present invention, the device further comprises a mirror mounted on the roof of the car at an angle of approximately 45 ° to the roof of the car, with two or more systems measuring the parameters of the contact wire located on the roof of the car, and the optical line of the systems measuring the parameters of the contact wire passes through the mirror.
Технический результат, достигаемый посредством использования настоящей группы изобретений, заключается в повышении помехоустойчивости работы оптических систем измерения параметров контактного провода сети электрифицированного транспорта.The technical result achieved through the use of the present group of inventions is to improve the noise immunity of the operation of optical systems for measuring the parameters of the contact wire of an electrified transport network.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Эти и другие признаки и преимущества настоящей группы изобретений станут очевидны после прочтения нижеследующего описания и просмотра сопроводительных чертежей, на которых:These and other features and advantages of the present group of inventions will become apparent after reading the following description and viewing the accompanying drawings, in which:
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 1 is a side view of an operating diagram of a device for measuring parameters of a contact wire with respect to a contact wire in accordance with one embodiment of the present invention;
Фиг. 2 представляет собой вид спереди схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 2 is a front view of the operation of the device for measuring parameters of a contact wire with respect to a contact wire in accordance with one embodiment of the present invention;
Фиг. 3 представляет собой структурную схему устройства для измерения параметров контактного провода в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 3 is a block diagram of a device for measuring parameters of a contact wire in accordance with one embodiment of the present invention;
Фиг. 4 представляет собой схематичное изображение взаимного расположения области возможного нахождения контактного провода и одного из фотоприемников системы измерения параметров контактного провода согласно варианту осуществления настоящего изобретения;FIG. 4 is a schematic representation of the relative position of the area of possible location of the contact wire and one of the photodetectors of the system for measuring parameters of the contact wire according to an embodiment of the present invention;
Фиг. 5 представляет собой вид сбоку схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;FIG. 5 is a side view of the operation scheme of a device for measuring parameters of a contact wire with respect to a contact wire in accordance with another embodiment of the present invention;
Фиг. 6 представляет собой схематическое расположение систем измерения параметров контактного провода по отношению к вагону в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения.FIG. 6 is a schematic arrangement of systems for measuring parameters of a contact wire with respect to a car in accordance with embodiments of the present invention.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯIMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Различные варианты осуществления настоящего изобретения описываются в дальнейшем более подробно со ссылкой на чертежи. Однако настоящее изобретение может быть воплощено во многих других формах и не должно истолковываться как ограниченное любой конкретной структурой или функцией, представленной в нижеследующем описании. На основании настоящего описания специалист в данной области техники поймет, что объем правовой охраны настоящего изобретения охватывает любой вариант осуществления настоящего изобретения, раскрытый в данном документе, вне зависимости от того, реализован ли он независимо или в сочетании с любым другим вариантом реализации настоящего изобретения. В контексте настоящего изобретения под вагоном подразумевается вагон-лаборатория или любой вагон, приспособленный для установки устройства для измерения параметров контактного провода, описанного ниже.Various embodiments of the present invention are described in further detail with reference to the drawings. However, the present invention may be embodied in many other forms and should not be construed as limited to any particular structure or function presented in the following description. Based on the present description, one skilled in the art will understand that the scope of legal protection of the present invention covers any embodiment of the present invention disclosed herein, regardless of whether it is implemented independently or in combination with any other embodiment of the present invention. In the context of the present invention, a carriage is understood to mean a laboratory car or any car adapted to install a device for measuring parameters of a contact wire described below.
Фиг. 1 представляет собой вид сбоку схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода 1 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Вид сбоку подразумевает под собой вид сбоку на вагон поезда, на/в котором установлено устройство для измерения параметров контактного провода, и контактный провод 1, который натянут над вагоном вдоль его длины. Устройство для измерения параметров контактного провода содержит первую систему A измерения параметров контактного провода, вторую систему B измерения параметров контактного провода и локационную систему C, причем первая и вторая системы A, B измерения параметров контактного провода идентичны и работают автономно друг от друга. Каждая из систем A, B измерения параметров контактного провода содержит три фотоприемника: фотоприемники А1, А2, А3 и В1, В2, В3, соответственно. Каждая из систем A, B измерения параметров контактного провода также может быть оснащена собственным устройством подсветки контактного провода для работы в темное время суток. Опционально, упомянутые системы A, B измерения параметров контактного провода оснащены одним общим устройством подсветки контактного провода. Фотоприемники А1, А2, А3 и В1, В2, В3 установлены так, что линия сканирования каждой тройки фотоприемников (т.е. каждой системы A, B измерения параметров контактного провода) по существу перпендикулярна линии протяжения контактного провода, а сами системы A, B измерения параметров контактного провода установлены на линии, по существу параллельной линии протяжения контактного провода. Аналогично известным из уровня техники решениям фотоприемники А1, А2, А3 и В1, В2, В3 фиксируют изображения контактного провода для его дальнейшей обработки.FIG. 1 is a side view of an operating diagram of a device for measuring parameters of a contact wire with respect to contact
Фиг. 2 представляет собой вид спереди схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода 1 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Под видом спереди подразумевается вид на торец вагона поезда, на/в котором установлено устройство для измерения параметров контактного провода, и контактный провод 1, который натянут над вагоном вдоль его длины. В частности, на Фиг. 1 изображены фотоприемники А1, А2, А3 и В1, В2, В3 систем A, B измерения параметров контактного провода и локационная система C. Контактный провод 1 расположен в области возможного нахождения контактного провода, обозначенной прямоугольником на Фиг. 2. Упомянутые фотоприемники представляют собой однострочные видеокамеры с веерными диаграммами направленности (ДН), т.е. узкими ДН в плоскости нахождения контактного провода 1 (см. Фиг. 1, ДН обозначены сплошной линией) и широкими ДН, охватывающими всю область возможного нахождения контактного провода 1, в плоскости, перпендикулярной контактному проводу 1 (см. Фиг. 2, ДН обозначены сплошной линией). ДН упомянутых фотоприёмников ориентированы в пространстве таким образом, что контактный провод 1 всегда находится в «поле зрения» фотоприёмников обеих систем измерения параметров контактного провода, т.е. в области пересечения ДН фотоприемников систем А и В измерения параметров контактного провода. Системы А, В измерения параметров контактного провода разнесены друг от друга на минимально допустимое расстояние, определяемое заданными параметрами системы измерения параметров контактного провода, причем упомянутые системы A и B разнесены друг от друга по существу вдоль длины вагона (по существу параллельно линии протяжения контактного провода). Это минимально допустимое расстояние определяется требованием, чтобы при любом направлении движения вагона, на/в котором установлено устройство для измерения параметров контактного провода, ни при каких углах возвышения внешнего источника световой помехи его свет не мог одновременно засветить фотоприёмники обеих систем A, B измерения параметров контактного провода. При расположении систем A, B измерения параметров контактного провода внутри вагона для обеспечения их работоспособности в крыше вагона делаются щелевидные оптически прозрачные окна, согласованные с размерами и направленностью ДН фотоприемников этих систем. Системы А и В измерения параметров контактного провода могут функционировать в соответствии с любыми известными способами функционирования оптических систем измерения параметров контактного провода, раскрытыми в уровне техники.FIG. 2 is a front view of the operation of the device for measuring the parameters of the contact wire in relation to the
Локационная система С представляет собой оптическую систему с приемником с широкоугольной ДН (см. Фиг. 1, 2, ДН приемника локационной системы обозначена пунктирной линией), которая может быть размещена как внутри вагона, так и на крыше вагона. Размещение локационной системы C на крыше вагона позволит избежать выполнения дополнительного оптически прозрачного окна в крыше вагона, согласованного с размером и направленностью ДН приемника упомянутой системы С. Такое расположение является предпочтительным, поскольку для широкоугольной ДН приёмника локационной системы С требуется оптическое окно значительно больших размеров по сравнению с размером окон для узких веерных ДН фотоприёмников систем А, В, для которых требуются щелевидные оптически прозрачные окна. Локационная система C располагается между первой системой A измерения параметров контактного провода и второй системой B измерения параметров контактного провода. Приемник локационной системы С снабжен световым фильтром, пропускающим световые сигналы только от источника яркого света (Солнца или ему подобного) и не пропускающим сигналы от источников слабого света и сигналы фоновой засветки окружающего пространства. В частности, приемник локационной системы C представляет собой матричную видеокамеру с широкоугольной ДН, в «поле зрения» которой находится вся область окружающего пространства, в пределах которой работают системы А и В измерения параметров контактного провода. В частности, в контексте настоящего изобретения рабочая область, соответствующая ДН приемника локационной системы C, называется рабочей областью локационной системы C. Аналогично, рабочие области, соответствующие ДН фотоприемников системы измерения параметров контактного провода, называются рабочей областью системы измерения параметров контактного провода. Таким образом, локационная система C выполнена с возможностью сканирования своей рабочей области, в которую входят рабочие области фотоприемников систем А, В измерения параметров контактного провода, а также область окружающего их пространства. Размеры рабочей области локационной системы задаются согласно условию гарантированного обнаружения источника световой помехи, который может попасть в рабочую область какой-либо из систем измерения параметров контактного провода.The locating system C is an optical system with a wide-angle detector (see Figs. 1, 2, the detector's detector of the locating system is indicated by a dotted line), which can be placed both inside the car and on the roof of the car. Placing the location system C on the car roof will allow avoiding the implementation of an additional optically transparent window in the car roof that is consistent with the size and directionality of the detector NAM of the said system C. Such an arrangement is preferable because a wide-angle NAM of the positioning system C requires an optical window of significantly larger dimensions with the size of windows for narrow fan DN of photoreceivers of A, B systems, for which slit-like optically transparent windows are required. The locating system C is located between the first system A of measuring the parameters of the contact wire and the second system B of measuring the parameters of the contact wire. The receiver of the location system C is equipped with a light filter that transmits light signals only from a source of bright light (the Sun or the like) and does not transmit signals from sources of weak light and signals from the background illumination of the surrounding space. In particular, the receiver of the location system C is a matrix video camera with a wide-angle beam, in the “field of view” of which is the entire area of the surrounding space, within which systems A and B of measuring the parameters of the contact wire operate. In particular, in the context of the present invention, the working area corresponding to the detector receiver of the locating system C is called the operating region of the locating system C. Similarly, the working areas corresponding to the detector of measuring sensors for the parameters of the contact wire are called the working area for measuring the parameters of the contact wire. Thus, the locating system C is designed to scan its working area, which includes the working areas of the photodetectors of the A, B systems, measuring the parameters of the contact wire, as well as the area of their surrounding space. The dimensions of the working area of the location system are set according to the condition of guaranteed detection of the source of light interference, which may fall into the working area of any of the systems measuring the parameters of the contact wire.
Нахождение источника световой помехи в упомянутой области окружающего рабочие области фотоприемников систем А, В измерения параметров контактного провода пространства создает угрозу воздействия световой помехи на фотоприемники систем А, В измерения параметров контактного провода. Локационная система C выполняет сканирование своей рабочей области для выявления возможного нахождения в ней источника световой помехи, т.е. источника яркого света (например, Солнца) и определения текущих пространственных координат источника световой помехи и их изменения во времени. По изменению пространственных координат источника световой помехи во времени вычисляется перемещение этого источника относительно рабочих областей систем A, B измерения параметров контактного провода.Finding a source of light interference in the above-mentioned area surrounding the working areas of the photodetector systems A, B of the measurement parameters of the contact wire of space creates the threat of light interference on the photodetectors of the A, B systems measuring the parameters of the contact wire. The positioning system C performs a scan of its working area to identify the possible presence of a source of light interference in it, i.e. source of bright light (for example, the Sun) and determine the current spatial coordinates of the source of light interference and their changes over time. By changing the spatial coordinates of the source of light interference in time, the movement of this source relative to the working areas of the A, B systems of measuring the parameters of the contact wire is calculated.
Фиг. 3 представляет собой структурную схему устройства для измерения параметров контактного провода в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 3, устройство для измерения параметров контактного провода содержит две идентичные системы A, B измерения параметров контактного провода, локационную систему C и блок D обработки. Системы A, B измерения параметров контактного провода, описанные выше, работают автономно друг от друга, однако их работа синхронизируется блоком D обработки, что позволяет объединять результаты измерений при их дальнейшей обработке. Упомянутый блок D обработки располагается внутри вагона и выполнен с возможностью связи с системами А, В измерения параметров контактного провода и локационной системой C.FIG. 3 is a block diagram of a device for measuring parameters of a contact wire in accordance with one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the device for measuring the parameters of the contact wire contains two identical systems A, B of measuring the parameters of the contact wire, the locating system C and the processing unit D. The A, B systems for measuring the parameters of the contact wire, described above, work autonomously from each other, but their work is synchronized by the processing unit D, which makes it possible to combine the measurement results during their further processing. The said processing unit D is located inside the car and is configured to communicate with the systems A, B of measuring the parameters of the contact wire and the radar system C.
Таким образом, блок D обработки выполнен с возможностью синхронизации работы систем А, В измерения параметров контактного провода. Кроме того, блок D обработки выполнен с возможностью получения от локационной системы С информации о выявлении источника световой помехи в рабочей области локационной системы С, о текущих координатах пространственного положения источника световой помехи и об их изменении во времени. Блок D обработки выполнен с возможностью вычисления на основе полученной от локационной системы C информации перемещения источника световой помехи относительно рабочих областей систем A, B измерения параметров контактного провода и возможного потенциального попадания выявленного источника световой помехи в рабочую область систем А или В измерения параметров контактного провода и, при подтверждении возможности такого попадания, отключения той системы измерения параметров контактного провода, которая может быть подвержена воздействию световой помехи, из процесса измерения параметров контактного провода. При этом другая система измерения параметров контактного провода, в отношении которой не выявлена возможность воздействия световой помехи, продолжает работать в штатном режиме, и блок D обработки определяет параметры контактного провода на основе только той информации, что получена от этой другой системы. Если в рабочей области локационной системы С не выявлено наличие источника световых помех, тогда обе системы А, В измерения параметров контактного провода продолжают работать в штатном режиме, и блок D обработки определяет параметры контактного провода на основе информации, полученной от обеих систем. В частности, блок D обработки принимает от систем А, В измерения параметров контактного провода зафиксированные изображения контактного провода и обрабатывает их для определения параметров контактного провода. Блок D обработки также выполнен с возможностью сохранения всех данных, полученных от систем А, В измерения параметров контактного провода и локационной системы С, а также сохранения определенных параметров контактного провода.Thus, the processing unit D is configured to synchronize the operation of the measurement systems A, B of the parameters of the contact wire. In addition, the processing unit D is configured to receive information from the location system C on identifying the source of light interference in the working area of the location system C, on the current coordinates of the spatial position of the source of light interference and on their change over time. The processing unit D is configured to calculate, on the basis of information received from the radar system C, the movement of the source of light interference relative to the working areas of the A, B systems for measuring the parameters of the contact wire and the potential potential of the detected source of light interference to the working area of the A or B systems and measuring the parameters of the contact wire and , when confirming the possibility of such a hit, disconnecting the system for measuring the parameters of the contact wire, which can be exposed light interference from the measurement process parameters contact wire. At the same time, another system for measuring the parameters of the contact wire, for which no possibility of exposure to light interference has been identified, continues to operate normally, and the processing unit D determines the parameters of the contact wire based only on the information received from this other system. If in the working area of the location system C not found availability of source light interference, then both systems A and B of measuring the parameters of the contact wire continue to operate normally, and processing unit D determines the parameters of the contact wire based on information received from both systems. In particular, the processing unit D receives from the systems A, B measurements of the parameters of the contact wire fixed images of the contact wire and processes them to determine the parameters of the contact wire. The processing unit D is also designed to store all data received from systems A, B of measuring parameters of the contact wire and location system C, as well as the preservation of certain parameters of the contact wire.
Согласно другому варианту осуществления устройство для измерения параметров контактного провода может содержать более двух идентичных систем измерения параметров контактного провода. Аналогично предыдущему варианту осуществления, описанному выше, согласно этому другому варианту осуществления блок D обработки выполнен с возможностью синхронизации работы всех систем измерения параметров контактного провода. Аналогично, блок D обработки выполнен с возможностью получения от локационной системы С информации о выявлении источника световой помехи в рабочей области локационной системы С, о текущих пространственных координатах источника световой помехи и об их изменении во времени. Блок D обработки выполнен с возможностью вычисления на основе полученной от локационной системы C информации возможного попадания выявленного источника световой помехи в рабочую область какой-либо из систем измерения параметров контактного провода и, при подтверждении возможности такого попадания, отключения той системы измерения параметров контактного провода, которая может быть подвержена воздействию световой помехи, из процесса измерения параметров контактного провода. При этом остальные системы измерения параметров контактного провода, в отношении которых не выявлена возможность воздействия световой помехи, продолжают работать в штатном режиме, и блок D обработки определяет параметры контактного провода на основе только той информации, что получена от этих остальных систем. Если в рабочей области локационной системы C не выявлено наличие световых помех, тогда все системы измерения параметров контактного провода продолжают работать в штатном режиме, и блок D обработки определяет параметры контактного провода на основе информации, полученной от всех систем.According to another embodiment, a device for measuring parameters of a contact wire may comprise more than two identical systems for measuring parameters of a contact wire. Similar to the previous embodiment described above, according to this other embodiment, the processing unit D is configured to synchronize the operation of all systems for measuring parameters of the contact wire. Similarly, the processing unit D is configured to receive information from the location system C on identifying the source of light interference in the working area of the location system C, on the current spatial coordinates of the source of light interference and on their change over time. The processing unit D is arranged to calculate on the basis of the information received from the location system C possible hitting of the detected source of light interference to the working area of any of the systems measuring the parameters of the contact wire and, when confirming the possibility of such a hit, disconnecting the system of measuring the parameters of the contact wire that may be exposed to light interference from the process of measuring the parameters of the contact wire. At the same time, the remaining systems for measuring the parameters of the contact wire, for which no possibility of exposure to light interference is detected, continue to operate normally, and the processing unit D determines the parameters of the contact wire based only on the information received from these other systems. If the presence of light interference is not detected in the working area of the locating system C, then all systems measuring the parameters of the contact wire continue to operate normally, and processing unit D determines the parameters of the contact wire based on information received from all systems.
Таким образом, описанный выше способ обеспечивает бесперебойную работу устройства для измерения параметров контактного провода, т.е. обеспечивается бесперебойное измерение параметров контактного провода даже при наличии световой помехи.Thus, the method described above ensures uninterrupted operation of a device for measuring parameters of a contact wire, i.e. Provides uninterrupted measurement of parameters of the contact wire even in the presence of light interference.
Для чёткой фиксации изображения контактного провода 1 системами А, В измерения параметров контактного провода необходимо, чтобы глубина резкости фотоприёмников А1, А2, А3 и В1, В2, В3 была не меньше пространственных размеров области возможного нахождения контактного провода. Это требование накладывает жёсткие условия к длине оптической линии, т.е. к расстоянию от контактного провода до объективов фотоприемников систем измерения. Например, высота подвеса контактного провода на Российских железных дорогах составляет от 5,5 метров до 7 метров, а в горизонтальной плоскости контактный провод имеет зигзагообразную форму с размахом в +0,7 метра, обусловленную системой подвески контактного провода. Следовательно, размеры области возможного нахождения контактного провода в вертикальной плоскости, перпендикулярной контактному проводу, для измерения параметров контактного провода на Российских железных дорогах составляют 1,5 метра по вертикали (высота H области возможного нахождения контактного провода) и 1,4 метра по горизонтали (ширина S области возможного нахождения контактного провода). Фиг. 4 представляет собой схематичное изображение взаимного расположения области возможного нахождения контактного провода и одного из фотоприемников системы измерения параметров контактного провода согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Исходя из максимально допустимых линейных искажений получаемых фотоприемниками изображений контактного провода ширина диаграммы направленности фотоприемников систем измерения параметров контактного провода не должна превышать 40 градусов. Тогда минимальное расстояние от объектива фотоприемника одной системы измерения параметров контактного провода, например фотоприемника A2, до ближайшего возможного расположения контактного провода рассчитывается по формуле L=(S/2)/tg(A/2), где L - длина оптической линии (расстояние от ближайшего возможного расположения изображаемого объекта до объектива фотоприемника), S - ширина области возможного нахождения контактного провода, А – угол обзора ДН фотоприемника А2 измерительной системы) и составляет 1,92 метра (см. Фиг. 4). При стандартной высоте вагона на Российских железных дорогах в 4,3 метра и минимальной высоте подвеса контактного провода в 5,5 метра расстояние от крыши вагона до контактного провода составляет 1,2 метра, что на 0,72 метра меньше минимально допустимой длины оптической линии от провода. Следовательно, в данном примере для обеспечения требуемой длины оптической линии системы А, В измерения параметров контактного провода должны быть расположены внутри вагона. При этом для беспрепятственного прохождения оптической линии от контактного провода до объектива фотоприёмников необходимо в крыше вагона необходимо выполнить щелевидные оптически прозрачные окна. Локационная система C при этом может располагаться как внутри вагона, так и на его крыше, поскольку расстояние до источника световой помехи значительно превышает расстояние до контактного провода. Как было указаны выше, вариант размещения приемника локационной системы на крыше вагона предпочтительнее, поскольку он не требует выполнения в крыше вагона дополнительного оптически прозрачного окна больших размеров, согласующихся с широкоугольной ДН приемника локационной системы C.For a clear fixation of the image of the
Фиг. 5 представляет собой вид сбоку схемы функционирования устройства для измерения параметров контактного провода в отношении контактного провода в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения. Как указано выше, при размещении систем А, В измерения параметров контактного провода внутри вагона необходимо внесение изменений в конструкцию вагона, а именно, необходимо выполнение в крыше вагона оптически прозрачных окон, что повышает суммарную стоимость устройства. Во избежание необходимости внесения таких изменений в конструкцию вагона системы A, B измерения параметров контактного провода устанавливаются на крыше вагона. Кроме того, на крыше вагона устанавливается зеркало 2. Зеркало 2 устанавливается на пути оптической линии систем А, В измерения параметров контактного провода, т.е. фотоприемников А1, А2, А3 и В1, В2, В3, соответственно, таким образом увеличивая длину оптической линии упомянутых систем A, B измерения параметров контактного провода. В частности, зеркало 2 устанавливается под углом приблизительно 45˚ к горизонтальной плоскости - крыше вагона.FIG. 5 is a side view of the operation of the device for measuring parameters of the contact wire in relation to the contact wire in accordance with another embodiment of the present invention. As mentioned above, when placing systems A and B, measuring the parameters of the contact wire inside the car, it is necessary to make changes to the car design, namely, it is necessary to perform optically transparent windows in the car roof, which increases the total cost of the device. In order to avoid the need to make such changes in the car structure of the A, B system, measurements of the parameters of the contact wire are installed on the car roof. In addition, a
Как было указано выше, для обеспечения четкого изображения контактного провода 1 используются фотоприемники с высокой глубиной резкости. В примере, описанном выше, длина оптической линии, т.е. расстояние от контактного провода 1 до объективов фотоприемников, должна быть не менее 1,92 метра. Для соблюдения этого условия в этом примере расстояние между зеркалом, установленным на крыше вагона под углом, равном приблизительно 45˚ к плоскости крыши, и фотоприемниками систем A, B измерения параметров контактного провода выбирается таким, чтобы выполнялось требование к длине оптической линии. В примере в отношении Российских железных дорог это расстояние составляет около одного метра.As mentioned above, photodetectors with a high depth of field are used to provide a clear image of the
При расположении на крыше вагона системы А, В измерения параметров контактного провода и локационная система C помещаются в закрытый бокс с оптически прозрачными окнами на пути оптических линий систем. В частности, на Фиг. 5 ДН систем А, В измерения параметров контактного провода также обозначены сплошными линиями, а ДН локационной системы C – пунктирными линиями. Блок D обработки согласно данному другому варианту осуществления также располагается внутри вагона. На Фиг. 5 локационная система C изображена расположенной между системами A и B измерения параметров контактного провода с оптической линией, проходящей через зеркало 2. Однако ввиду широкоугольной ДН приемника локационной системы C эта система также может быть расположена так, как описано выше в отношении первого варианта осуществления – на крыше вагона с оптической линей, направленной непосредственно вертикально вверх (без задействования зеркала).When located on the roof of the carriage of system A, B, measurements of the parameters of the contact wire and locating system C are placed in a closed box with optically transparent windows in the path of the optical lines of the systems. In particular, in FIG. 5 DNs of systems A, B, measurements of parameters of the contact wire are also indicated by solid lines, and DNs of the radar system C - by dashed lines. The processing unit D according to this other embodiment is also located inside the car. FIG. 5, the location system C is depicted between the parameters A and B of the measurement of the parameters of the contact wire with an optical line passing through the
Фиг. 6 представляет собой схематическое расположение систем A, B измерения параметров контактного провода по отношению к вагону в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. В частности, область возможного нахождения контактного провода на Фиг. 6 обозначена заштрихованной прямоугольной областью, через которую проходит контактный провод 1. Вагон образно обозначен на фигуре пунктиром в виде прямоугольного параллелепипеда. Системы А, В измерения параметров контактного провода согласно первому варианту осуществления располагаются в положении «X», т.е. внутри вагона, а системы А, В измерения параметров контактного провода согласно другому варианту осуществления располагаются в положении «Y», т.е. на крыше вагона. На крыше вагона также изображено зеркало 2, установленное под углом приблизительно 45˚ к крыше вагона. Оптические линии систем А, В измерения параметров контактного провода обозначены сплошными линиями, которые берут начало из положений «X» и «Y», соответственно. Согласно примеру, изображенному на Фиг. 6, оптические линии этих систем совпадают после точки прохождения зеркала, что наглядно поясняет, что системы А, В измерения параметров контактного провода согласно обоим вариантам осуществления, описанным выше, выполнены с возможностью сканирования одной и той же области возможного нахождения контактного провода. FIG. 6 is a schematic arrangement of systems A, B for measuring parameters of a contact wire with respect to a car in accordance with embodiments of the present invention. In particular, the area of possible location of the contact wire in FIG. 6 is indicated by the shaded rectangular area through which the
Расположение систем А, В измерения параметров контактного провода и локационной системы C на крыше вагона обладает дополнительным положительным эффектом, заключающемся в отсутствии необходимости выполнения в крыше вагона оптически прозрачных окон, т.е. в уменьшении суммарной стоимости устройства для измерения параметров контактного провода. Дополнительным положительным эффектом такого расположения является возможность использования заявленного устройства для измерения параметров контактного провода не только в специальных вагонах-лабораториях, но и на крыше любых вагонов магистральных поездов, поскольку внутри вагона размещается только блок D обработки, для размещения которого потребуется помещение размером, не больше чем одно купе. Эти положительные эффекты позволяют контролировать состояние контактного провода сети электрифицированных железных дорог практически постоянно, а описанный выше способ измерения параметров контактного провода обеспечивает бесперебойную работу заявленного устройства для измерения параметров контактного провода при осуществлении этого постоянного контроля.The arrangement of systems A and B of measuring the parameters of the contact wire and the location system C on the car roof has an additional positive effect, which consists in the absence of the need for optically transparent windows in the car roof, i.e. in reducing the total cost of the device for measuring parameters of the contact wire. An additional positive effect of such an arrangement is the possibility of using the claimed device for measuring contact wire parameters not only in special laboratory wagons, but also on the roof of any main-line train cars, since only processing block D is located inside the car, which needs a room of no more size to accommodate than one coupe. These positive effects allow you to monitor the state of the contact wire of the network of electrified railways almost constantly, and the method described above for measuring the parameters of the contact wire ensures uninterrupted operation of the claimed device for measuring the parameters of the contact wire while implementing this continuous monitoring.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что по мере необходимости количество структурных элементов или компонентов системы может изменяться. Кроме того, специалисты в данной области техники должны понимать, что показанное расположение модулей системы является примерным и, по мере необходимости, может быть изменено для достижения большей эффективности в конкретном применении. Предполагается, что объем охраны настоящего изобретения охватывает все возможные различные расположения указанных выше конструктивных элементов системы. It should be clear to those skilled in the art that, as necessary, the number of structural elements or components of the system may vary. In addition, those skilled in the art should understand that the arrangement of system modules shown is exemplary and, as necessary, can be modified to achieve greater efficiency in a particular application. It is assumed that the protection scope of the present invention covers all possible different locations of the above structural elements of the system.
Хотя в настоящем описании показаны примерные варианты реализации изобретения, следует понимать, что различные изменения и модификации могут быть выполнены, не выходя за рамки объема охраны настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Функции, этапы и/или действия, упоминаемые в пунктах формулы изобретения, характеризующих способ, в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения, описанными в данном документе, необязательно должны выполняться в каком-то конкретном порядке, если не отмечено или не оговорено иное. Более того, упоминание элементов системы в единственном числе не исключает множества таких элементов, если в явном виде не указано иное.Although exemplary embodiments of the invention are shown in the present description, it should be understood that various changes and modifications can be made without departing from the scope of protection of the present invention as defined by the appended claims. The functions, steps and / or actions referred to in the claims describing the method in accordance with the embodiments of the present invention described in this document need not be performed in any particular order, unless otherwise noted or noted. Moreover, the reference to the elements of the system in the singular does not exclude the set of such elements, unless explicitly stated otherwise.
Claims (23)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129057A RU2689564C1 (en) | 2018-08-08 | 2018-08-08 | Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129057A RU2689564C1 (en) | 2018-08-08 | 2018-08-08 | Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2689564C1 true RU2689564C1 (en) | 2019-05-28 |
Family
ID=67037186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129057A RU2689564C1 (en) | 2018-08-08 | 2018-08-08 | Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2689564C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195428U1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-01-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" | MANUAL ELECTRONIC CONTACT WIRE WEAR METER |
| RU195537U1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" | MANUAL ELECTRONIC CONTACT WIRE WEAR METER |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180622C1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-03-20 | Мрыхин Станислав Дмитриевич | Device for measuring height and stagger of contact wire |
| RU2342261C1 (en) * | 2007-07-06 | 2008-12-27 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Remote automated control device for measuring sag of fiber-optic cables (foc) suspended on contact system mast |
| RU2416068C2 (en) * | 2006-10-05 | 2011-04-10 | Мейденша Корпорейшн | Measuring device of wear of contact wire line |
| WO2016047510A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社 明電舎 | Line measurement device and method |
-
2018
- 2018-08-08 RU RU2018129057A patent/RU2689564C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2180622C1 (en) * | 2000-09-29 | 2002-03-20 | Мрыхин Станислав Дмитриевич | Device for measuring height and stagger of contact wire |
| RU2416068C2 (en) * | 2006-10-05 | 2011-04-10 | Мейденша Корпорейшн | Measuring device of wear of contact wire line |
| RU2342261C1 (en) * | 2007-07-06 | 2008-12-27 | Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (ОАО "РЖД") | Remote automated control device for measuring sag of fiber-optic cables (foc) suspended on contact system mast |
| WO2016047510A1 (en) * | 2014-09-26 | 2016-03-31 | 株式会社 明電舎 | Line measurement device and method |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU195428U1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-01-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" | MANUAL ELECTRONIC CONTACT WIRE WEAR METER |
| RU195537U1 (en) * | 2019-10-17 | 2020-01-30 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" | MANUAL ELECTRONIC CONTACT WIRE WEAR METER |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2445571C1 (en) | Apparatus for measuring parameters of intersections | |
| US7801333B2 (en) | Vision system and a method for scanning a traveling surface to detect surface defects thereof | |
| JP5410092B2 (en) | Apparatus and method for inspecting composite structures for inconsistencies | |
| JP5197642B2 (en) | Solar power system | |
| CN104567684A (en) | Contact network geometrical parameter detection method and device | |
| JP6347182B2 (en) | PV module monitoring system | |
| CN102556116A (en) | System and method for detecting deficiency of railway fasteners on basis of laser and vision | |
| CN107635823A (en) | System and method for video inspection of pantographs along overhead contact lines | |
| RU2689564C1 (en) | Method of electric transport contact wire parameters measurement and device for its implementation | |
| JP4177288B2 (en) | Equipment for monitoring and measuring on-roof equipment for railway vehicles | |
| CN111208146A (en) | Tunnel cable detection system and detection method | |
| CN109143001A (en) | pantograph detection system | |
| JP6070306B2 (en) | Image processing apparatus, object detection method, and object detection program | |
| JP4567533B2 (en) | Pantograph sliding plate inspection device | |
| JP4398282B2 (en) | Pantograph slip board inspection device. | |
| JP2022177417A (en) | PHOTOVOLTAIC SYSTEM INSPECTION DEVICE AND INSPECTION METHOD | |
| JPH0827339B2 (en) | Source Tracking Method for Light Sources in Transient Environments | |
| RU2387561C1 (en) | Opto-electronic system for monitoring spatial position of railway track | |
| JP2014178186A (en) | Image processing apparatus, object detection method, and object detection program | |
| JP3504359B2 (en) | Trolley wire height and deflection measuring device | |
| EP1891273B1 (en) | A vision system and a method for scanning a traveling surface to detect surface defects thereof | |
| JP6577733B2 (en) | Measuring system | |
| RU128587U1 (en) | TELEVISION SYSTEM FOR MEASURING THE HEIGHT OF THE MAIN ROD OF LOCKERS ON THE CONTACT SUPPORT SUPPORT | |
| CN114485575B (en) | High-definition imaging device for overhead contact line hanger and application method thereof | |
| JP2010169431A (en) | Passage detecting apparatus |