本發明專利技術公開了應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統及方法，系統包括攝像小車、車號識別單元、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機。方法包括1、車號識別單元識別列車車廂車號，攝像小車采集列車車底的圖像信息，并且傳輸至中心主機；2、根據車號，確定攝像小車的移動參數，中心主機控制攝像小車移動到所要監測的制動缸下方；3、中心主機控制控制風機大閘給列車制動系統加壓，進行試風作業，控制攝像小車對制動缸活塞桿進行拍攝；本發明專利技術根據列車車號，直接進行圖像識別定位，可遠程操作，定位準確；監測系統可對列車車底需檢測部件進行定點跟蹤拍攝，定位精度較高；也可在運動中進行動態拍攝，起到圖像動態故障識別的作用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統及方法，屬于列車檢測
技術介紹
現有技術中，在鐵路列檢試風作業中，對于列車的制動缸狀態或者車底機械部件的檢測需要工作人員手動完成，在條件惡劣的條件下，無法執行，造成機械部件定位、檢測的高成本。實現列檢試風過程的自動化的關鍵之一就是制動缸定位問題，在研制列檢試風制動缸活塞桿狀態自動監測系統的過程中，研制了用于拍攝車底圖像的軌道和攝像小車等關 鍵系統。制動缸的位置在各種車輛中是不一樣的，沒什么規律可循，整個系統能否實現制動缸活塞桿伸縮狀態的自動監測最關鍵的一步是制動缸位置的自動定位。目前采用人工作業的方式完成列車的編組、試風、行走部件的檢查。人工作業效率低，勞動量大，特別是試風作業，由于對制動缸活塞桿行程等制動系統相關部件依靠肉眼檢查，勞動強度很大，特別是在惡劣天氣條件(如大雨、風雪、酷暑、低溫等)下作業難度加大。目前，滑導線供電技術已經相當成熟，而對于移動設備通信來說，要么采用無線，要么采用電力線載波技術。若采用無線方案，其易受環境干擾，速率低，會大大降低系統的可靠性；而采用電力線載波技術，可以大大降低外部環境的干擾，從而保證整個系統通信的可靠性。而現有采用電力線載波技術僅限于固定設備的通信信號傳輸，而目前并沒有采用電力線載波技術對于移動設備進行通信的技術。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決上述問題，提出一種應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統及方法，實現遠程、自動化操作。應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統，包括攝像小車、車號識別單元、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機；所述的立軌依靠鐵軌卡具鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內側，與鐵軌平行，且靠近一側鐵軌；立軌的橫截面為“S”形的折彎板，立式安裝，簡稱立軌；滑導線架固定在立軌的中間，滑導線架上設有凹槽，滑導線鑲嵌于凹槽中，鐵軌卡具由卡具支架和壓塊組成，支架底部與鐵軌底部相貼合，凹槽卡住鐵軌底部邊沿，另一側通過壓塊壓住鐵軌底部另一邊沿；立軌固定在鐵軌卡具內側豎直的立軌安裝面上，用螺釘緊固。所述車號識別單元采用RF技術讀取車輛車號，設置于列檢道岔兩側，在待檢列車駛入列檢股道時，車號識別單元對進入列檢股道的車輛車號進行識別，將檢測到的列車車號發送到中心主機；所述的攝像小車安裝在立軌上，可沿立軌運動，包括車體、車廂與驅動組件；車體底面具有凹槽，形成馬鞍形結構；車體通過凹槽騎在立軌上，凹槽通過兩支撐輪與立軌頂面貼合，小車箱體設有支撐輪，支撐輪與立軌側壁貼合，車體凹槽頂面上安裝有編碼器，編碼器為旋轉編碼器，編碼器的滾輪與立軌頂面貼合，通過支撐輪與編碼器實現車體在立軌軸向上移動，且在車體移動時，通過編碼器測得車體移動的位移；車體兩側分別安裝有車廂與驅動組件安裝板，且分別位于立軌內外兩側；所述驅動組件安裝板水平與車體側面固連，用來安裝驅動組件與紅外傳感器；其中，驅動組件包括驅動電機、驅動輪、彈簧軸與壓緊彈簧；驅動輪水平軸接在驅動組件安裝板底面上，且與立軌側面貼合，通過固定于驅動組件安裝板底面上的驅動電機驅動其轉動；驅動電機采用立式安裝；彈簧軸水平固定在車體側面上，彈簧軸上套有壓緊彈簧，壓緊彈簧兩端分別與驅動輪、車體固定；所述紅外傳感器安裝于驅動組件安裝板頂面上，紅外線發射端朝向立軌外側，對準列車車輪下半圓；所述車箱內部設有兩個攝像頭，兩個攝像頭的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側，在小車車箱內還設置有采用DSP為控制器的控制板，具有網絡通信功能，可提供對電機的控制以及數據的采集和處理。且控制板與集電器相連；所述集電器為電刷，用來在立軌側面安裝的滑導線上取 電，通過滑導線實現控制板與軌邊控制單元間的通信，使軌邊控制單元發送的控制信號發送至控制板，由小車控制板控制攝像小車的移動與拍攝；攝像小車用來采集列車車底的圖像信息，并對列車各個車廂輪軸進行距離測量掃描，獲得當前列車各個車廂輪軸的相對位置，通過軌邊控制單元發送到中心主機。所述的供電通信裝置包括開關電源、電力貓A、電力貓B、滑導線與集電器；每個軌邊控制單元內設有一個電力貓A和開關電源，每個攝像小車上設有一個集電器和電力貓B;軌邊控制單元通過以太網接口與電力貓A相連，向電力貓A發送控制信息數據；電力貓A通過電源線與開關電源及滑導線相連；電力貓A用來對接收到的控制信息數據進行調制后發送到滑導線；所述滑導線為兩根，且形成回路，兩根滑導線上有η個集電器，通過滑導線與集電器構成滑導線供電通信系統；每個集電器連接一個電力貓B，電力貓B與攝像小車控制板間通過以太網接口相連；滑導線將控制信息數據通過電力貓B進行解調后發送給攝像小車控制板；且攝像小車所發送的信息數據通過電力貓B進行調制后通過滑導線發送到電力貓Α，通過電力貓A對信息數據進行解調后，發送給軌邊控制單元主機；所述開關電源為供電通信裝置進行供電；所述的中心主機內設有車號車型與制動缸位置參數關系數據庫，在數據庫中，根據車號車型，能夠確定列車中制動缸與車廂輪軸距離位置的對應關系，車號識別單元獲取車號車型，輸出至中心主機，中心主機根據車號車型，在數據庫中進行匹配，得出制動缸與車廂輪軸距離位置，以車廂輪軸為參照點，消除列車勾緩彈簧伸縮量給列車長度造成的誤差后，采用就近原則為各車輛的制動缸匹配相應的攝像小車，采用冗余算法，得到攝像小車和制動缸的匹配表，然后得到各個攝像小車移動到列車制動缸下的移動方向和距離，中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發送控制信號，攝像小車內的編碼器獲取的移動車體直線位移電信號，按照移動方向和距離，控制各個攝像小車分別移動至當前列車的各個車廂下方制動缸所在位置，并向攝像小車發送攝像指令，控制攝像小車內攝像頭對制動缸進行拍攝。應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測方法，包括以下幾個步驟步驟一車號識別單元識別車號車型，攝像小車采集列車車底的圖像信息，并且傳輸至中心主機；啟動檢測系統，開啟開關電源，對監測系統進行供電，車號識別單元對進入列檢股道的全列車廂車號進行識別，將檢測到的車廂車號發送到中心主機；攝像小車對全列列車進行距離測量掃描，并對列車各個車廂輪軸進行掃描，獲得當前列車各個車廂輪軸的相對位置，通過軌邊控制單元發送到中心主機；步驟二 根據車號車型，確定攝像小車的移動參數，中心主機控制攝像小車移動到所要監測的制動缸下方；根據車號車型，在中心主機內的車號車型與制動缸位置參數關系數據庫中進行匹配，得出制動缸與車廂輪軸距離位置，以車廂輪軸為參照點，消除列車勾緩彈簧伸縮量給列車長度造成的誤差后，采用就近原則為各車輛的制動缸匹配相應的攝像小車，采用冗余算法，得到攝像小車和制動缸的匹配表，然后得到各個攝像小車移動到列車制動缸下的移動方向和距離，即移動參數，得到攝像小車和制動缸的匹配表，中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發送控制信號，攝像小車內的編碼器獲取的移動車體直線位移電信號，按照移動 方向和距離，控制各個攝像小車分別移動至當前列車的各個車廂下方制動缸所在位置；步驟三中心主機控制控制風機大閘給列車制動系統加壓，進行試風作業，控制攝像小車對制動缸活塞桿桿進行拍攝；中心王機向攝像小車發送攝像指令，控制攝像小車的攝像頭對制動缸進彳丁拍攝，再將拍攝后的圖片或者視頻發送至中心主機。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統，其特征在于，包括攝像小車、車號識別單元、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機；所述的立軌鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內側，與鐵軌平行，且靠近一側鐵軌；立軌的橫截面為“S”形的折彎板，滑導線架固定在立軌的中間，滑導線架上設有凹槽，滑導線鑲嵌于凹槽中，所述的小車立軌通過鐵軌卡具固定在鐵軌上，鐵軌卡具由卡具支架和卡具壓塊組成，卡具支架底部與鐵軌底部相貼合，卡具支架的凹槽卡住鐵軌底部邊沿，一側通過卡具壓塊壓住在鐵軌底部邊沿，立軌固定在卡具支架內側豎直的立軌安裝面上；所述車號識別單元采用RF技術讀取車輛車號，設置于列檢道岔兩側，在待檢列車駛入列檢股道時，車號識別單元對進入列檢股道的車輛車號進行識別，將檢測到的列車車號發送到中心主機；所述的攝像小車安裝在立軌上，可沿立軌運動，包括車體、車廂與驅動組件；車體底面具有凹槽，形成馬鞍形結構；車體通過凹槽騎在立軌頂面上，凹槽通過兩支撐輪與立軌頂面配合，小車箱體設有支撐輪，支撐輪與立軌側壁貼合，車體凹槽頂面上安裝有編碼器，編碼器為旋轉編碼器，編碼器的滾輪與立軌頂面貼合，通過支撐輪與編碼器實現車體在立軌軸向上移動，且在車體移動時，通過編碼器測得車體移動的位移；車體兩側分別安裝有車廂與驅動組件安裝板，且分別位于立軌內外兩側；所述驅動組件安裝板水平與車體側面固連，用來安裝驅動組件與紅外傳感器；其中，驅動組件包括驅動電機、驅動輪、彈簧軸與壓緊彈簧；驅動輪水平軸接在驅動組件安裝板底面上，且與立軌側面貼合，通過固定于驅動組件安裝板底面上的驅動電機驅動其轉動；驅動電機采用立式安裝；彈簧軸水平固定在車體側面上，彈簧軸上套有壓緊彈簧，壓緊彈簧兩端分別與驅動輪、車體固定，所述紅外傳感器安裝于驅動組件安裝板頂面上，紅外線發射端朝向立軌外側，對準列車車輪下邊沿；所述小車箱內部設有兩個攝像頭，兩個攝像頭的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側，在小車車箱內還設置有采用DSP數字信號處理器為控制器的控制板，具有網絡通信功能，可提供對電機的控制以及數據的采集和處理。且控制板與集電器相連；所述集電器為電刷，用來在立軌側面安裝的滑導線上取電，通過滑導線實現控制板與軌邊控制單元間的通信，使軌邊控制單元發送的控制信號發送至控制板，由小車控制板控制攝像小車的移動與拍攝；攝像小車用來采集列車車底的圖像信息，并對列車各個車廂輪軸進行距離測量掃描，獲得當前列車各個車廂車輪的相對位置，通過軌邊控制單元發送到中心主機；所述的供電通信裝置包括開關電源、電力貓A、電力貓B、滑導線與集電器；每個軌邊控制單元內設有一個電力貓A和開關電源，每個攝像小車上設有一個集電器和電力貓B；軌邊控制單元通過以太網接口與電力貓A相連，向電力貓A發送控制信息數據；電力貓A通過電源線 與開關電源及滑導線相連；電力貓A用來對接收到的控制信息數據進行調制后發送到滑導線；所述滑導線為兩根，且形成回路，兩根滑導線上有n個集電器，通過滑導線與集電器構成滑導線供電通信系統；每個集電器連接一個電力貓B，電力貓B與攝像小車控制板間通過以太網接口相連；滑導線將控制信息數據通過電力貓B進行解調后發送給攝像小車控制板；且攝像小車所發送的信息數據通過電力貓B進行調制后通過滑導線發送到電力貓A，通過電力貓A對信息數據進行解調后，發送給軌邊控制單元主機；所述開關電源為供電通信裝置進行供電；所述的中心主機內設有車號車型與制動缸位置參數關系數據庫，在數據庫中，根據車號車型，能夠確定列車中制動缸與車廂輪軸距離位置的對應關系，車號識別單元獲取車號車型，輸出至中心主機，中心主機根據車號車型，在數據庫中進行匹配，得出制動缸與車廂輪軸距離位置，以車廂輪軸為參照點，消除列車勾緩彈簧伸縮量給列車長度造成的誤差后，采用就近原則為各車輛的制動缸匹配相應的攝像小車，采用冗余算法，得到攝像小車和制動缸的匹配表，然后得到各個攝像小車移動到列車制動缸下的移動方向和距離，中心主機通過軌邊控制單元向攝像小車發送控制信號，攝像小車內的編碼器獲取的移動車體直線位移電信號，按照移動方向和距離，控制各個攝像小車分別移動至當前列車的各個車廂下方制動缸所在位置，并向攝像小車發送攝像指令，控制攝像小車內攝像頭對制動缸進行拍攝。...
【技術特征摘要】
1.應用于鐵路列檢試風作業制動缸狀態的自動監測系統，其特征在于，包括攝像小車、車號識別單元、供電通信裝置、立軌、軌邊控制單元與中心主機； 所述的立軌鋪設在列檢所的列檢股道上，位于兩鐵軌內側，與鐵軌平行，且靠近一側鐵軌；立軌的橫截面為“S”形的折彎板，滑導線架固定在立軌的中間，滑導線架上設有凹槽，滑導線鑲嵌于凹槽中，所述的小車立軌通過鐵軌卡具固定在鐵軌上，鐵軌卡具由卡具支架和卡具壓塊組成，卡具支架底部與鐵軌底部相貼合，卡具支架的凹槽卡住鐵軌底部邊沿，一側通過卡具壓塊壓住在鐵軌底部邊沿，立軌固定在卡具支架內側豎直的立軌安裝面上； 所述車號識別單元采用RF技術讀取車輛車號，設置于列檢道岔兩側，在待檢列車駛入列檢股道時，車號識別單元對進入列檢股道的車輛車號進行識別，將檢測到的列車車號發送到中心主機； 所述的攝像小車安裝在立軌上，可沿立軌運動，包括車體、車廂與驅動組件；車體底面具有凹槽，形成馬鞍形結構；車體通過凹槽騎在立軌頂面上，凹槽通過兩支撐輪與立軌頂面配合，小車箱體設有支撐輪，支撐輪與立軌側壁貼合，車體凹槽頂面上安裝有編碼器，編碼器為旋轉編碼器，編碼器的滾輪與立軌頂面貼合，通過支撐輪與編碼器實現車體在立軌軸向上移動，且在車體移動時，通過編碼器測得車體移動的位移；車體兩側分別安裝有車廂與驅動組件安裝板，且分別位于立軌內外兩側；所述驅動組件安裝板水平與車體側面固連，用來安裝驅動組件與紅外傳感器；其中，驅動組件包括驅動電機、驅動輪、彈簧軸與壓緊彈簧；驅動輪水平軸接在驅動組件安裝板底面上，且與立軌側面貼合，通過固定于驅動組件安裝板底面上的驅動電機驅動其轉動；驅動電機采用立式安裝；彈簧軸水平固定在車體側面上，彈簧軸上套有壓緊彈簧，壓緊彈簧兩端分別與驅動輪、車體固定，所述紅外傳感器安裝于驅動組件安裝板頂面上，紅外線發射端朝向立軌外側，對準列車車輪下邊沿；所述小車箱內部設有兩個攝像頭，兩個攝像頭的鏡頭分別對準列車車廂底部兩側，在小車車箱內還設置有采用DSP數字信號處理器為控制器的控制板，具有網絡通信功能，可提供對電機的控制以及數據的采集和處理。且控制板與集電器相連；所述集電器為電刷，用來在立軌側面安裝的滑導線上取電，通過滑導線實現控制板與軌邊控制單元間的通信，使軌邊控制單元發送的控制信號發送至控制板，由小車控制板控制攝像小車的移動與拍攝；攝像小車用來采集列車車底的圖像信息，并對列車各個車廂輪軸進行距離測量掃描，獲得當前列車各個車廂車輪的相對位置，通過軌邊控制單元發送到中心主機； 所述的供電通信裝置包括開關電源、電力貓A、電力貓B、滑導線與集電器；每個軌邊控制單元內設有一個電力貓A和開關電源，每個攝像小車上設有一個集電器和電力貓B;軌邊控制單元通過以太網接口與電力貓A相連，向電力貓A發送控制信息數據；電力貓A通過電源線與開關電源及滑導線相連；電力貓A用來對接收到的控制信息數據進行調制后發送到滑導線；所述滑導線為兩根，且形成回路，兩根滑導線上有η個集電器，通過滑導線與集電器構成滑導線供電通信系統；每個集電器連接一個電力貓B，電力貓B與攝像小車控制板間通過以太網接口相連；滑導線將控制信息數據通過電力貓B進行解調后發送給攝像小車控制板；且攝像小車所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：農時猛，李建國，孟志剛，張益，郭浩，郭忠，石小累，張永東，從國飛，
申請(專利權)人：北京康拓紅外技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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