專利名稱：高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的接觸式檢測方法必須在受電弓上放置傳感器，在接觸網(wǎng)在線檢測的過程 中，受電弓在高速狀態(tài)下受空氣動力的影響，采用接觸式檢測方法具有明顯的缺陷。第一， 傳感器的大小尺寸改變了受電弓的物理結(jié)構(gòu)，影響了受電弓的空氣動力特性，降低了檢測 受電弓的安全性；第二，傳感器的附加重量增加了受電弓的規(guī)算質(zhì)量，改變了弓網(wǎng)匹配關(guān) 系，不能真實再現(xiàn)弓網(wǎng)動態(tài)跟隨性；第三，確認車的受電弓為取流受電弓，弓網(wǎng)離線時的電 磁干擾功率很大，對檢測傳感器輸出的微弱信號造成影響，極大增加了誤檢的可能性。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種高速客運專線 接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，該高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置離開受電弓置于低壓 端，避免了接觸式檢測方法的不足，從而大大提高了確認車的檢測精度、安全性和實用性， 具有重要的實際意義。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢 測裝置，主要由主機系統(tǒng)，以及分別與主機系統(tǒng)相連的接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備、接觸 網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備、激光測距系統(tǒng)、定位裝置構(gòu)成。所述主機系統(tǒng)通過GPRS設(shè)備與客戶端相連。所述接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及 與嵌入式計算機相連的激光掃描傳感器陣列構(gòu)成。所述接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、 以及與嵌入式計算機相連的工業(yè)攝像機構(gòu)成。所述激光測距系統(tǒng)主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入式計算機 相連的激光測距設(shè)備構(gòu)成。所述定位裝置主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入式計算機相連 的機車TAX箱構(gòu)成。綜上所述，本實用新型的有益效果是(1)本實用新型離開受電弓置于低壓端，避免了接觸式檢測方法的不足，從而大大 提高了確認車的檢測精度、安全性和實用性，具有重要的實際意義；(2)本實用新型沒有檢測傳感器，就不存在傳感器尺寸大小對受電弓物理特性的 影響；(3)本實用新型沒有檢測傳感器，受電弓就不存在附加質(zhì)量，就不會改變弓網(wǎng)匹配 關(guān)系；(4)本實用新型沒有檢測傳感器，就不存在取流受電弓的電磁信號對檢測傳感器的影響；(5)大屏幕顯示技術(shù)實現(xiàn)了受電弓車頂狀況的室內(nèi)可視化觀測，代替人工上車頂 的傳統(tǒng)檢查方式。提供檢測項目的圖像及數(shù)據(jù)報表輸出；提供檢測結(jié)果的查詢、統(tǒng)計、綜合 分析、打印、故障預(yù)警及網(wǎng)絡(luò)共享管理。

圖1為本實用新型的系統(tǒng)框圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實 施方式不僅限于此。實施例如圖1所示，本實用新型主要由主機系統(tǒng)，以及分別與主機系統(tǒng)相連的接觸網(wǎng)動 態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備、接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備、激光測距系統(tǒng)、定位裝置構(gòu)成； 該主機系統(tǒng)還通過GPRS設(shè)備與客戶端相連。接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備采用一臺嵌入式計算機對激光掃描傳感器陣列進 行實時數(shù)據(jù)采集、融合等，得到的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)；激光掃描傳感器陣列采用TCP通信協(xié) 議，激光掃描陣列導線幾何位置檢測軟件實時進行數(shù)據(jù)采集處理；處理后的數(shù)據(jù)(即接觸 網(wǎng)幾何參數(shù)等)將通過UDP協(xié)議以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到主機系統(tǒng)，從而具有傳輸數(shù)據(jù)穩(wěn)定，效 率高等特點。接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備采用一臺嵌入式計算機實時獲得通過工業(yè)攝 像機得到的離線燃弧數(shù)據(jù)；采用圖像處理技術(shù)對離線火花大小、時間進行處理分析，從而計 算出離線時間及離線率等參數(shù)；處理后的數(shù)據(jù)將通過UDP協(xié)議以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到主機系 統(tǒng)。激光測距系統(tǒng)采用一臺嵌入式計算機用于實時通過P2P激光測距設(shè)備得到受電 弓動態(tài)高度數(shù)據(jù)，處理后的數(shù)據(jù)將通過UDP協(xié)議以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到主機系統(tǒng)。定位裝置采用一臺嵌入式計算機實時從機車TAX箱設(shè)備獲取當前列車速度及公 里標等信息，結(jié)合速度檢測設(shè)備數(shù)據(jù)及系統(tǒng)線路信息數(shù)據(jù)庫，分析處理出精確公里標，達到 精確定位；處理后的數(shù)據(jù)將通過UDP協(xié)議以數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到主機系統(tǒng)。主機系統(tǒng)采用最新配置的服務(wù)器，通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理軟件和數(shù)據(jù)離融合技術(shù)， 得到動態(tài)接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)和弓網(wǎng)受流參數(shù)，并依據(jù)專家評判標準，識別超限數(shù)據(jù)。同時將 上述數(shù)據(jù)生成報表和曲線，存儲在計算機中，顯示、打印或通過GPRS信道送到遠方動車調(diào) 度中心。接觸網(wǎng)的主要動態(tài)幾何參數(shù)的檢測原理如下(a)接觸網(wǎng)導高、拉出值接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)由激光掃描及傳感器設(shè)備測量而 得。激光掃描及傳感設(shè)備由若干套完全相同部分組成，置于車頂沿線路方向相距100mm。每 套激光掃描設(shè)備沿線路橫斷面掃描，這些設(shè)備通過對基脈沖控制，控制周期為0. 2ms，其對 應(yīng)的傳感器設(shè)備分別測試到5000-—6700mm高度、士700mm寬度的接觸網(wǎng)目標，由于光速遠 大于350km/h，故每套掃描及傳感設(shè)備用于數(shù)據(jù)分析與處理及傳感到嵌入式計算機時間為0. 8ms，相應(yīng)得到沿線路方向采樣間距為25mm/x，χ為激光掃描及傳感設(shè)備套數(shù)。該子系統(tǒng)運行的過程中，這些設(shè)備采用脈沖觸發(fā)控制外，還需進行數(shù)據(jù)融合(結(jié) 合運行速度)處理，相關(guān)數(shù)據(jù)分析，以及提高目標識別效率減少測量誤差。(b)錨段關(guān)節(jié)及線岔處兩線間距和非工作支抬高錨段關(guān)節(jié)及線岔處兩線間距和 非工作支抬高同樣由激光掃描及傳感器設(shè)備測量而得。在錨段關(guān)節(jié)及線岔關(guān)節(jié)處，檢測設(shè) 備測出兩根導線參數(shù)，系統(tǒng)將根據(jù)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析判斷出工作支及非工作支，通過兩根導 線的拉出值及高度，計算可得兩線的水平及垂直間距。(c)定位點抬升量該參數(shù)通過P2P激光測距設(shè)備檢測。假設(shè)受電弓置于一位端， P2P激光測試設(shè)備是置于受電弓下方，上述激光掃描陣列及傳感設(shè)備則置于車頂二位端。在 氣囊式受電弓弓架上放置一個平行于車頂平面的檔板，在其下方低壓端配置一個P2P激光 器，在受電弓運行過程中，激光器光斑始終在檔板中。由于受電弓與導線接觸，受電弓升高， 檔板到激光器的距離加大，反之，距離變小，顯然通過測試的激光器和檔板間的距離，即可 得到導線的動態(tài)高度。二位端的激光掃描器陣列及傳感設(shè)備同時也能測試到接觸線的高度，由于受自重 的影響，該數(shù)據(jù)近似為接觸線的自然高度。在定位點處，導線的抬升量即為導線的動態(tài)高度和自然高度之差。(d)弓網(wǎng)動態(tài)沖擊采用工業(yè)攝像機對弓網(wǎng)電弧弧光進行測試，得到離線率。高速 攝像機的掃描頻率選為15kHz，每幀圖像數(shù)據(jù)都要進行二值化處理及利用Carmy算子的信 噪比準則、定位精度準則和單邊響應(yīng)準則進行運算。離線率是弓網(wǎng)關(guān)系最為切實的表現(xiàn)，離線率大說明弓網(wǎng)動態(tài)特性不良，接觸線磨 損增大，存在斷線的安全隱患。(e)速度及里程采用光電編碼速度傳感器測量，在車軸上安裝速度傳感器，通過 累積脈沖數(shù)結(jié)合車輪直徑計算出里程。(f)定位信息使用機車TAX箱數(shù)據(jù)參數(shù)，實時獲取車速、公里標等數(shù)據(jù)，消除里程 累積誤差，實現(xiàn)精確定位。系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)，由公里標可以得到定位點編號、站區(qū)名稱 和上下行信息。這些定位信息十分重要，測試數(shù)據(jù)只有和這些信息關(guān)聯(lián)，確認車才具有意 義。如上所述，便可較好的實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，主要由主機系統(tǒng)，以及分別與主機系統(tǒng)相連的接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備、接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備、激光測距系統(tǒng)、定位裝置構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所述 主機系統(tǒng)通過GPRS設(shè)備與客戶端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所 述接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入式計 算機相連的激光掃描傳感器陣列構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所 述接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入 式計算機相連的工業(yè)攝像機構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所 述激光測距系統(tǒng)主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入式計算機相連的激光 測距設(shè)備構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，所 述定位裝置主要由與主機系統(tǒng)相連的嵌入式計算機、以及與嵌入式計算機相連的機車TAX 箱構(gòu)成。
專利摘要本實用新型公開了一種高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置。該高速客運專線接觸網(wǎng)安全狀態(tài)檢測裝置主要由主機系統(tǒng)，以及分別與主機系統(tǒng)相連的接觸網(wǎng)動態(tài)幾何參數(shù)檢測設(shè)備、接觸網(wǎng)動態(tài)弓網(wǎng)沖擊參數(shù)檢測設(shè)備、激光測距系統(tǒng)、定位裝置構(gòu)成。本實用新型離開受電弓置于低壓端，避免了接觸式檢測方法的不足，從而大大提高了確認車的檢測精度、安全性和實用性，具有重要的實際意義。
文檔編號B60M1/28GK201736837SQ20102051106
公開日2011年2月9日 申請日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者陳唐龍 申請人:成都國鐵精工科技有限責任公司