軌道列車紅外檢測系統(tǒng)及檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵路檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軌道列車的動(dòng)態(tài)檢測技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]列車安全運(yùn)行是鐵路運(yùn)輸安全的重中之中，隨著動(dòng)車組高速大密度開行、客車的大規(guī)模大幅度提速，以及高站臺對作業(yè)的影響，動(dòng)、客車的運(yùn)行安全保障措施需要進(jìn)一步加強(qiáng)。對于在高速運(yùn)行狀態(tài)下的列車來說，動(dòng)車組齒輪箱、萬向軸、軸承、制動(dòng)片、空調(diào)出風(fēng)口、電機(jī)、左側(cè)軸箱、右側(cè)軸箱等安全關(guān)鍵部位一旦出現(xiàn)溫度異常升高，必須及時(shí)排查，否則可能帶來重大安全隱患，因此提高車輛高速運(yùn)行中部件狀態(tài)的檢測和異常預(yù)警，提高動(dòng)客車檢修運(yùn)用質(zhì)量，加強(qiáng)檢修作業(yè)質(zhì)量的監(jiān)控至關(guān)重要。為避免由于停車致使某些故障特征減弱，并保證足夠的發(fā)現(xiàn)和處理故障的時(shí)間，使列車在運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行在線檢測，成為研發(fā)人員迫切需要解決的問題。
[0003]為此，中國專利CN 104321627A和CN101716945A提出了一種鐵路機(jī)車紅外熱像監(jiān)測方法及系統(tǒng)，在列車穿過紅外成像裝置的視場時(shí)，獲取紅外成像數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)分析進(jìn)行溫度評價(jià)。其缺點(diǎn)是:紅外成像裝置無法獲知故障發(fā)生處的精確位置，導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)故障后，排除時(shí)間長，影響軌道線路正常運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種對于運(yùn)行中的軌道列車進(jìn)行紅外檢測的系統(tǒng)，能夠迅速且精確地定位故障位置。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是，
本發(fā)明工作原理是:
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明將紅外信息采集裝置采集到的實(shí)時(shí)紅外信息與車輛實(shí)時(shí)位置信息對應(yīng)，通過分析處理模塊與標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行分析比對，能夠迅速識別出異常部位并準(zhǔn)確定位故障位置，因此本發(fā)明能夠在列車高速運(yùn)行過程中進(jìn)行在線檢測，提高了列檢效率，并具有智能檢測、高溫報(bào)警、自動(dòng)識別、定位準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，提高車輛檢修質(zhì)量，為車輛安全運(yùn)行提供保障。
【附圖說明】
[0006]附圖1為本發(fā)明的工作原理圖；
附圖2為本發(fā)明的紅外檢測系統(tǒng)在軌道的布置圖；
附圖3為本發(fā)明的分析處理模塊的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4為本發(fā)明的紅外檢測系統(tǒng)的組成架構(gòu)框圖；
其中:100、軌道；101、空調(diào)出風(fēng)口 ；102、萬向軸；103、齒輪箱；104、第一電機(jī)；105、第二電機(jī);106、第一制動(dòng)片;107、第二制動(dòng)片;108、第三制動(dòng)片;109、左輪;110、右輪;111、左軸箱；112、右軸箱；200、軌邊設(shè)備；201、第一磁鋼；202、第二磁鋼；203、脈沖生成電路；211、左側(cè)部圖像采集箱；212、右側(cè)部圖像采集箱；213、第一底部圖像采集箱；214、第二底部圖像采集箱；215、第三底部圖像采集箱；220、車號識別裝置；300、軌邊機(jī)柜；400、服務(wù)器。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0008]本發(fā)明的軌道列車紅外檢測系統(tǒng)建設(shè)在高鐵干線、客運(yùn)專線的到達(dá)站周邊，能夠?qū)α熊嚨牡撞亢蛢蓚?cè)的關(guān)鍵部位進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測，并通過設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，將檢測數(shù)據(jù)上傳至集中監(jiān)控中心進(jìn)行分析、復(fù)合，將高溫報(bào)警信息及時(shí)上報(bào)。該系統(tǒng)可用于有軌車輛，如動(dòng)車組、地鐵、城鐵、普通列車等的溫度異常檢測和故障預(yù)警。特別是，該系統(tǒng)可以對行駛中的列車進(jìn)行檢測，以實(shí)現(xiàn)列車不?？炕蛘哌M(jìn)站前就可以方便對列車進(jìn)行非接觸檢測，一旦發(fā)現(xiàn)列車存在溫度異常等故障，可以準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，從而在列車進(jìn)車站時(shí)迅速維護(hù)列車或排除故障。
[0009]參見附圖2、4所示，本發(fā)明的軌道列車紅外檢測系統(tǒng)包括軌邊設(shè)備200、軌邊機(jī)柜300和監(jiān)控中心。軌邊設(shè)備實(shí)現(xiàn)經(jīng)過列車的圖像拍攝，軌邊機(jī)柜實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)識別及信息上傳，監(jiān)控中心負(fù)責(zé)對實(shí)時(shí)采集的圖像信息與列車在正常行駛狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行比較，識別異常和報(bào)警。監(jiān)控中心通常設(shè)置在車輛檢修基地的檢測作業(yè)中心，由列車檢修基地服務(wù)器400對網(wǎng)內(nèi)列車的信息進(jìn)行統(tǒng)一處理，而對于一些簡易的檢測系統(tǒng)來說，也可以通過設(shè)置在軌邊的機(jī)房進(jìn)行圖片的識別和分析，再將處理后的結(jié)果上傳至管理平臺。
[0010]圖1為本發(fā)明的工作原理圖，該軌道列車紅外檢測系統(tǒng)，包括:紅外信息采集裝置、定位信息采集模塊、分析處理模塊、報(bào)警模塊。其中，紅外信息采集裝置為軌邊設(shè)備，其可以為紅外數(shù)據(jù)采集裝置，也可以為紅外圖像信息采集裝置，只要是能夠達(dá)到紅外信息采集的裝置，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，在優(yōu)選實(shí)施方式中，紅外圖像信息采集模塊優(yōu)選為紅外熱像儀。分析處理模塊和報(bào)警模塊設(shè)置在監(jiān)控中心，通過列車檢修基地服務(wù)器400進(jìn)行分析處理，而軌邊機(jī)柜提供高速網(wǎng)絡(luò)傳輸接口，將軌邊設(shè)備采集到的信息實(shí)時(shí)傳輸至監(jiān)控中心。
[0011]如圖2所示，軌道100的左側(cè)設(shè)置有左側(cè)部圖像采集箱211，軌道100的右側(cè)設(shè)置有右側(cè)部圖像采集箱212，一對軌道100之間設(shè)置有第一底部圖像采集箱213、第二底部圖像采集箱214、第三底部圖像采集箱215，其中，左側(cè)部圖像采集箱211用于采集左側(cè)軸箱111的圖像信息，右側(cè)部圖像采集箱212用于采集右側(cè)軸箱112的圖像信息；而位于列車底部的底部圖像采集箱213、214、215用于采集列車的齒輪箱103、萬向軸102、軸承、第一制動(dòng)片106、第二制動(dòng)片107、第三制動(dòng)片108、以及空調(diào)出風(fēng)口 101的圖像信息。各個(gè)圖像采集箱內(nèi)分別設(shè)置有紅外熱像儀，以拍攝待檢測部位的熱成像，從而發(fā)現(xiàn)待檢測部位的溫度異常，紅外熱像儀可選用適應(yīng)的行車速度在5?80Km / H的超高速紅外攝像頭。
[0012]定位信息采集模塊，用于獲取列車的實(shí)時(shí)位置信息。該定位信息采集模塊包括設(shè)置在軌邊機(jī)柜內(nèi)的車號識別裝置，該車號識別裝置具有高速攝像機(jī)和對車型車號圖像信息進(jìn)行分析識別的處理器，能夠檢測當(dāng)前列車的車型、車號。將實(shí)時(shí)位置信息與紅外信息結(jié)合，工作人員就能夠知道當(dāng)前的紅外信息對應(yīng)的是哪列車，哪節(jié)車廂，從而確定紅外信息所記錄的位置。車號識別裝置還能為系統(tǒng)迅速調(diào)用當(dāng)前列車的車輛信息和歷史信息等信息，與鐵路信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后，還可以獲知該列車的經(jīng)過時(shí)間、段內(nèi)停留時(shí)間、值乘人員、調(diào)度管理等信息。
[0013]此外，為了獲得清晰穩(wěn)定的紅外圖像信息，避免拍攝速度與列車速度不匹配，造成圖像拖影和變形，該定位信息采集模塊還包括用于測量列車實(shí)時(shí)速度的測速裝置；及，根據(jù)所述的實(shí)時(shí)速度生成幀頻信號并發(fā)送給各個(gè)圖像采集箱，以使圖像采集箱能夠同步時(shí)序采集紅外圖像信息的脈沖生成電路203。
[0014]該測速裝置可以包括:測速雷達(dá)和/或測速磁鋼，以及本領(lǐng)域常用的其他測速方式。參見圖2，本實(shí)施例中，測速裝置采用測速磁鋼，包含成對設(shè)置的第一磁鋼201和第二磁鋼202。所述的測速裝置的輸出端與脈沖生成電路203的輸入端信號連接，而脈沖生成電路203與各圖像采集箱相連，通過獲取列車通過磁鋼組的實(shí)時(shí)速度并生成與列車的實(shí)時(shí)速度相匹配的幀頻信號，以使紅外圖像信息采集模塊能夠同步時(shí)序采集圖像，避免圖像變形。由于每幀紅外圖像信息都有拍攝時(shí)刻信息，因此根據(jù)時(shí)刻信息和列車的實(shí)時(shí)速度，就能夠得知當(dāng)前拍攝的紅外圖像對應(yīng)的列車的具體位置。
[0015]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，為了精確定位異常部位的位置，便于觀測和比對，所述的定位信息采集模塊還包括與所述的紅外圖像信息采集模塊同步時(shí)序的可見光圖像信息采集模塊，所述的側(cè)部圖像采集箱211和215、底部圖像采集箱213、214、215，分別設(shè)置有一個(gè)紅外圖像信息采集模塊和一個(gè)可見光圖像信息采集模塊，該可見光圖像信息采集模塊與紅外圖像信息采集模塊集成在在一起，并且以相同時(shí)序相同幀頻拍攝。該可見光圖像信息采集模塊可以是二維圖像信息采集模塊或者三維圖像信息采集模塊，用于采集車輛待檢測區(qū)域的可見光圖像信息。所述的分析處理模塊還包含用于將所述的可見光圖像信息和所述的實(shí)時(shí)紅外信息迭加的處理器。當(dāng)系統(tǒng)檢測到列車存在溫度異常部位時(shí)，通過可見光圖像信息可以迅速定位故障位置發(fā)生點(diǎn)，以及溫度異常部位的零部件情況。而相應(yīng)地，在紅外檢測系統(tǒng)提供可見光圖像信息的情況下，作為比較基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)信息中也包含二維或三維標(biāo)準(zhǔn)可見光圖像信息。
[0016]為適應(yīng)夜間或低照度情況下拍攝，提高成像質(zhì)量，所述的可見光圖像信息采集模塊還包括用于產(chǎn)生投射于所述的待檢測區(qū)域的補(bǔ)充光源，補(bǔ)光光源可采用常見的LED光源或激光光源等。
[0017]上述紅外圖像信息采集模塊、可見光圖像信息采集模塊采集到的實(shí)時(shí)圖像信息，以及定位信息采集模塊采集的車型車號信息、車速信息等信息，通過軌邊機(jī)柜的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)傳送至列車檢修基地服務(wù)器400，在列車檢修基地服務(wù)器400中設(shè)有數(shù)據(jù)分析處理模塊。
[0018]分析處理模塊，用于將實(shí)時(shí)紅外信息和可見光圖像信息與列車在正常行駛狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行定位對應(yīng)及比對，并依據(jù)比對結(jié)果識別溫度異常部位。
[0019]分析處理模塊在進(jìn)行信息比對之前，首先對圖片進(jìn)行定位對應(yīng)。由于列車行進(jìn)速度已經(jīng)得知，并且紅外圖像信息采集模塊和可見光圖像信息采集模塊均按照時(shí)序拍攝，因此分析處理模塊可以根據(jù)每幀圖像拍攝的時(shí)刻，計(jì)算出當(dāng)前圖片距離圖像采集箱的距離，即得知拍攝部位，分析處理模塊在標(biāo)準(zhǔn)信息中篩選，找到該拍攝部位對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信息，也就完成了對當(dāng)前圖片的拍攝位置的“定位”。
[0020]所述的分析處理模塊包括用于存儲列車在正常行駛狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)信息的第一存儲器、用于將實(shí)時(shí)紅外信息與標(biāo)準(zhǔn)信息中的紅外信息進(jìn)行比對的第一比較器、根據(jù)第一比較器的比對結(jié)果提取實(shí)時(shí)紅外信息中的異常部位的處理器。
[0021]車號識別裝置將當(dāng)前列車的車型車號信息反饋給分析處理模塊，分析處理模塊根據(jù)車型、車號找到第一存儲器中對應(yīng)該車