鐵路線路智能巡檢系統的製作方法

2024-02-21 11:22:15

專利名稱：鐵路線路智能巡檢系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鐵路線路巡檢系統，特別是涉及一種鐵路線路智能巡檢系統。
背景技術：
多年來，我國鐵路對線路狀態的日常檢查及線路故障的發現一直依賴大量有經驗的巡道工的目視巡迴檢查。這種巡檢方式存在以下弊病首先巡檢質量難免會受到巡道工的經驗和責任心的影響，而且佔用了大量的人力資源，不利於鐵路的「減員增效」;其次自然條件惡劣地區的氣候條件(如沙漠、戈壁、青藏高原等)非常不利於人工線路巡檢，也難以保證巡檢質量；再次是隨著鐵路多次提速以及多條客運專線和高速鐵路的建成並投入運用，列車密度的加大，給巡道工的人身安全帶來一定威脅；第四是光線條件以及天氣條件對人工巡檢質量有較大影響。這些都對鐵路線路維修與養護管理的現代化提出了更高的要求，而目前依然依靠人工巡道這種現狀已遠遠不能適應這些變化。 近年來，計算機硬體和軟體技術、數字攝像技術、大功率LED器件和光源技術以及機器視覺理論的迅猛發展，為利用機器視覺進行線路智能巡檢提供了絕好的機遇。
發明內容本實用新型針對現有技術不足，提出一種鐵路線路智能巡檢系統，為鐵路線路維修與養護管理的現代化奠定了基礎。本實用新型所採用的技術方案一種鐵路線路智能巡檢系統，包括設置於車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統，以及設置於車輛端部和下部的η個攝像裝置、輔助光源，所述η個攝像裝置分為2 m組對應安裝於鐵路運轉車輛下部，輔助光源的數量或組數與攝像裝置匹配，對應安裝於鐵路運轉車輛下部，在車軸上安裝速度傳感器；所述攝像裝置、輔助光源、速度傳感器連接車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統；所述m、n為自然數。所述的鐵路線路智能巡檢系統，攝像裝置採用解析度高於640X480、幀速高於60幀/秒的攝像機，輔助光源採用LED頻閃光源；採用攝像機的數量、布置方式、有效像素和最高幀速取決於待檢查的線路缺陷的類型、位置、檢查準確度和巡檢速度。所述的鐵路線路智能巡檢系統，車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統和地面的線路養護維修調度管理系統交互連接。本實用新型的有益效果本實用新型鐵路線路智能巡檢系統，技術先進，適應性強。不但減少了巡道工勞動強度，而且能夠進一步保證線路巡檢質量；有助於實現鐵路線路維修與養護管理的現代化。

圖1 :本實用新型鐵路線路智能巡檢系統組成方框圖；[0012]圖2 :本實用新型鐵路線路智能巡檢系統工作流程示意圖；圖3 :本實用新型鐵路線路智能巡檢系統車下部分安裝調整示意圖。
具體實施方式
實施例一參見圖1，本實用新型鐵路線路智能巡檢系統，包括設置於車輛內部的計算機控制處理中心、車輛定位系統以及設置於車輛端部和下部的η個攝像裝置、輔助光源，所述η個攝像裝置分為2 m組對應安裝於鐵路運轉車輛下部，輔助光源的數量或組數與攝像裝置匹配，對應安裝於鐵路運轉車輛下部，在所述鐵路運轉車輛的車軸上安裝速度傳感器；所述攝像裝置、輔助光源、速度傳感器連接車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統；所述m、η為自然數。所述計算機控制處理中心和車輛定位系統交互連接，計算機控制處理中心含有機器視覺處理系統，對攝像裝置採集的圖像進行識別、處理和存儲，並發出控制指令。包括攝像機外同步觸發脈衝和LED頻閃光源觸發控制脈衝輸出；圖像採集、存儲，圖像的實時處理；圖像資料庫分類、統計、分析，各種養護指導報表輸出。參見圖1、圖3，本實施例鐵路線路智能巡檢系統，包括設置於車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統；設置於車輛端部的2組2個彩色圖像採集裝置；設置於車輛下部的2組4個黑白攝像裝置和LED頻閃光源；所述4個黑白攝像裝置分為2組對應2根鋼軌安裝於鐵路運轉車輛下部，輔助光源的數量或組數與黑白攝像裝置匹配，其空間位置和傾斜角度由設置了齒條的安裝架、安裝座和角度調整機構調整，在車軸上安裝速度傳感器；所述攝像裝置、輔助光源、速度傳感器連接車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統。實施例二 參見圖1、圖3，本實施例的鐵路線路智能巡檢系統，與實施例一不同的是攝像裝置採用解析度高於640 X 480、幀速高於60幀/秒的高幀頻高速攝像機，輔助光源採用高發光強度LED頻閃光源。具體實施時，採用攝像機的數量、布置方式、空間位置和傾斜角度、有效像素和最高幀速取決於待檢查的線路缺陷的類型、位置、檢查準確度和巡檢速度。LED頻閃光源發光的顏色由攝像機對應圖像傳感器的光譜相應曲線決定，其發光強度取決於周圍環境光的強弱由系統動態調整。本實用新型鐵路線路智能巡檢系統的工作過程參見圖2，車輛運行時，系統根據設置情況自動或手動開始進行線路圖像的採集和處理；系統首先採集速度傳感器輸出信號，經過內部計算輸出驅動攝像機拍攝的外同步脈衝和LED光源閃光的外同步脈衝。這兩種同步脈衝的寬度和輸出時序取決於所需光強和光源的特性，攝像機電子快門的大小取決於運行速度。LED光源閃光的同時攝像機電子快門打開，採集一幀圖像並通過電纜傳輸進入計算機，同時採集車輛定位系統輸出的位置信息，由計算機對採集的圖像、時間信息和位置信息一同存儲、顯示。根據待檢查線路缺陷的設置情況利用機器視覺技術進行圖像處理，從海量圖像中挑出存在線路缺陷的圖像並經過人工判別後存入缺陷圖像資料庫中。在資料庫中進行分類、統計和對比分析，輸出用戶需要的用於指導線路養護的各種報表；通過網絡根據這些線路缺陷所附加的位置和時間信息下傳到各個線路養護單位用於有針對性地進行線路養護、維修。車輛內部的計算機控制處理中心和線路養護維修調度管理系統交互連接。[0020]本實用新型鐵路線路智能巡檢系統，通過計算機機器視覺技術可檢查的線路狀態缺陷有鋼軌擦傷、剝離、掉塊和裂紋；軌枕墊板厚度，扣件斷裂、丟失，軌枕裂紋及斷裂，道砟缺失和翻漿冒泥等。(I)鋼軌可識別寬度彡3mm的鋼軌頂部裂紋，彡IOX 15mm的鋼軌頂部擦傷、剝離和掉塊；(2)軌枕可識別寬度彡3mm的軌枕頂部裂紋，大於100X IOOmm的軌枕掉塊；(3)扣件可識別扣件(現有類型)斷裂、丟失故障；⑷軌枕墊板可檢測軌枕墊板厚度，檢測精度小於3mm ;對鋼軌裂紋及斷裂實時處理，給出相應的故障結果並報警。對其它故障類型及時處理，給出相應的故障結果並報警。 本實用新型鐵路線路智能巡檢系統的綜合巡檢速度< 120km/h。
權利要求1.一種鐵路線路智能巡檢系統，包括設置於車輛內部的計算機控制處理中心、車輛定位系統以及設置於車輛端部和下部的n個攝像裝置、輔助光源，其特徵是所述n個攝像裝置分為2 m組對應安裝於鐵路運轉車輛下部，輔助光源的數量或組數與攝像裝置匹配，對應安裝於鐵路運轉車輛下部，在所述鐵路運轉車輛的車軸上安裝速度傳感器；所述攝像裝置、輔助光源、速度傳感器連接車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統；所述m、n為自然數。
2.根據權利要求1所述的鐵路線路智能巡檢系統，其特徵是攝像裝置採用解析度高於640X480、幀速高於60幀/秒的攝像機，輔助光源採用LED頻閃光源。
3.根據權利要求1或2所述的鐵路線路智能巡檢系統，其特徵是車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統和地面的線路養護維修調度管理系統交互連接。
專利摘要本實用新型涉及一種鐵路線路巡檢系統。一種鐵路線路智能巡檢系統，包括設置於車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統，以及設置於車輛端部和下部的n個攝像裝置、輔助光源，所述n個攝像裝置分為2～m組對應安裝於鐵路運轉車輛下部，輔助光源的數量或組數與攝像裝置匹配，對應安裝於鐵路運轉車輛下部，在車軸上安裝速度傳感器；所述攝像裝置、輔助光源、速度傳感器連接車輛內部的計算機控制處理中心和車輛定位系統。本實用新型鐵路線路智能巡檢系統，技術先進，適應性強。不但減少了巡道工勞動強度，而且能夠進一步保證線路巡檢質量；有助於實現鐵路線路維修與養護管理的現代化。
文檔編號G07C5/00GK202854908SQ20122052088
公開日2013年4月3日 申請日期2012年10月12日 優先權日2012年10月12日
發明者牛道安, 餘淼, 李柏林, 趙必忠, 熊鷹, 王留軍, 江勇, 王偉松, 蘇琨林, 趙振偉, 段允波, 楊怡偉, 牛秋平 申請人:昆明鐵路局, 鄭州鐵路局科學技術研究所, 西南交通大學