车载受电弓动态监控系统技术方案

技术编号:14916304 阅读:136 留言:0更新日期:2017-03-30 05:02
本实用新型专利技术公开了一种车载受电弓动态监控系统,包括采集受电弓的图像信息的视频采集模块、视频分析处理模块、弧光搜寻模块、显示模块和异常报警模块;视频分析处理模块包括信息接收模块、存储模块和分析计算模块;弧光搜寻模块用于当检测到受电弓发生拉弧时向分析计算模块发送提示信号;异常报警模块拉出值异常或发生拉弧时启动并将信息至指定移动终端;显示模块实时显示视频采集模块采集受电弓的图像信息和异常报警模块发送的报警信息;该车载受电弓动态监控系统通过各模块之间的相互配合实现对电力机车受电弓拉弧异常的检测,具有实时在线、高检测精度和性能稳定等特点,有效解决目前机车弓网故障发生难以预测的技术难题。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力机车
,特别涉及一种车载受电弓动态监控系统。
技术介绍
随着国民经济的高速发展,具备了高效率、低污染等优点的电力机车越来越得到广泛的应用和发展。弓网故障的不断发生,严重影响电气化铁路的运输安全,制约我国铁路事业的发展,研制机车弓网在线检测装置,提供一种有效的预防弓网故障、确保电气化铁路安全运营具有十分重要的意义。非视频在线检测系统方法多样,下面是常用的几种方法:在电力机车受电弓上安装冲击加速度传感器和左右限位传感器,传感器接收到的信号传递给机车室内的报警装置,当冲击加速度大于某一规定的阈值时,进行报警并及时降弓,防止事故进一步扩大。在弓头上安装了反射镜,在车顶上安装的红外线发射器发射的红外线由反射镜反射回车顶后经红外线接收器接收,并变为电信号送入司机室。如果弓头偏转或高低偏差或横向摆动超出一定范围,接收器接收不到信号时,开始报警,提示乘务员注意观察受电弓是否发生变化,如果未发生变化可继续运行,一旦发生异常,及时换弓行驶。使用超声波检测受电弓滑板磨损状况。借助于高架的超声波传感器,当车辆驶入机务段时,受电弓滑板磨损测量装置便可测量滑板,从而获取其磨损情况,而且通过应用磨损预测系统预测滑板的更换时间。以上检测方法都能对受电弓进行动态实时检测,但检测的内容较单一,有的还需要对受电弓进行改造。机车受电弓是电力机车从接触网取流的设备,其工作过程承受滑动、摩擦、热、电和化学等综合因素影响,容易在运行过程中发生各种故障。视频检测是一种非接触性的检测,所需信息全部通过摄像机直接获取,不需对受电弓进行任何改造。它还具备自动化和智能化的优势,操作简便,安装调试灵活,比传统的检测方法节约了人力、物力。目前,国内外对电气化铁道机车弓网的在线监控在方法有效性、实时性和直观性上与实际应用相比,还有一定差距;这是因为受电弓本身的较难检测到,另外受电弓的监测分为白天和晚上,又由于白天室外太阳光线较强,摄像机所拍受电弓图片的背景也比较亮,机车运行过程中出现的拉弧就很难与背景区分;为了解决上述问题以减少弓网恶性事故发生的隐患,可以在接触网的重点地区安装监控系统,实时监控所经过的电力机车受电弓的工作状态,这将有利于对弓网系统进行及时的检修、维护,有效减少弓网故障。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种解决白天摄像机拍摄到受电弓图片背景较亮导致的机车运行过程中出现的拉弧难于与背景区分问题的车载受电弓动态监控系统。为此,本技术技术方案如下:一种车载受电弓动态监控系统,包括视频采集模块、视频分析处理模块、弧光搜寻模块、显示模块和异常报警模块;视频采集模块采集受电弓的图像信息;视频分析处理模块包括信息接收模块、存储模块和分析计算模块;信息接收模块与视频采集模块连接,接收由视频采集模块传送的图像信息;存储模块与信息接收模块连接,对接收到的图像信息进行存储;分析计算模块与信息接收模块连接,采用图像算法从图像中识别出受电弓和接触线并在原图中用不同颜色标识,同时计算出接触线的拉出值大小并与预设的阈值进行对比,判断拉出值是否异常;弧光搜寻模块与视频分析处理模块的分析计算模块连接,当检测到受电弓发生拉弧时,弧光搜寻模块向分析计算模块发送提示信号;异常报警模块与视频分析处理模块的分析计算模块连接,当分析计算模块计算出拉出值异常时或者接收到弧光搜寻模块的提示信号时,启动异常报警模块并发送报警信息至指定移动终端;显示模块分别与异常报警模块和视频分析处理模块的信息接收模块连接,实时显示视频采集模块采集受电弓的图像信息和异常报警模块发送的报警信息;其中,视频采集模块和弧光搜寻模块设置在动力机车的顶部;视频分析处理模块、显示模块和异常报警模块均设置在电力机车的控制室内。该车载受电弓动态监控系统还包括设置在电力机车控制室内的信息模块和服务器;信息模块分别与视频分析处理模块和显示模块连接,实时在显示模块上显示收集的车辆信息,同时将接触线拉出值异常时或受电弓发生拉弧时的对应车辆信息一同上传并存储至服务器中。其中,视频采集模块设置在电力机车顶部;视频采集模块包括设置在采集模块防护套高清摄像机、滤片、补光灯、采集模块防护套和半固定云台;高清摄像机和补光灯设置在半固定云台上;滤片设置在摄像机镜头前方。优选,补光灯为红外光源。优选,滤片为一能够透射红外光线的黑色玻璃片,其750nm以上的红外线波段的透过率≥90%,波段为400~680nm的可见光的透过率为0%;滤片厚度为0.5mm~2mm,距离摄像机镜头距离30mm~100mm。优选,异常报警模块与指定移动终端之间通过TCP/IP通讯协议进行信息传送与现有技术相比,该车载受电弓动态监控系统由视频采集模块、视频分析处理模块、弧光搜寻模块、显示模块、异常报警模块和信息模块六个模块构成,通过各模块之间的相互配合实现对电力机车受电弓拉弧异常的检测,具有实时在线、高检测精度和性能稳定等特点,有效解决目前机车弓网故障发生难以预测的技术难题。附图说明图1为本技术的车载受电弓动态监控系统的结构示意图;图2为本技术的车载受电弓动态监控系统的工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本技术做进一步的说明,但下述实施例绝非对本技术有任何限制。如图1~2所示,该车载受电弓动态监控系统,包括视频采集模块1、视频分析处理模块2、弧光搜寻模块3、显示模块4、异常报警模块5、信息模块6和服务器;其中,视频采集模块1和弧光搜寻模块3设置在电力机车顶部;视频分析处理模块2、显示模块4、异常报警模块5和信息模块6设置在电力机车的控制室内;其中:视频采集模块1用于采集受电弓的图像信息,并将采集的图像信息通过网络传输方式传送至视频分析处理模块2;视频采集模块1包括设置在采集模块防护套内的高清摄像机、滤片、补光灯和半固定云台;高清摄像机和补光灯设置在半固定云台上;滤片设置在摄像机镜头前方;补光灯为红外光源;滤片为一能够透射红外的黑色玻璃片,其750nm以上的红外线波段的透过率≥90%,波段为400~680nm的可见光的透过率为0%;滤片厚度为1mm,距离摄像机镜头30mm;红外光源用于为高清摄像机提供光源补偿,滤片用于减小白天和晚上摄像机所拍摄图像的亮度差异,提高系统分析图像的准确率;视频分析处理模块2包括信息接收模块、存储模块和分析计算模块;信息接收模块与视频采集模块1连接,接收由视频采集模块1传送的图像信息;存储模块与信息接收模块连接,将接收到的图像信息存储在指定的存储介质,如硬盘内,由操作人员定期更换新的存储介质并将老存储介质进行归档管理,用于后期系统分析;分析计算模块与信息接收模块连接,采用常规图像处理算法从图像中识别出受电弓和接触线,在原图中用不同颜色标记出受电弓和接触线,便于工作人员查看和识别;同时,在找到受电弓和接触网线交点的情况下,按照拉出值的计算公式,根据图像计算出接触线的拉出值大小并与预设的阈值进行对比,判断出拉出值是否异常或发生异常的级数;其中,预设的阈值根据动力机车运行的实际情况确定;弧光搜寻模块3与视频分析处理模块2的分析计算模块连接,当弧光搜寻模块3检测到受电弓发生拉弧时,弧光搜寻模块3向分析计算模块发送电平信号进行提示;此时,分析计算模块记录下发生拉弧的时间同时对发生拉本文档来自技高网
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车载受电弓动态监控系统

【技术保护点】
一种车载受电弓动态监控系统,其特征在于,包括视频采集模块(1)、视频分析处理模块(2)、弧光搜寻模块(3)、显示模块(4)和异常报警模块(5);视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息;视频分析处理模块(2)包括信息接收模块、存储模块和分析计算模块;信息接收模块与视频采集模块(1)连接,接收由视频采集模块(1)传送的图像信息;存储模块与信息接收模块连接,对接收到的图像信息进行存储;分析计算模块与信息接收模块连接,采用图像算法从图像中识别出受电弓和接触线并在原图中用不同颜色标识,同时计算出接触线的拉出值大小并与预设的阈值进行对比,判断拉出值是否异常;弧光搜寻模块(3)与视频分析处理模块(2)的分析计算模块连接,当检测到受电弓发生拉弧时,弧光搜寻模块(3)向分析计算模块发送提示信号;异常报警模块(5)与视频分析处理模块(2)的分析计算模块连接,当分析计算模块计算出拉出值异常时或者接收到弧光搜寻模块(3)的提示信号时,启动异常报警模块(5)并发送报警信息至指定移动终端;显示模块(4)分别与异常报警模块(5)和视频分析处理模块(2)的信息接收模块连接,实时显示视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息和异常报警模块(5)发送的报警信息;视频采集模块(1)和弧光搜寻模块(3)设置在动力机车的顶部;视频分析处理模块(2)、显示模块(4)和异常报警模块(5)均设置在电力机车的控制室内。...

【技术特征摘要】
1.一种车载受电弓动态监控系统,其特征在于,包括视频采集模块(1)、视频分析处理模块(2)、弧光搜寻模块(3)、显示模块(4)和异常报警模块(5);视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息;视频分析处理模块(2)包括信息接收模块、存储模块和分析计算模块;信息接收模块与视频采集模块(1)连接,接收由视频采集模块(1)传送的图像信息;存储模块与信息接收模块连接,对接收到的图像信息进行存储;分析计算模块与信息接收模块连接,采用图像算法从图像中识别出受电弓和接触线并在原图中用不同颜色标识,同时计算出接触线的拉出值大小并与预设的阈值进行对比,判断拉出值是否异常;弧光搜寻模块(3)与视频分析处理模块(2)的分析计算模块连接,当检测到受电弓发生拉弧时,弧光搜寻模块(3)向分析计算模块发送提示信号;异常报警模块(5)与视频分析处理模块(2)的分析计算模块连接,当分析计算模块计算出拉出值异常时或者接收到弧光搜寻模块(3)的提示信号时,启动异常报警模块(5)并发送报警信息至指定移动终端;显示模块(4)分别与异常报警模块(5)和视频分析处理模块(2)的信息接收模块连接,实时显示视频采集模块(1)采集受电弓的图像信息和异常报警模块(5)发送的报警信息;视频采集模块(1)和弧光搜寻模块(3)设置在动力机车的顶部;视频...

【专利技术属性】
技术研发人员:王长进李亚辉许磊谭兆卜庆颢梁永邓洪张志刚李新增康占龙吉晓辉林勇威张海根
申请(专利权)人:铁道第三勘察设计院集团有限公司天津市三特电子有限公司
类型:新型
国别省市:天津;12

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