一种铁路线路巡检方法技术

本发明专利技术公开了一种铁路线路巡检方法，来往列车信息获取子系统确定铁路线路上的来往列车信息，并将来往列车信息发送至数据及故障处理子系统。飞行控制子系统对无人机的飞行轨迹、飞行姿态，以及避让来往列车动作进行控制。数据采集子系统设置在无人机上，采集铁路线路的现场数据，并将现场数据发送至数据及故障处理子系统进行处理，现场数据包括铁路线路的雷达扫描数据和现场图像数据。数据及故障处理子系统接收并分析铁路线路的现场数据，确定故障的类型及发生位置。本发明专利技术能够解决现有铁路线路巡检方式手段单一、可靠性低、影响正常行车，不能满足高速铁路运营安全要求的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路工程领域，尤其是涉及一种应用于铁路线路的智能化巡检方法。
技术介绍
截至2015年，国内铁路总里程突破12万公里，全球铁路运营线路达160万公里，同时高速电气化铁路的运营里程占比日益提高，因此如何保障铁路高效安全运营是个非常突出的问题。巡道工是铁路工务系统保障铁路安全运营最基层的工种之一，承担着铁路巡护任务。长期以来，传统铁路线路巡检完全依靠人力，线路检查主要采用目视检查方法来断定轨道是否存在缺陷，这种方式需要人员多、劳动强度大、巡道时间长、效率低，其检查效果与巡查人员的经验和责任心直接相关，不能满足高速铁路运营安全的要求。在现有技术中，还提出了另外三种铁路线路巡检装置。其中，现有技术I为四川西南交大铁路发展有限公司于2012年02月27日申请，并于2012年09月26日公告，公告号为CN202453300U的中国技术专利《一种高速铁路轨道检测装置》。该技术专利公开的高速铁路轨道检测装置主要由移动载体及设置在移动载体上的电源、照明装置、图像采集装置及与图像采集装置连接的图像处理系统构成。现有技术2为上海铁路局科学技术研究所于2013年01月30日申请，并于2013年08月28日公告，公告号为CN203165044U的中国技术专利《一种车载智能轨道巡检系统》。该技术专利公开的车载智能轨道巡检系统包括感知模块、数据采集和存储模块、数据分析模块和电源模块，数据采集和存储模块连接并控制感知模块采集数据，数据分析模块连接并接收数据采集和储存模块内的数据。现有技术3为昆明铁路局、郑州铁路局科学技术研究所、西南交通大学于2012年10月12日申请，并于2013年04月03日公告，公告号为CN202854908U的中国技术专利《一种铁路线路智能巡检系统》。该技术专利公开的铁路线路智能巡检系统包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统，以及设置于车辆端部和下部的η个摄像装置、辅助光源。以上三种现有技术中都提出在车辆下面安装摄像装置获取轨道图像，并通过设置在车辆内部的计算机对图像进行处理，完成对轨道巡检。但是，三种专利所提出的技术方案都具有如下明显的缺陷:(I)现有技术以轨道车或者铁路运转车辆为载体，在运营线上进行检测，会严重影响正常行车。同时，上下道手续繁杂，不方便，当遇到线路两边塌方，超限障碍物，路基塌陷等情况时，轨道车辆为载体巡检系统就无法进行工作。而且系统本身的成本非常高，检测成本也很高。(2)现有技术检测手段单一，依靠单一的视觉检测手段，可靠性不高，且视觉检测受环境影响较大。同时，检测项目少，对于超限障碍物、塌方、道钉脱落、轨道弯曲、轨道扣件脱落、歪斜;钢轨表面伤损;钢轨表面光带分布异常;道床翻浆冒泥以及轨道板上的遗留物；轨道板裂纹;接触网安全检测及接触网悬挂状态检测;铁路桥梁、涵洞安全隐患等情况均不能进彳T巡检。综上，随着人力成本、铁路总里程，以及铁路运营速度的不断提高，研发一种全智能化的无人巡检设备替代传统人力巡道显得尤为必要。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供，能够解决现有铁路线路巡检方式手段单一、可靠性低、影响正常行车，不能满足高速铁路运营安全要求的技术问题。为了实现上述专利技术目的，本专利技术具体提供了的技术实现方案，，包括以下步骤:来往列车信息获取子系统确定铁路线路上的来往列车信息，并将所述来往列车信息发送至数据及故障处理子系统；飞行控制子系统根据所述来往列车信息控制无人机做出避让来往列车动作，同时对所述无人机的飞行轨迹、飞行姿态进行控制；设置在所述无人机上的数据采集子系统采集所述铁路线路的现场数据，并将所述现场数据发送至所述数据及故障处理子系统进行处理，所述现场数据包括所述铁路线路的雷达扫描数据和现场图像数据；所述数据及故障处理子系统接收并分析所述铁路线路的现场数据，确定故障的类型及发生位置。优选的，所述数据及故障处理子系统包括无线数据传输模块和计算机，由所述数据采集子系统采集的所述铁路线路的现场数据通过所述无线数据传输模块传输至所述计算机，由所述计算机对采集的所述铁路线路的现场数据进行分析处理，找出所述铁路线路上的故障类型及发生位置。优选的，所述数据及故障处理子系统还包括手持式故障接收终端，所述计算机处理所述铁路线路的现场数据，分析并找出所述铁路线路上的故障类型及发生位置，将故障的发生位置和现场图片发送至所述手持式故障接收终端上，由工作人员携带手持式故障接收终端上道进行维修。优选的，将所述数据及故障处理子系统的无线数据传输模块和计算机设置在包括线路车间或移动巡检车或轨道车或沿所述铁路线路行驶的移动式车辆在内的载体上。优选的，所述数据采集子系统包括雷达，所述雷达对所述铁路线路的轨道进行扫描，判断所述轨道的地基是否存在下沉、超限侵入、坍塌，以及对轨道板上的遗留物进行检测。所述数据采集子系统的存储器对所述雷达的扫描数据进行存储，并通过无线通信模块将扫描数据传输至所述数据及故障处理子系统。优选的，所述数据采集子系统包括相机，所述相机连续获取所述铁路线路的现场图像数据，完成对包括轨道扣件脱落、轨道扣件歪斜、钢轨表面伤损、钢轨表面光带分布异常、道床翻浆冒泥、轨道板上的遗留物、轨道板裂纹、轨道形变、接触网安全状态、接触网悬挂状态、铁路桥梁、涵洞安全隐患在内的故障进行检测。所述数据采集子系统的存储器对所述相机获取的现场图像数据进行存储，并通过无线通信模块将现场图像数据传输至所述数据及故障处理子系统。优选的，将所述来往列车信息获取子系统设置在线路车间，并在所述铁路线路上设置振动传感器，所述来往列车信息获取子系统通过所述振动传感器获取来往列车信息，并将来往列车信息发送至所述数据及故障处理子系统或所述飞行控制子系统进行处理，由所述数据及故障处理子系统通过所述飞行控制子系统，或直接通过所述飞行控制子系统控制所述无人机避让来往列车。优选的，所述飞行控制子系统通过设置在所述无人机上包括激光测距传感器、陀螺仪、GPS导航仪在内的设备获取无人机飞行数据，并完成对所述无人机的飞行轨迹、飞行姿态及飞行高度的控制。优选的，所述数据及故障处理子系统对接收到的雷达扫描数据和现场图像数据进行存储以实现所述雷达扫描数据和现场图像数据的回放。所述数据及故障处理子系统对接收到的雷达扫描数据和现场图像数据进行人工识别或计算机自动识别处理，对所述铁路线路的故障类型进行分类，以指导工作人员作业。优选的，所述数据及故障处理子系统将无人机上下道或列车避让动作指令传输至所述飞行控制子系统，由工作人员通过所述飞行控制子系统，或直接由所述飞行控制子系统控制所述无人机执行上下道或列车避让动作。通过实施上述本专利技术提供的铁路线路巡检方法的技术方案，具有如下有益效果:(I)本专利技术以无人机为平台，成本低、灵活性大，检测时间不受限制，上道检测方便，能够及时自主避让或者以遥控方式避让来往列车，同时不影响正常行车；(2)本专利技术在采用相机进行现场图像采集的基础上，增加雷达设备对路面信息进行扫描，大幅提高了检测的可靠性，同时还可以增加对轨道地基下沉、超限侵入，坍塌等线路故障进彳丁检测的功能；(3)本专利技术检测范围广，不但增加了对轨道地基下沉、超限侵入、坍塌等线路故障进行检测的能力，还能对接触网安全检测，以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路线路巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：来往列车信息获取子系统(1)确定铁路线路(6)上的来往列车信息，并将所述来往列车信息发送至数据及故障处理子系统(4)；飞行控制子系统(2)根据所述来往列车信息控制无人机(5)做出避让来往列车动作，同时对所述无人机(5)的飞行轨迹、飞行姿态进行控制；设置在所述无人机(5)上的数据采集子系统(3)采集所述铁路线路(6)的现场数据，并将所述现场数据发送至所述数据及故障处理子系统(4)进行处理，所述现场数据包括所述铁路线路(6)的雷达扫描数据和现场图像数据；所述数据及故障处理子系统(4)接收并分析所述铁路线路(6)的现场数据，确定故障的类型及发生位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马世宏，李懿，颜琼，王文昆，季育文，刘伟，
申请(专利权)人：株洲时代电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43