一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法及系统，该方法利用两组无人机冰雪测量装置实时监测列车运行中两侧转向架的实时积雪深度数据和实时结冰厚度数据；该系统极大程度地利用了无人机的灵活性，借助无人机冰雪监测装置、工作站、冰雪积累监测大数据中心和地面列车控制中心建立了一个覆冰雪积累危险区域的监测网络与历史数据库；通过保持无人机雪深测量装置与列车的相对静止，保证了采集数据的可靠性与及时性。当实时积雪深度超过安全积雪深度时，或实时结冰厚度超过安全结冰厚度时，冰雪积累监测大数据中心向地面列车控制中心发出危险报告，从而使得地面列车控制中心能对列车进行实时调度，保证了启动应急机制的及时性。

Unmanned vehicle intelligent measurement and warning method and system for railway vehicle bogie ice and snow

UAV intelligent measurement and early warning method and system of the invention discloses a railway vehicle bogie of ice and snow, the method uses two groups of UAV snow measuring device on both sides of the train in real time to real-time monitoring of snow depth data frame and real-time ice thickness data; the system greatly by UAV flexibility. With the help of the UAV ice monitoring device, monitoring station, snow accumulation of large data centers and ground train control center to establish a monitoring network and a historical database covering snow accumulation in dangerous areas; through the relatively static keep the UAV snow depth measuring device with the train, to ensure the reliability and timeliness of data collection. When the real-time snow depth over the safety of snow depth, or real-time ice thickness exceeds the safety thickness of ice, snow and ice accumulation monitoring data center to train ground control center issued a risk reports, so that the ground train control center can real-time scheduling of the train, to ensure the timely start emergency mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法及系统
本专利技术属于铁路轨道监测领域，特别涉及一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法及系统。
技术介绍
我国大部分地区位于北温带和亚热带，属大陆性季风气候区，冬季比较寒冷，广大地区都有下雪和结冰现象。尤其是在我国东北部，冬季室外气温常常在零下二十摄氏度，有时甚至达到零下三十摄氏度这样的低温。列车长时间运行在这种环境中，特别是在雨雪天气后，高速列车在寒冷冬季运行时，环境风雪和线路积雪会致使转向架区域出现大面积积雪结冰，影响转向架制动夹钳等关键部件的正常工作，严重时会威胁到列车的运营安全。列车结冰有可能导致轨道交通延误，严重的积雪覆冰甚至导致列车停运和损坏。假使冰雪堆积在列车底盘和转向架上面，如果不及时清除，可能会造成列车刹车系统和轴承部件的故障。因此，高速列车转向架的防积雪结冰问题一直以来都是国内外铁路运营部门所关注的重点。现行的对于转向架冰雪积累情况的研究手段主要分为两种：利用人力在自然环境下对转向架冰雪积累情况进行记录或者是利用计算机对转向架的防冰雪性能进行仿真。而在列车的实际运行过程中，缺乏一种有效的手段对转向架的冰雪积本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：依据列车沿铁路沿线轨道上运行时车辆转向架上的历史冰雪积累数据与列车运行事故数据，选出车辆转向架上冰雪积累超过安全值和运行事故对应的连续轨道区间，对所选轨道区间进行等间距划分，并在每个轨道区间单元设置工作站，每个工作站配置两组无人机冰雪测量装置；所述无人机冰雪测量装置包括飞行装置以及装载在飞行装置上的超声波雪深测量仪、结冰厚度测量仪、Kinect传感器、距离传感器以及列车测速装置；步骤2：对步骤1获得的每个轨道区间单元进行编号，并记录每个轨道区间单元的开始里程、结束里程、区间单元内列车安全速度、工作站编号和无人机...

【技术特征摘要】
1.一种铁路车辆转向架冰雪的无人机智能测量与预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：依据列车沿铁路沿线轨道上运行时车辆转向架上的历史冰雪积累数据与列车运行事故数据，选出车辆转向架上冰雪积累超过安全值和运行事故对应的连续轨道区间，对所选轨道区间进行等间距划分，并在每个轨道区间单元设置工作站，每个工作站配置两组无人机冰雪测量装置；所述无人机冰雪测量装置包括飞行装置以及装载在飞行装置上的超声波雪深测量仪、结冰厚度测量仪、Kinect传感器、距离传感器以及列车测速装置；步骤2：对步骤1获得的每个轨道区间单元进行编号，并记录每个轨道区间单元的开始里程、结束里程、区间单元内列车安全速度、工作站编号和无人机冰雪测量装置编号；步骤3：当列车进入步骤1所选的轨道区间时，通过地面列车控制中心向冰雪积累监测大数据中心发出列车监控指令，冰雪积累监测大数据中心再发送测量任务初始化指令至列车所在轨道区间单元的工作站，工作站控制该站的两组无人机冰雪测量装置起飞并同步跟踪列车；两组无人机冰雪测量装置分别飞行在列车的转向架左侧和右侧，且与转向架上端呈同一水平面；步骤4：利用无人机冰雪测量装置获取跟踪列车编号，并与列车监控指令中的列车编号比对，若一致，则进入步骤5，若不一致，则控制无人机冰雪测量装置返回工作站，停止跟踪，等待下一次指令；步骤5：无人机冰雪测量装置对列车车速、转向架的冰雪积累值进行测量，并将测量值实时传输至工作站；步骤6：地面列车控制中心依据工作站将接收的消息，以列车编号为检索关键字，实时地对列车车速、积雪深度数据和结冰厚度数据与预先存储的安全数据进行比较，利用实时的积雪深度数据和结冰厚度数据寻找对应列车的安全车速，若列车的实时车速超过实时的积雪深度数据和结冰厚度数据对应安全车速时，则冰雪积累监测大数据中心发出警报信息；步骤7：目标列车驶出冰雪危险轨道区间后，地面列车控制中心向雪灾监测大数据中心发送任务完成的信号，冰雪积累监测大数据中心向工作站发送任务完成的信号，工作站向两组无人机冰雪测量装置发送任务完成的信号，两组无人机冰雪测量装置返回工作站进入待机状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，两组无人机冰雪测量装置同步跟踪目标列车时，距离目标列车车身和轨道平面高度的距离分别为H1和H3，且H1>H3；其中，H1的取值范围为1700-2400mm，H3的取值范围为840mm到1250mm。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当积雪深度数据或结冰厚度数据超过列车安全运行对应的积雪深度安全值或结冰厚度安全值时，冰雪积累监测大数据中心发出警报信息。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预先存储的安全数据中，列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，李燕飞，李昌泽，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43