一种轨道交通远程监测系统技术方案

本发明专利技术提供一种轨道交通远程监测系统，利用机车行驶智能监测模块、振动传感器、图像采集单元、电流传感器、电压传感器、无线通讯单元以及移动用户端，对机车前方的环境信息、机车行驶过程中轨道的振动信号以及对机车内车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电压信号和电流信号进行监测，以保障机车行驶安全，其中，机车行驶智能监测模块包括中央处理单元、无线传输单元、图像处理单元、第一信号处理器、第二信号处理器、显示单元以及存储单元，图像处理单元对图像采集单元采集的图像依次进行图像增强、图像平滑和图像去噪处理，可高效、快速的提取图像采集单元的图像信息。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道交通远程监测系统
本专利技术涉及交通测试领域，尤其涉及一种轨道交通远程监测系统。
技术介绍
随着社会与经济的快速发展，轨道交通安全问题也日益严重，机车在预定轨道行驶，而经常会有落石、人员、动物等出现在机车行驶轨道内，上述情况会造成机车行驶安全隐患，而机车的行驶速度较快，单靠人眼睛识别机车行驶前方轨道是否存在安全隐患，则机车难以及时制动，容易造成机车出现事故，因此对机车在行驶中的过程检测成为解决机车行驶安全迫切需要解决的问题。城市轨道交通建设正处于高速发展期，城市轨道交通是绿色出行的主要方式，同时也是解决大中城市交通拥堵的有效方法。在轨道交通系统中，轨道状态的变化是影响乘客的舒适度的重要因素，并且如果形态变化超出标准将导致列车的卡道和脱轨，可能会造成严重的生命财产损失。因此，检测轨道线路状态的变形情况已成为轨道运营部门必须随时掌握的重要内容。传统的检测手段由于耗时耗力、精度低等原因已经无法满足目前轨道状态检测的需求；采用新方法、新技术实现对轨道状态进行自动化、高速准确检测和实时监控，指导维修作业，对保障列车安全运行具有重大意义。国外从事轨道状态检测方面的研究已有百余年的发展历史，到目前为止，他们已拥有成熟的检测技术，并开发了多种类型的检测产品，并取得了良好的经济效益。国内开展轨道状态检测的研究起步较晚，目前使用的轨检车主要进口自国外。我国轨检状态检测的手段及装置还存在一定问题，目前对机车在行驶过程中的速度检测主要是根据速度传感器进行，将速度传感器安装于机车上，以此测试机车的速度，但是，这仅仅是对机车的速度进行检测，而机车出现安全隐患往往不是因为速度问题，而是因为机车行驶的轨道出现质量问题，也就是说，在某段铁路轨道上运行的机车并不是以某一恒定的速度行驶就可以避免安全事故。
技术实现思路
因此，为了克服上述问题，本专利技术提供一种轨道交通远程监测系统，利用机车行驶智能监测模块、振动传感器、图像采集单元、电流传感器、电压传感器、无线通讯单元以及移动用户端，对机车前方的环境信息、机车行驶过程中轨道的振动信号以及对机车内车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电压信号和电流信号进行监测，以保障机车行驶安全。根据本专利技术的一种轨道交通远程监测系统，其包括机车行驶智能监测模块、振动传感器、图像采集单元、电流传感器、电压传感器、无线通讯单元以及移动用户端；其中，振动传感器的输出端、图像采集单元的输出端、电流传感器的输出端以及电压传感器的输出端均与机车行驶智能监测模块的输入端连接，无线通讯单元的输入端与机车行驶智能监测模块的输出端连接，无线通讯单元的输出端与移动用户端的输入端连接；振动传感器安装在轨道的两侧，图像采集单元安装在机车前端，图像采集单元用于采集机车前端的图像信息，电流传感器和电压传感器用于采集车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电流信号和电压信号。优选的是，机车行驶智能监测模块包括中央处理单元、无线传输单元、图像处理单元、第一信号处理器、第二信号处理器、显示单元以及存储单元；其中，显示单元的输入端、存储单元的输入端以及无线通讯单元的输入端均与中央处理单元的输出端连接，无线通讯单元的输出端与移动用户端的输入端连接，无线传输单元的输出端、图像处理单元的输出端、第一信号处理器的输出端以及第二信号处理器的输出端均与中央处理单元的输入端连接，振动传感器的输出端与无线传输单元的输入端连接，图像采集单元与图像处理单元的输入端连接，电流传感器的输出端与第一信号处理器的输入端连接，电压传感器的输出端与第二信号处理器的输入端连接。优选的是，电流传感器将采集到的电流信号I0传输至第一信号处理器，经过第一信号处理器处理后的电压信号为V1，第一信号处理器包括电阻R1-R9，电容C1-C2以及集成运放A1-A2；其中，电阻R1的一端与电流传感器的输出端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1的另一端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与电阻R4的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的另一端与电容C1的一端连接，电阻R6的另一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R7的一端与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接。优选的是，电压传感器将采集到的电压信号V2传输至第二信号处理器，经过第二信号处理器处理后的电压信号为V3，第二信号处理器包括电阻R10-R20，电容C3-C4以及集成运放A3-A4；其中，电阻R10的一端与电压传感器的输出端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的一端接地，电阻R14的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R14的另一端还与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端还与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的另一端还与电阻R17的一端连接，电阻R17的一端还与电阻R16的一端连接，电阻R17的另一端接地，电阻R15的一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R15的另一端与电阻R18的一端连接，电阻R18的一端还与电容C3的一端连接，电容C3的另一端接地，电阻R18的另一端与集成运放A4的反相输入端连接，电阻R18的另一端还与电容C4的一端连接，电容C4的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R15的另一端、电阻R18的一端以及电容C3的一端均与电阻R19连接，电阻R19的另一端与集成运放A4的输出端连接，电阻R20的一端与集成运放A4的同相输入端连接，电阻R20的另一端接地。优选的是，图像处理单元包括图像增强模块、图像平滑模块以及图像去噪模块；其中，图像采集单元的输出端与图像增强模块的输入端连接，图像增强模块的输出端与图像平滑模块的输入端连接，图像平滑模块的输出端与图像去噪模块的输入端连接，图像去噪模块的输出端与中央处理单元的输入端连接。优选的是，振动传感器安装在轨道的两侧，用于采集轨道的振动信号，并将采集到的振动信号通过无线传输单元传输至中央处理单元，中央处理单元将接收到的振动信号传输至显示单元进行显示，中央处理单元将接收到的振动信号传输至存储单元进行存储，中央处理单元将接收到的振动信号通过无线通讯单元传输至移动用户端；电流传感器和电压传感器用于采集车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电流信号和电压信号，并将采集到的电流信号和电压信号分别传输至第一信号处理器和第二信号处理器，第一信号处理器和第二信号处理器将经过处理后的电流信号和电压信号传输至中央处理单元，中央处理单元将接收到的电流信号和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道交通远程监测系统，其特征在于，所述轨道交通远程监测系统包括机车行驶智能监测模块、振动传感器（2）、图像采集单元（4）、电流传感器（6）、电压传感器（8）、无线通讯单元（12）以及移动用户端（13）；其中，所述振动传感器（2）的输出端、所述图像采集单元（4）的输出端、所述电流传感器（6）的输出端以及所述电压传感器（8）的输出端均与所述机车行驶智能监测模块的输入端连接，所述无线通讯单元（12）的输入端与所述机车行驶智能监测模块的输出端连接，所述无线通讯单元（12）的输出端与所述移动用户端（13）的输入端连接；所述振动传感器（2）安装在轨道（14）的两侧，所述图像采集单元（4）安装在机车（15）前端，所述图像采集单元（4）用于采集机车（15）前端的图像信息，所述电流传感器（6）和所述电压传感器（8）用于采集车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电流信号和电压信号。

【技术特征摘要】
1.一种轨道交通远程监测系统，其特征在于，所述轨道交通远程监测系统包括机车行驶智能监测模块、振动传感器（2）、图像采集单元（4）、电流传感器（6）、电压传感器（8）、无线通讯单元（12）以及移动用户端（13）；其中，所述振动传感器（2）的输出端、所述图像采集单元（4）的输出端、所述电流传感器（6）的输出端以及所述电压传感器（8）的输出端均与所述机车行驶智能监测模块的输入端连接，所述无线通讯单元（12）的输入端与所述机车行驶智能监测模块的输出端连接，所述无线通讯单元（12）的输出端与所述移动用户端（13）的输入端连接；所述振动传感器（2）安装在轨道（14）的两侧，所述图像采集单元（4）安装在机车（15）前端，所述图像采集单元（4）用于采集机车（15）前端的图像信息，所述电流传感器（6）和所述电压传感器（8）用于采集车载设备LKJ、TAX以及LAIS的电流信号和电压信号。2.根据权利要求1所述的轨道交通远程监测系统，其特征在于，所述机车行驶智能监测模块包括中央处理单元（1）、无线传输单元（3）、图像处理单元（5）、第一信号处理器（7）、第二信号处理器（9）、显示单元（10）以及存储单元（11）；其中，所述显示单元（10）的输入端、所述存储单元（11）的输入端以及所述无线通讯单元（12）的输入端均与所述中央处理单元（1）的输出端连接，所述无线通讯单元（12）的输出端与所述移动用户端（13）的输入端连接，所述无线传输单元（3）的输出端、所述图像处理单元（5）的输出端、所述第一信号处理器（7）的输出端以及所述第二信号处理器（9）的输出端均与所述中央处理单元（1）的输入端连接，所述振动传感器（2）的输出端与所述无线传输单元（3）的输入端连接，所述图像采集单元（4）与所述图像处理单元（5）的输入端连接，所述电流传感器（6）的输出端与所述第一信号处理器（7）的输入端连接，所述电压传感器（8）的输出端与所述第二信号处理器（9）的输入端连接。3.根据权利要求2所述的轨道交通远程监测系统，其特征在于，所述电流传感器（6）将采集到的电流信号I0传输至所述第一信号处理器（7），经过所述第一信号处理器（7）处理后的电压信号为V1，所述第一信号处理器（7）包括电阻R1-R9，电容C1-C2以及集成运放A1-A2；其中，电阻R1的一端与所述电流传感器（6）的输出端连接，电阻R1的另一端与集成运放A1的反相输入端连接，电阻R1的另一端还与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R2的一端接地，电阻R2的另一端与集成运放A1的同相输入端连接，电阻R2的另一端还与电阻R5的一端连接，电阻R5的一端还与电阻R4的一端连接，电阻R5的另一端接地，电阻R4的另一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的一端与集成运放A1的输出端连接，电阻R6的另一端与电容C1的一端连接，电阻R6的另一端还与电容C2的一端连接，电容C1的另一端接地，电容C2的另一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的一端与集成运放A2的反相输入端连接，电阻R9的另一端与集成运放A2的输出端连接，电阻R8的一端与集成运放A2的同相输入端连接，电阻R8的另一端接地，电阻R7的一端与电容C2的一端连接，电阻R7的另一端与集成运放A2的输出端连接。4.根据权利要求2所述的轨道交通远程监测系统，其特征在于，所述电压传感器（8）将采集到的电压信号V2传输至所述第二信号处理器（9），经过所述第二信号处理器（9）处理后的电压信号为V3，所述第二信号处理器（9）包括电阻R10-R20，电容C3-C4以及集成运放A3-A4；其中，电阻R10的一端与所述电压传感器（8）的输出端连接，电阻R10的另一端与集成运放A3的反相输入端连接，电阻R10的另一端与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端与电阻R12的一端连接，电阻R11的另一端还与电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与集成运放A3的输出端连接，电阻R14的一端接地，电阻R14的另一端与集成运放A3的同相输入端连接，电阻R14的另一端还...

【专利技术属性】
技术研发人员：何旭州，袁理，张杨，黄德开，
申请(专利权)人：四川赛蒙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51