接触轨防护罩状态检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种接触轨防护罩状态检测系统及方法，该方法包括：数据采集单元、定位单元和检测单元，其中，数据采集单元安装于运营车车体上，与检测单元连接，用于在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的状态数据发送至检测单元；定位单元安装于运营车车底，与检测单元连接，用于在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息，将接触轨防护罩的位置信息发送至检测单元；检测单元，用于根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。本发明专利技术可以在正常行车条件下检测接触轨防护罩的状态，检测速度快，测量精度高。

State Detection System and Method of Contact Rail Cover

【技术实现步骤摘要】
接触轨防护罩状态检测系统及方法
本专利技术涉及城市轨道交通供电接触轨检测
，尤其涉及一种接触轨防护罩状态检测系统及方法。
技术介绍
接触轨是将电能传输到地铁和城市轨道交通系统电力牵引车辆(电动车组)的特殊供电装置。接触轨沿着走行轨布置，电动车组由伸出的集电靴与之接触而接受电能。接触轨供电方式又分为下部授流式接触轨供电、上部授流式接触轨供电和侧部授流式接触轨供电。下部授流式接触轨一般电压为DC1500V，在其上部安装了绝缘防护罩，能够避免触电的危险和恶劣天气如下雨、灰尘、下雪对接触轨供电授流的影响，因此很多城市采用列车下部授流式接触轨供电，如图1和图2所示，给出了防护罩5、接触轨6和行走轨7的位置关系。如图1和图2所示，防护罩5贯通搭接于接触轨6上方，一般采用方形缺下边式设计，从水平两侧及垂直上表面保护裸露的接触轨本体。接触轨防护罩5由防护罩支撑卡、普通防护罩8、支架防护罩9、电连接防护罩(上网电缆处使用)、特殊中锚防护罩(特殊中心锚节处使用)等组成。普通防护罩通过安放在接触轨上间隔500mm布置的防护罩支撑卡架设安装，一般安装长度4200mm。支架防护罩安装在定位点绝缘支架处，扣接于该定位点两侧的普通防护罩上(扣接重合长度200mm)。如此便形成全线贯通并且完全遮蔽的绝缘保护，图3和图4为下部授流式接触轨防护罩安装的示意图。在道床安装基础、绝缘支架10的相对位置、接触轨6本体的实时动态和防护罩支撑卡的无序运动等诸多动态因素影响下，防护罩5无法保证工作位置相对静止，本该相互搭接的防护罩因移位造成接触轨裸露、防护罩下陷，甚至是偏移侵入列车限界的情况，更甚出现伤损裂纹，存在很大的安全隐患。因此，这种现象一直困扰着接触轨设备的运营单位，干扰了正常的生产维护秩序。下部授流式接触轨一般电压为DC1500V，采用人工巡查接触轨防护罩状态的方式，效率低、工作量大，可能会造成高压端接地引起供电中断，甚至是人员触电伤亡的惨剧。因此只能在有限的断电时间内进行巡查，巡查点少，密度低，又脱离列车运行时的动态状况，这些都不利于接触轨设备的科学评价管理和计划维修。因此，如何在正常行车条件下检测接触轨防护罩的状态成为一个亟需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提出一种接触轨防护罩状态检测系统，用以在正常行车条件下检测接触轨防护罩的状态，检测速度快，测量精度高，该系统包括：数据采集单元、定位单元和检测单元，其中，数据采集单元安装于运营车车体上，与检测单元连接，用于在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的状态数据发送至检测单元；定位单元安装于运营车车底，与检测单元连接，用于在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息，将接触轨防护罩的位置信息发送至检测单元；检测单元，用于根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。本专利技术实施例提出一种接触轨防护罩状态检测方法，该方法应用于上述接触轨防护罩状态检测系统，用以在正常行车条件下检测接触轨防护罩的状态，检测速度快，测量精度高，该方法包括：在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据；在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息；根据接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。本专利技术实施例还提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述接触轨防护罩状态检测方法。本专利技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述接触轨防护罩状态检测方法的计算机程序。在本专利技术实施例中，数据采集单元在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，可在接触轨给运营车供电运行时采集整个接触轨防护罩的状态数据；安装于运营车车底的定位单元可在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息；最后，检测单元根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，可以直接获得接触轨防护罩的缺陷状态信息，无需人工巡检，因此检测速度快，测量精度高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：图1和图2为列车下部授流式接触轨供电的示意图；图3和图4为下部授流式接触轨防护罩安装的示意图；图5为本专利技术实施例中接触轨防护罩状态检测系统的示意图；图6为本专利技术实施例的接触轨防护罩状态检测系统中部分组成单元的安装位置示意图；图7为本专利技术实施例中相机模块等间距扫描接触轨防护罩的原理；图8为本专利技术实施例中状态识别模块识别出接触轨防护罩的缺陷状态信息的具体流程；图9为本专利技术实施例中接触轨防护罩的神经网络模型具体实现过程；图10为本专利技术实施例中接触轨防护罩的图像数据的格式示意图；图11为本专利技术实施例中在有两个数据采集单元时的系统连接关系图；图12为本专利技术实施例中接触轨防护罩状态检测方法的流程图；图13为本专利技术实施例提出的接触轨防护罩状态检测方法的详细流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本专利技术实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。目前运营车最高速度可达160km/h，为了实现运营车在最高速度160km/h下的接触轨防护罩的动态监测，本专利技术实施例提出了一种接触轨防护罩状态检测系统。图5为本专利技术实施例中接触轨防护罩状态检测系统的示意图，如图5所示，该系统包括：数据采集单元、定位单元和检测单元，其中，数据采集单元安装于运营车车体上，与检测单元连接，用于在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的状态数据发送至检测单元；定位单元安装于运营车车底，与检测单元连接，用于在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息，将接触轨防护罩的位置信息发送至检测单元；检测单元，用于根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。在本专利技术实施例中，数据采集单元在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，可在接触轨给运营车供电运行时采集整个接触轨防护罩的状态数据；安装于运营车车底的定位单元可在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息；最后，检测单元根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，可以直接获得接触轨防护罩的缺陷状态信息，无需人工巡检，因此检测速度快，测量精度高。图6为本专利技术实施例的接触轨防护罩状态检测系统中部分组成单元的安装位置示意图，如图6所示，数据采集单元1安装于运营车车体上，检测单元2位于运营车上，也可以位于地面固定设备上通过无线网络传输数据，但检测单元2位于运营车上时，与数据采集单元1的通信效果最好；定位单元4安装于运营车车底，获得接触轨防护罩的位置信息，也可称为接触轨防护罩的里程信息，定位单元可以按照其内部里程位置预设的电子标签信息获得精确的接触轨防护罩的位置信息，使得即使防护罩发生移动也仍然可以采集到接触轨防护罩的准确的位置信息，进而得到的接触轨防护罩的缺陷状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，包括：数据采集单元、定位单元和检测单元，其中，数据采集单元安装于运营车车体上，与检测单元连接，用于在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的状态数据发送至检测单元；定位单元安装于运营车车底，与检测单元连接，用于在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息，将接触轨防护罩的位置信息发送至检测单元；检测单元，用于根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，包括：数据采集单元、定位单元和检测单元，其中，数据采集单元安装于运营车车体上，与检测单元连接，用于在运营车运行时，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的状态数据发送至检测单元；定位单元安装于运营车车底，与检测单元连接，用于在运营车运行时获得接触轨防护罩的位置信息，将接触轨防护罩的位置信息发送至检测单元；检测单元，用于根据接收的接触轨防护罩的状态数据和接触轨防护罩的位置信息，获得接触轨防护罩的缺陷状态信息。2.如权利要求1所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，接触轨防护罩的状态数据包括图像数据、压力数据和温度数据中的其中一种或任意组合。3.如权利要求2所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，还包括：安装于运营车车轮轴箱上，且与数据采集单元连接的触发单元，用于向数据采集单元发出触发信号；数据采集单元具体用于在运营车运行时，根据接收的触发信号，采集接触轨防护罩的状态数据，并将接触轨防护罩的图像数据发送至检测单元。4.如权利要求3所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，数据采集单元包括相机模块，用于在运营车运行时，根据触发信号扫描接触轨防护罩，采集接触轨防护罩的图像数据。5.如权利要求4所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，触发单元向数据采集单元发出固定频率的触发信号；相机模块具体用于：在运营车运行时，根据接收的固定频率的触发信号，在空间上等间距扫描接触轨防护罩，采集接触轨防护罩的图像数据。6.如权利要求1所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，数据采集单元包括光源模块和光源补偿模块，其中，光源模块，用于照亮接触轨防护罩；光源补偿模块，用于对光源模块照亮的接触轨防护罩增强亮度。7.如权利要求2所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，检测单元包括状态识别模块和接触轨防护罩缺陷状态特征库，其中，接触轨防护罩缺陷状态特征库，用于存储接触轨防护罩的神经网络模型和像素标定模型；状态识别模块，用于将接触轨防护罩的图像数据输入至像素标定模型中，获得接触轨防护罩的图像的实际像素数据；将接触轨防护罩的图像数据、实际像素数据和接触轨防护罩的位置信息，输入至接触轨防护罩的神经网络模型，识别出接触轨防护罩的缺陷状态信息。8.如权利要求7所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，接触轨防护罩的神经网络模型采用稀疏自编码学习算法构建。9.如权利要求8所述的接触轨防护罩状态检测系统，其特征在于，采用稀疏自编码学习算法构建接触轨防护罩的神经网络模型的过程如下：获得接触轨防护罩的历史图像数据的特征向量；利用接触轨防护罩的历史图像数据的特征向量训练接触轨防护罩的神经网络模型，获得接触轨防护罩的历史图像数据的稀疏特征向量；利用接触轨防护罩的历史图像数据的稀疏特征向量和特征向量，确定训练后的接触轨防护罩的神经网络模型。10.如权利要求2所述的接触轨防护罩状态检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琰，齐庆海，王昊，赵延峰，许植深，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11