基于热成像的车辆轴温智能探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于热成像的车辆轴温智能探测系统，由国铁集团、铁路局集团公司、探测站三级子系统构成，国铁集团级子系统与铁路局集团公司级子系统通过铁路通信主干网络进行数据交互，铁路局集团公司级子系统内设有车辆运行安全监测站，车辆运行安全监测站通过专用通道或铁路计算机网络与管辖范围内的探测站级子系统相连接。本实用新型专利技术利用高速热成像技术，能够准确预报热轴和热轮故障、可视化显示，准确区分热轴故障和热轮故障，自动定位故障源。具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴温轮温、自动预警热轴故障和热轮故障的功能，结合现有全路联网网络架构，能够实现“分散探测、集中报警、联网运行、信息共享”。。。

【技术实现步骤摘要】
基于热成像的车辆轴温智能探测系统


[0001]本技术涉及一种基于热成像的车辆轴温智能探测系统。

技术介绍

[0002]随着铁路建设实现历史性突破，路网规模、运载能力大幅度提升，对于运行列车的安全保障已经变得越来越重要。“热轴和热轮”是铁路客车、货车、动车组运行的重要故障之一。随着全路大面积提速，热轴故障和热轮故障已严重危及行车安全。
[0003]目前铁路行业普遍利用THDS系统形成地对车的地面轴温监测，确保列车车辆运行安全。我国铁路红外线轴温探测技术从无到有，由弱到强，积累了丰富的运用经验，但传统技术在长期大量运用中也暴露出其技术缺陷。传统THDS设备采用的是光子探头和热敏探头，当轴承通过探测窗口时，连续取样32个温度点，形成温度曲线，获取轴承最高温度值。由于技术局限性，探测角度单一、探测温度点少、车辆故障探测结果不直观，且车体摆动和车型变化对探测准确有较大影响，导致故障预报后仍需人工结合5T信息综合判定，人工定位故障。当THDS预报热轴故障后，需立即组织有经验的工作人员，根据THDS轴温波形特征、结合其他5T设备对该辆车的监测结果。人工综合判定该热轴是由于轴承故障产生的高温，还是制动系统故障形成抱闸导致轮温瞬时升温传导至轴承，形成轴承高温。
[0004]因此，研制一种新型的基于热成像的车辆轴温智能探测系统(以下简称：THDS)，能够准确预报热轮故障、可视化显示、准确定位故障源是当前亟待解决的课题。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用热成像技术，能够准确预报热轴和热轮故障、可视化显示，准确区分热轴故障和热轮故障，自动定位故障源。具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴温轮温、自动预警热轴故障和热轮故障功能的基于热成像的车辆轴温智能探测系统。
[0006]本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：基于热成像的车辆轴温智能探测系统，由国铁集团、铁路局集团公司、探测站三级子系统构成，国铁集团级子系统与铁路局集团公司级子系统通过铁路通信主干网络进行数据交互，铁路局集团公司级子系统内设有车辆运行安全监测站，车辆运行安全监测站通过专用通道或铁路计算机网络与管辖范围内的探测站级子系统相连接；
[0007]探测站级子系统包括沿铁路线路每隔30km设置的多个基于热成像的车辆轴温智能探测系统设备，基于热成像的车辆轴温智能探测系统设备由室外设备、室内设备，以及连接室内设备和室外设备的电缆组成；
[0008]室外设备包括探测箱、热成像探头、车轮传感器、智能跟踪装置微波天线；热成像探头安装于探测箱内，探测箱通过卡轨器固定在两根钢轨的外侧；车轮传感器用于车速的测量和轮轴的定位，通过卡轨器固定在两根钢轨的内侧；智能跟踪装置微波天线安装于轨道中心两枕木间，接收通过车辆的电子标签信息；
[0009]室内设备包括数据处理主机、电控箱、智能跟踪装置主机、专用无线发射设备、通信接口设备、远程电源管理设备、防雷装置、不间断电源；
[0010]电控箱接收车轮传感器的模拟信号并实时转换成为数字信号，然后根据车轮定位信号对室外设备进行控制并为数据处理主机提供同步信号；
[0011]数据处理主机采集热成像探头的热成像数据并根据电控箱上传的同步信号完成轮轴和温度矩阵数据的匹配、轴温轮温计算、计轴计辆、热故障判断、设备自检控制，并将数据通过通信网络上传至铁路局集团级子系统的车辆运行安全监测站；
[0012]智能跟踪装置主机对智能跟踪装置微波天线上传的车辆电子标签信息进行解码，将车辆属性、车号、车次信息发送给数据处理主机，通过数据处理主机将车辆属性、车号、车次信息传输至铁路局集团级子系统的车辆运行安全监测站；
[0013]专用无线发射设备用于与红外线动态检测车进行数据传输，包括专用无线发射主机、大功率发射天线，采用专用频点对数据包进行无线传输，满足红外线检测车动态检测要求；
[0014]通信接口设备包括音频专线和宽带网络两种通信接口；
[0015]远程电源管理设备通过检测数据处理主机的运行状态和探测站的电源供电情况，自主或远程对探测站设备进行复位、断电、重新通电操作。
[0016]进一步地，所述车辆运行安全监测站包括网络通信设备、监测站主机和监控终端，监测站主机分别与网络通信设备与监控终端相连。
[0017]所述热成像探头用于将轴承和车轮表面的红外能量转换为电信号，并将电信号通过数据处理主机传输至车辆运行安全监测站，在车辆运行安全监测站的监控终端上生成热图和温度值图像。
[0018]进一步地，所述国铁集团级子系统包括国铁集团联网服务器和多个监控查询终端，国铁集团联网服务器与监控查询终端通过国铁集团机关局域网进行数据交互。
[0019]本技术的有益效果是：利用热成像技术，能够准确预报热轴和热轮故障、可视化显示，准确区分热轴故障和热轮故障，自动定位故障源。具有在列车运行状态下计轴计辆、智能跟踪、测量轴温轮温、自动预警热轴故障和热轮故障的功能，结合现有全路联网网络架构，能够实现“分散探测、集中报警、联网运行、信息共享”。
附图说明
[0020]图1为本技术基于热成像的车辆轴温智能探测系统的结构图；
[0021]图2为车轮传感器安装示意图；
[0022]图3为本技术THDS与传统THDS探头安装示意图。
具体实施方式
[0023]本技术的技术原理为：自然界中的一切物体，无论是北极冰川，还是火焰、人体，甚至极寒冷的宇宙深空，只要它们的温度高于绝对零度
‑
273℃，都会有红外辐射，这是由于物体内部分子热运动的结果。红外成像技术就是根据探测到的物体的辐射能量的高低，经系统处理转变为目标物体的热图像，以灰度级或伪彩色显示出来，即得到被测目标的温度分布从而判断物体所处的状态。
120km/h及以下，图2中S值应不小于120m；普速铁路线路允许速度160km/h及以下，图 2中S值应不小于160m。
[0037]磁钢的安装位置应尽量避开轨道回流轨、钢轨端头，通过卡轨支架固定在钢轨内侧。磁钢安装高度距离钢轨顶面应大于35mm，安装应牢固，满足地面设备安装限界要求。
[0038]a)磁钢外沿距钢轨轨头内侧距离为(88
+2
‑3)mm。
[0039]b)磁钢顶部距钢轨顶面高度(37
±
2)mm。
[0040]电控箱是室内外设备的硬件接口，具有信号输出、电源供给、室外设备控制等功能。电控箱接收车轮传感器的模拟信号并进行过零点检测，将模拟信号实时转换为数字信号，然后根据车轮定位信号对室外设备进行控制并为数据处理主机提供同步信号；接收轮轴位置信号、环境温度传感器信号；为探测箱提供电源输出，包括热成像探头直流电源供电、保护门打开关闭控制；负责整个探测站系统的来/去车判断、车速计算、轴距测量、车轮定位、保护门控制等，并向数据处理机提供定位触发信息及环温信息等。
[0041]数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于热成像的车辆轴温智能探测系统，其特征在于，由国铁集团、铁路局集团公司、探测站三级子系统构成，国铁集团级子系统与铁路局集团公司级子系统通过铁路通信主干网络进行数据交互，铁路局集团公司级子系统内设有车辆运行安全监测站，车辆运行安全监测站通过专用通道或铁路计算机网络与管辖范围内的探测站级子系统相连接；探测站级子系统包括沿铁路线路每隔30km设置的多个基于热成像的车辆轴温智能探测系统设备，基于热成像的车辆轴温智能探测系统设备由室外设备、室内设备，以及连接室内设备和室外设备的电缆组成；室外设备包括探测箱、热成像探头、车轮传感器、智能跟踪装置微波天线；热成像探头安装于探测箱内，探测箱通过卡轨器固定在两根钢轨的外侧；车轮传感器用于车速的测量和轮轴的定位，通过卡轨器固定在两根钢轨的内侧；智能跟踪装置微波天线安装于轨道中心两枕木间，接收通过车辆的电子标签信息；室内设备包括数据处理主机、电控箱、智能跟踪装置主机、专用无线发射设备、通信接口设备、远程电源管理设备、防雷装置、不间断电源；电控箱接收车轮传感器的模拟信号并实时转换成为数字信号，然后根据车轮定位信号对室外设备进行控制并为数据处理主机提供同步信号；数据处理主机采集热成像探头的热成像数据并根据电控箱上传的同步信号完成轮轴和温度矩阵数据的匹配、轴温轮温计算、计轴计辆、热故障判...

【专利技术属性】
技术研发人员：马进火，邵云芝，任青茂，
申请(专利权)人：成都森川科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：