受电弓损坏和磨损监视系统技术方案

本发明专利技术涉及受电弓损坏和磨损监视系统，提供了一种用来评估受电弓状态的系统，所述系统包括：轨道侧受电弓监视站，在包括受电弓的机车正常服务的同时，捕获受电弓的一个或多个图像；站管理系统，分析在监视点处捕获的一个或多个图像并确定受电弓的状态；及用户接口，控制系统并将分析结果呈现给用户。用户可以远程控制轨道侧监视站和站管理系统。

【技术实现步骤摘要】

这里描述的本专利技术涉及机车受电弓(pantograph)。具体地说,本专利技术涉及一种自动受电弓损坏和磨损监视系统，尽管本专利技术的范围不必受此限制。
技术介绍
大多数电气化列车利用受电弓将电力从高架线传输到列车。现代高速、电气化列车的受电弓包括碳集电器(carbon current collector)。这些碳集电器典型地包括碳块支架和接触导线的碳块。碳块尤其起到使在高架线上的磨损最小的作用。碳块的主要问题是它们易受断裂损坏。电气分段设备的误对准、过分起弧及恒定摩擦都可引起对于碳块的显著损坏。如果未探测和修理，则这样的损坏可一般会引起受电弓的脱线和/或损坏，并因此使列车不能工作。为了探测受电弓的损坏，通常的做法是，铁路工作人员定期进行人工检查。这个过程要求将待检查的列车转移到维修站、高架线的电气隔离及接近列车顶。与这样一种检查过程相关联的 劳动成本和停机时间显然是不希望的。已经开发了多种系统，以避免受电弓的人工测试。GB1374972和GB2107662描述了测量受电弓损坏的系统，在该系统中，将管子放置在受电弓集电器的空腔内。如果由受电弓遭到足够损坏，则管子破裂，引起系统压力的下降。这种损失被探测，并且系统自动地降低受电弓，由此防止对于受电弓和/ 或高架线的进一步损坏。EP-A-0269307、DE-U-8803377.5 及 EP-A-0525595 描述了其中光纤嵌在受电弓集电器的磨损表面附近的系统。光学信号在纤维中传输，并且如果导致对于纤维的损坏,则在纤维中光学信号的损失指示受电弓损坏和/或磨损。在EngineeringIntegrity, Volume 19，March 2006, pp.12-17中描述的另一种方法则采用激光辅助图像处理技术，以自动地探测受电弓碳集电器磨损。尽管以上描述的系统在监视受电弓损坏和/或磨损方面是有效的，但它们具有成本过高的缺点。在 Engineering Integrity, Volume 19, March 2006，pp.12-17 中描述的系统，具有机车必须转移到指定监视站并因此不计入正常维修的额外缺点。况且，只有机车在监视站以小于12千米每小时(kph)行驶，系统才可保证测量精度。本专利技术的一个目的是提供一种成本有效系统，该系统在包括受电弓的机车在正常服务中的同时，自动监视受电弓的状态。本专利技术的目的还在于克服或改善以上描述的一个或多个缺点或问题，或者至少向客户提供有用的选择。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种用于评估受电弓状态的系统，所述系统包括:轨道侧受电弓监视站，用于在包括受电弓的机车正常服务的同时，捕获受电弓的至少一个图像，其中所述监视站包括定位在受电弓下方并且相对于受电弓呈斜角的第一图像捕获设备；站管理系统，用于分析在监视点处捕获的至少一个图像，并且确定受电弓的状态；及用户接口，用于控制所述站管理系统并且指示受电弓是否损坏和/或磨损。根据本专利技术的第二方面，提供一种被布置成分析受电弓是否损坏和/或磨损的计算机系统，所述系统包括:计算机；以及在计算机上运行的程序，其中所述程序完成如下任务:从传感器接收至少一个命令，并且在接收到所述至少一个命令时，起动至少一个图像捕获装置以在监视站处捕获受电弓的至少一个图像，其中所述至少一个图像捕获装置包括定位在受电弓下方并且相对于受电弓呈斜角的图像捕获设备；对由所述至少一个图像捕获装置捕获的至少一个图像进行针对损坏和/或磨损的迹象的分析；及将分析的结果 提供给输出装置。根据本专利技术的第三方面，提供一种用于确定受电弓状态的自动方法，所述方法包括步骤:检测机车在监视站处的存在；检测受电弓在监视站处的存在；在监视站处同时检测到机车和受电弓时，起动图像捕获装置，由此捕获受电弓的图像，其中所述图像捕获装置定位在受电弓下方并且相对于受电弓呈斜角；分析受电弓的图像，以确定受电弓是否损坏和/或构成碳集电器是否磨损；及向终端用户报告分析的结果。关于以上定义的第一实施例，监视站包括:数据传输装置；用于检测进入监视点的机车的至少一个轨道侧安装传感器(“机车传感器”)；用于在监视点处检测受电弓的位置的至少一个轨道侧安装传感器(“受电弓传感器”)；在监视点捕获处受电弓的至少一个图像的至少一个图像捕获装置；及接收来自传感器的输入，并且命令至少一个图像捕获装置捕获在监视点处受电弓的至少一个图像的传感器接口。数据传输装置促进在传感器、传感器接口、至少一个图像捕获装置及站管理系统之间的通信。数据传输装置能是电缆，如同轴电缆、以太网电缆、无线连接或能够完成要求任务的任何其它装置。图像捕获装置优选地是高分辨率摄像机，但可利用能够完成要求任务的其它成像装置。在优选实施例中，监视站包括两个高分辨率摄像机，其中第一摄像机被定位以捕获受电弓的轮廓图像，该受电弓包括至少一个碳集电器，并且第二摄像机被定位以捕获受电弓的图像，该受电弓包括至少一个受电弓弓角。优选地，第一摄像机在监视点处定位在受电弓下方并且相对于受电弓呈一斜角(“侧部位置”)。优选地，第二摄像机在监视点处定位在受电弓上方(“顶部位置”)。典型地，第一图像捕获装置还包括背屏。背屏优选地是白色的。将认识到，背屏将安装在第一摄像机的焦点后面，并且在摄像机的视场内，从而当第一摄像机被起动时，捕获图像是相对于背屏的受电弓的轮廓。也优选的是，背屏被照亮。将认识到，在白天期间，自然照明通常是足够的，而夜间操作需要灯的使用，以照亮背屏。传感器可以是任何适当的传感器，它可以是光学、超声波或微波传感器，但优选地是红外传感器。在优选实施例中，监视站包括用于检测在监视点处受电弓的位置的两个传感器，其中第一传感器(“顶部位置传感器”)被定位以识别受电弓在顶部位置图像捕获装置的视场内的点，并且其中第二传感器(“侧部位置传感器”)被定位以识别受电弓在侧部位置图像捕获装置的视场内的点。优选地，传感器与图像捕获装置通信，从而当受电弓由传感器检测到时，起动图像捕获装置。本领域的技术人员将认识到，受电弓监视系统可以不用传感器实施。也将认识到，这样一种实施是处理器时间的低效使用，因为在监视点处没有和有机车的情况下都进行图像捕获和分析。优选地，监视站还包括用来捕获在监视点处的机车识别细节的至少一个轨道侧安装传感器(“机车识别传感器”)。典型地，机车识别传感器是自动车辆识别(AVI)标签译码器。AVI标签译码器在监视点处获得与机车的车辆识别号有关的信息。其它信息也可从AVI标签译码器获得，如以后可用来滤波外来标签信息的机车类型。也将认识到，通过查询与译码车辆识别号有关的数据库，可得到与在监视点处的机车有关的辅助信息。优选地，传感器接口具有电路的形式，其中电路完成以下步骤:从指示机车在监视点处的第一轨道侧传感器(“机车传感器”)接收输入；从指示受电弓在监视点处的第二轨道侧传感器(“受电弓传感器”)接收输入；滤波和成形从轨道侧传感器接收的输入；及 当来自机车传感器和受电弓传感器的输入被同时接收到时，将命令提供给图像捕获装置，以获得受电弓的图像。优选地，传感器接口电路还包括步骤:当来自机车传感器和受电弓传感器的输入被同时接收到时，将命令提供给至少一个机车识别传感器，以在监视点处捕获机车的细节。以上提供的步骤描述由传感器接口电路在接收到从受电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评估受电弓状态的系统，所述系统包括：轨道侧受电弓监视站，用于在包括受电弓的机车正常服务的同时，捕获受电弓的图像，所述监视站包括定位在受电弓下方并且相对于受电弓呈斜角的第一图像捕获装置；站管理系统，用于分析在监视站处捕获的所述图像，并且用于确定受电弓的状态，其中，分析包括将所述图像与表示已知受电弓类型的预定义模型相匹配；及用户接口，用于控制所述站管理系统并且指示受电弓是否损坏和/或磨损。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·维斯切，T·J·沃特金斯，L·G·C·哈米，
申请(专利权)人：昆士兰铁路有限公司，
类型：发明
国别省市：