[发明专利]一种高铁接触网在线巡检装置、巡检方法以及其构成的高铁接触网检测系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及高速铁路的安全检测技术，具体说是一种高铁接触网在线巡检装置及其巡检方法，以及一种高速铁路接触网检测系统。

 

背景技术

高速铁路运输技术于60年代进入实用化阶段，经过40多年发展，特别是80年代以来伴随着新的交通革命浪潮，高速运输技术取得了一系列新成果新突破。接触网作为向机车和动车组提供电能的关键设施，也随着高速化进程的不断深入而不停地向前发展，并根据各国铁路发展的历史和国情形成了不同形式的高速接触网。目前基于图像处理技术的非接触式巡检装置已经得到广泛应用，例如德国某公司与1982年推出的一款检测设备，如图3所示，该设备包括在车顶3布置的四个成一定角度设置的CCD摄像机5和三个聚光灯4，通过图像处理，计算接触线高度和拉出值。我国基于图像处理的巡检系统主要是在德国技术基础上发展起来，例如2007年10月3日公开的中国专利ZL200610149125.6，该专利公开的技术方案为在车顶成角度安装有2-8个CCD高速摄像机和LED面阵列照明光源用于采集图像，通过图像处理软件计算出接触线的高度和拉出值，并且利用GPS进行定位。

上述的巡检设备都是安装于巡检车车顶，且最高运行速度在300km/h以下，与实际的运行状态有一定差别，而对于运行速度在350km/h以上的高速铁路接触网的日常巡检技术，我国乃至全世界目前都未见相关信息。

 

发明内容

本发明的任务是针对上述技术难题，提供一种用于高速铁路接触网在线巡检装置及其巡检方法，并且提供了一种基于该巡检装置的高铁接触网检测系统，本发明的特点是使用灵活，可以在350km/h以上的行驶状态下进行巡检工作。

技术手段：本发明公开了一种高铁接触网在线巡检装置，包括高速摄像模块和与高速摄像模块连接的车载服务器；

所述高速摄像模块包括设置在车顶的抗震支架、设置在抗震支架上用于获取接触网视频的第一高速相机和设置在抗震支架上用于获取位置视频的第二高速相机；

车载服务器包括数据存储模块、数据处理模块和图像回放模块；数据存储模块包括视频采集卡、数据转换子模块和海量存储硬盘，所述高速摄像模块将视频发送给数据存储模块，数据存储模块分别与数据处理模块和图像回放模块信号连接；

采集卡对高速摄像模块拍摄到的接触网视频和位置视频进行同步采集，采集到的视频经数据经数据转换子模块转换为接触网图片和与之相对应的位置图片，两种图片被送入海量存储硬盘存储，同时送入数据处理模块；

数据处理模块收到接触网图片和位置图片后，对接触网图片进行分析处理获得检测结果，对位置图片进行分析处理获得定位数据，之后检测结果和定位数据被发送回数据存储模块存储；

图像回放模块从数据存储模块调取接触网图片以及与之对应的位置图片、检测结果和定位数据，并将其进行集成后以图片流的形式回放；

车载服务器还包括统计模块，统计模块与数据存储模块信号连接，统计模块对一次巡检过程中发现的异常信息进行统计。

海量硬盘为热插拔式。

在抗震支架上设有用于调节两相机水平角、俯仰角、光圈和焦距的调节机构。

第一高速相机为500万像素高速高灵敏度工业相机，第二高速相机为100万像素工业相机。

车载服务器为便携式工业控制计算机。

上述高铁接触网在线巡检装置的巡检方法包括下列时序步骤：

（1）、采集卡对高速摄像模块拍摄到的接触网视频和位置视频进行同步采集；

（2）、采集到的视频经数据经数据转换子模块转换为接触网图片和与之相对应的位置图片，并将两种图片被送入硬盘阵列存储，同时送入数据处理模块；

（3）、数据处理模块收到接触网图片和位置图片后，对接触网图片进行分析处理获得检测结果，对位置图片进行分析处理获得定位数据；

（4）、数据处理模块将检测结果和定位数据发送回数据存储模块，并由海量存储硬盘存储；

（5）、图像回放模块从数据存储模块调取接触网图片以及与之对应的位置图片、检测结果和定位数据，并将其进行集成后以图片流的形式回放。

在步骤（3）中，通过下列时序步骤获取检测数据：

a、对接触网图片进行自适应前景提取，获取杆柱及供电塔头信息；

b、对获取的杆柱及供电塔头进行线性检测及分析，识别有效杆柱；

c、对有效的杆柱和塔头进行分析，获取检测数据。