[发明专利]基于热成像的车辆轴温智能探测系统

说明书

本发明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。本发明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”。

技术领域

本发明涉及一种基于热成像的车辆轴温智能探测系统。

背景技术

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明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；

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；