[发明专利]一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置

说明书

本发明提供了一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置，属于图像识别技术领域，具体包括：电流监测模块，图像监测模块，受流状态检测模块，异物识别模块，健康度评估模块；电流监测模块负责对接触网的输出电流进行监测，将开启信号传输至图像监测模块；图像监测模块将基本图像传输至异物识别模块和过流监测模块，将红外图像传输至过流监测模块；受流状态监测模块基于状态分数和燃弧率，通过预测模型得到受流状态指数，传输至健康度评估模块；异物识别模块得到异物识别状态，并传输至健康度评估模块；健康度评估模块基于异物识别状态和受流状态指数，得到接触网的健康度指数，从而进一步保证了评估的准确性，也避免了不必要的能源浪费。

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置。

背景技术

在列车运行期间，由于受电弓与接触网之间存在着复杂的力学与电流作用，接触网系统发生故障的频率较高，成为高速铁路安全运营中较为薄弱的环节。接触网作为铁路沿线的典型设备，其在铁路供电系统中有着十分重要的作用，接触网故障不仅对牵引供电系统本身造成危害，而且会引起连锁反应，造成巨大的人员伤亡和经济财产的损失。因此，及时采取措施解决接触网发生的故障，对提高铁路运输效率意义重大。

为了解决接触网的故障监测问题，在论文《电气化铁路弓网综合检测数据分析方法》中作者王小兵通过融合接触网的动态拉出值、动态接触线高度、燃弧率构建了接触网动态性能指数，评价弓网受流状态，掌握接触网动态性能变化趋势，从而确定接触网的安全状态，但是却没有根据接触网的输出电流对弓网的受流状态进行开启，导致不必要的监测和能源浪费，而且未结合弓网受流状态和异物识别状态联合构成接触网健康度指数，导致无法准确的掌握接触网的健康状态，在尚未故障时就进行抢先维修，尽可能保证设备的安全。

针对上述技术问题，本发明提供了一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置。

发明内容

为实现本发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置。

一种适用于铁路接触网故障监测的图像检测装置，其特征在于，具体包括：

电流监测模块，图像监测模块，受流状态检测模块，异物识别模块，健康度评估模块；

其中所述电流监测模块负责对接触网的输出电流进行监测，并当所述输出电流的幅值大于第一电流阈值且所述电流一分钟的变动率大于第一变化阈值时，将开启信号传输至所述图像监测模块；

所述图像监测模块包括基本图像模块和红外图像模块，其中所述基本图像模块拍摄所述接触网得到基本图像，并将所述基本图像传输至异物识别模块和过流监测模块，所述红外图像模块负责获取所述接触网的红外图像，并将所述红外图像传输至过流监测模块；

所述受流状态监测模块基于所述红外图像得到所述接触网与受电弓接触处的温度，基于所述温度、所述电流确定所述接触网的燃弧率，基于所述基本图像，通过采用GWO-AlexNet算法与Faster-RCNN算法的图像预测模型得到所述接触网的状态分数，并基于所述状态分数和所述燃弧率，通过采用SA-GBDT算法和PSO-BP神经网络算法的预测模型得到所述受流状态指数，并将所述受流状态指数传输至所述健康度评估模块；

所述异物识别模块基于所述基本图像，采用基于Faster-RCNN算法的预测模型得到异物识别状态，并将所述异物识别状态传输至所述健康度评估模块；

所述健康度评估模块基于所述异物识别状态和所述受流状态指数，得到所述接触网的健康度指数，并基于所述健康度指数确定所述接触网的状态。