[发明专利]一种车载式弓网硬点冲击检测系统及其检测方法

说明书

本发明提供了一种车载式弓网硬点冲击检测系统，包括车顶图像采集模块、车内数据分析模块和终端实时告警模块，车顶图像采集模块与车内数据分析模块和终端实时告警模块之间无线连接或电连接；车顶图像采集模块包括高速摄像机、高光补光装置和特殊感光材料。本发明通过在车体上安装高速摄像机，在机车受电弓上安装特定感光材料，通过特定补光系统把感光材料位置漫反射到高速摄像机内，通过定位感光材料来实时追踪受电弓位置状态，当受电弓受到硬点冲击时，通过高速摄像机光电信号传输和数据处理，实时图像分析出受电弓硬点冲击前后位置变化量，从而计算出硬点冲击加速度，并自动记录信息，提醒相关部门注意硬点冲击事故点位置，及时排查故障。

技术领域

本发明属于车体检测技术领域，具体涉及一种车载式弓网硬点冲击检测系统及其检测方法。

背景技术

机车运行时，在受电弓与接触线的接触面上，其接触力突然变化处称为接触网硬点。硬点是影响弓网关系的主要因素之一，主要危害有机械伤害和电弧伤害。机械伤害主要会造成受电弓、接触网的轻微碰伤和刮伤，破坏弓网间的正常接触取流，加大接触网导线和受电弓滑板的磨耗。而电弧伤害表现为弓网离线瞬间产生的高温电弧，将对受电弓弓头造成点蚀和汽化，同时接触网因高温产生较大的内部应力，将引起局部退火，致使容易因张力而拉断。因此，硬点的发生会对受电弓、接触网、机车电器、牵引电机、牵引变压器和整个机车供电系统造成破坏

目前现有检测手段主要为接触式检测，通过压力及加速度传感器安装于受电弓特定位置，在弓网配合过程中实时检测出受电弓的受电情况及不同方向上的加速度。与本发明相比都是通过车载实时动态检测，输出项都是通过受电弓运行状态来间接反映弓网配合时硬点冲击现象，定量分析及硬点冲击加速度。但现有检测手段存在以下缺点：1、存在安全隐患：该检测手段主要为接触式检测，必须把传感器安装于受电弓特定位置，由于受电弓为车载弓网配合过程中关键部件，必然带来安全隐患。2、工作稳定性差：弓网受流过程中，受电弓上会有DC1500V电压，必须做高压绝缘处理以及增加电磁抗干扰能力，增大了安装工艺要求及传感器性能要求。3、检测条件受限：通过以上两点影响，现在检测装置只能安装于实验列车上，涉及安全影响不能安装于运营列车进行全天候实时检测；4、偏离实际工况：现有技术只能安装于实验列车上检测，与实际工况不符，而真正硬点冲击现象发生于实际列车载客运营过程中。

发明内容

有鉴于此，本发明主要解决现有检测方式所带来的问题点，通过本发明装置能实时动态检测列车在正常运营过程中弓网配合的硬点冲击现象，并定量分析其硬点加速度。指导相关部门及时处理，减少弓网事故。

一种车载式弓网硬点冲击检测系统，包括车顶图像采集模块、车内数据分析模块和终端实时告警模块，车顶图像采集模块与车内数据分析模块和终端实时告警模块之间无线连接或电连接；车顶图像采集模块包括高速摄像机、高光补光装置和特殊感光材料；高速摄像机安装在车体上，高光补光装置安装在高速摄像机的一侧，特殊感光材料安装在受电弓上。

优选的，特殊感光材料通过特定粘贴方式固定于受电弓上；高速摄像机与高光补光装置通过特定固定座与车体刚性连接，高速摄像机与高光补光装置的数量均为2，分别为第一高速摄像机和第二高速摄像机，第一高光补光装置和第二高光补光装置；第一高速摄像机与第一高光补光装置设置在特殊感光材料的一侧，第二高速摄像机与第二高光补光装置设置在感光材料的另一侧。

优选的，车内数据分析模块包括位置追踪模块、专用图像处理模块和车底振动补偿模块；位置追踪模块实时追踪所述受电弓位置，通过专用图像处理模块对比受电弓前后图像位置，计算出各方向上的位移量，结合车底振动补偿模块进行位置补偿，经过多维度数据融合分析，最终计算出硬点冲击加速度。

优选的，高速摄像机、高光补光装置、位置追踪模块、专用图像处理模块和车底振动补偿模块均设置有自检功能，其异常工作状态及检测结果及时传达终端实时告警模块。