CN108802580A - 一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法 - Google Patents

一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，包括视频采集器，视频采集器电性连接视频采集和存储模块，视频采集和存储模块电性连接视频显示和工控机，工控机包括图像分析和存储模块、信号处理模块和软件处理模块，工控机与陀螺仪电性连接，RFID读卡器电性连接软件处理模块，信号处理模块与打火弧光检测模块电性连接，打火弧光检测模块电性连接工业相机，工业相机电性连接图像分析和存储模块。本发明易于超短波紫外检测探测器对高压放电的弧光(超短紫外波长)的灵敏度，有效地解决了列车在高速运行状态下稍纵即逝的问题捕捉难题，确保了热滑实验过程中检测的完整性。

Description

一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法
技术领域
本发明属于轨道交通安全技术领域，具体地说，涉及一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法。
背景技术
热滑试验是在城市轨道交通运营线路送电的情况下，依靠试验列车自行运行，对列车运行线路内供电、信号、通信、轨道、机电等系统设备进行全面检测的一种试验方式。“热滑”试验是电客车在隧道内或者轨道上检验接触网设备的安装状态、接触悬挂的弹性是否符合运营要求以及电力设备能否正常供电、检查线路沿线是否有侵限物体和设备的唯一方式。
城市轨道交通“热滑”试验是列车在已送电区间通过低、中、高速往返运行，检测受电弓(受电靴)与接触网(轨)的接触面，通过接触面实时反馈的接触信息来进行试验结果判定。所以，影像监控即成为“热滑”试验过程反馈的物理基础。试验参与人员在电客车内通过影像监控装置获得列车运行过程中的图像信息，对异常事件的过程进行及时的监视和记录，用以提供试验结果的分析和判定的基础资料。
由于“热滑”试验性质的专业化，其分析过程及数据信息汇总便显得尤为重要。在国内轨道交通建设与运维管理领域，由于热滑工作的专业性，以及试验作业环境的多变与复杂，尚没有形成专业化的城市轨道交通“热滑”试验成套监控系统和专业监控设备。
城市轨道交通供电工程中接触网(轨)安装的合理性，供电过程的完整性是保证是施工单位完成施工工作的基本要求，是列车安全运营的基本前提条件。城市轨道交通“热滑”试验是检验接触网(轨)安装的合理性，供电过程的完整性的必要手段，而“热滑”试验监测装置的不专业化严重的影响着“热滑”试验过程中的问题分析及时性和准确性，威胁实验过程的安全性。
现阶段的热滑试验方式：
现阶段建设、运维单位或者施工单位在进行“热滑”试验过程监控时，受列车运营安全及车身构造结构限制，往往都是购置结构外形较为紧促(外形结构控制在60mm*60mm*150mm)，成像分辨率要求不高(720 ×480、1280×720)的监控图像采集装置，利用普通硬盘录像机和显示器进行过程储存和状况显示，通过人眼观测进行问题捕捉或结果分辨完成试验过程。
城市轨道交通“热滑”试验存在“试验时间长、试验过程安全要求严苛、试验流程复杂”等特点。受地铁线路环境、线路结构、试验时间的限制，受电弓区域往往光线较暗，临时购置的监控图像采集装置很难满足实验过程的现状成像分析；由于采用普通硬盘录像机和显示器进行过程储存和状况显示，很难满足列车在高速运行状态下稍纵即逝的问题捕捉。
因此，为了解决目前热滑实验中试验流程复杂，实验效率低，操作难度大，问题捕捉难，对实验人员要求严苛的问题，需要提供一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的是常规技术中热滑实验中试验流程复杂，实验效率低，操作难度大，问题捕捉难，对实验人员要求严苛的技术问题。本发明提供了一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，相比于常规技术，可以，确保热滑实验过程中，问题分析的及时性、准确性和完整性。
为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以实现：
本发明提供了一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，包括视频采集器，所述视频采集器电性连接视频采集和存储模块，所述视频采集和存储模块电性连接视频显示和工控机，所述工控机包括图像分析和存储模块、信号处理模块和软件处理模块，所述工控机与陀螺仪电性连接，所述 RFID读卡器电性连接软件处理模块，所述信号处理模块与打火弧光检测模块电性连接，所述打火弧光检测模块电性连接工业相机，所述工业相机电性连接图像分析和存储模块。
作为本发明的一种优选技术方案，在一种可能的实施方式中，所述打火弧光检测模块采用具有宽角度敏感、长距离、高速检测功能的超短波紫外检测探测器，所述超短波紫外检测探测器的响应波长范围是185nm-260nm。
作为本发明的一种优选技术方案，在一种可能的实施方式中，所述工业相机每秒60-90帧的速度拍摄相片。
作为本发明的一种优选技术方案，在一种可能的实施方式中，所述视频采集器为摄像机。
作为本发明的一种优选技术方案，在一种可能的实施方式中，所述视频显示的显示屏为液晶显示屏。
作为本发明的一种优选技术方案，在一种可能的实施方式中，所述陀螺仪的型号为TL612D。
与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：
1)本发明中的用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，易于超短波紫外检测探测器对高压放电的弧光(超短紫外波长)的灵敏度，有效地解决了列车在高速运行状态下稍纵即逝的问题捕捉难题，确保了热滑实验过程中检测的完整性。
2)本发明的用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，工业相机的及时抓拍，保证了热滑实验过程中问题发现的及时性，而图像匹配分析算法，可以进一步避免由于火焰传感器误触发而产生的故障误报问题，保证了检测的准确性。
3)本发明的用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，由于超短波紫外检测探测器和工业相机的存在，大大降低了实验操作人员在整个热滑实验过程中的工作难度和操作要求，测试过程中无需通过人眼观测来进行问题捕捉和分辨，只需在有报警的时候进行观察核实，或事后对实验结果进行核实与确认，热滑实验的效率大大提升。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法的传感器的波长响应特性结构示意图；
图3是本发明实施例的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法的传感器外形结构示意图。
图中：1、视频采集器；2、视频采集和存储模块；3、视频显示；4、超短波紫外检测探测器；5、打火弧光检测模块；6、工业相机；7、图像分析和存储模块；8、信号处理模块；9、软件处理模块；10、工控机；11、RFID 读卡器；12、陀螺仪。
具体实施方式
以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
如图1-3所示，本发明一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，包括视频采集器1，视频采集器1电性连接视频采集和存储模块2，视频采集和存储模块2电性连接视频显示3和工控机10，工控机10包括图像分析和存储模块7、信号处理模块8和软件处理模块9，工控机10与陀螺仪 12电性连接，RFID读卡器11电性连接软件处理模块9，信号处理模块8与打火弧光检测模块5电性连接，打火弧光检测模块5电性连接工业相机6，工业相机6电性连接图像分析和存储模块7。
优先的，打火弧光检测模块5采用具有宽角度敏感、长距离、高速检测功能的超短波紫外检测探测器4，超短波紫外检测探测器4的响应波长范围是185nm-260nm，在200nm波长附近为最高灵敏度响应中心，狭窄的响应波长范围，保证能将其他无效的光源信息(如太阳光、灯光等)有效的排除在外，确保检测的准确性；而对弧光放电产生的超短紫外光谱有很高的响应，保证检测系统能够真实完整的捕捉到热滑测试过程中每一次异常打火现象。
优先的，工业相机6每秒60-90帧的速度拍摄相片，采集较多的图片信息，并通过千兆以太网口，将数据传送到工控机10，通过图像分析和存储模块7对相片进行分析，并由视频采集和存储模块2采集和保存。
优先的，视频采集器1为摄像机，在实验过程中全程记录。
优先的，视频显示3的显示屏为液晶显示屏，便于查看测试的结果。
优先的，陀螺仪12的型号为TL612D，用来传感与维持方向。
具体工作时，本发明中的用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，热滑实验过程中，受电弓(受电靴)与接触网(轨)的接触面在热滑实验过程中，当线路沿线有侵限物体和设备等异常状况时，接触面会因此产生高压打火现象,打火弧光检测模块5实时检测接触轨面的状况，当接触轨面有异常状况时，接触面会因此产生高压打火现象。弧光中产生的大量超短紫外波长(200nm左右)的能量，触发了打火弧光检测模块5，由此产生触发信号(Trigger)，触发工业相机6进行拍摄，打火弧光检测模块5采用具有宽角度敏感、长距离、高速检测功能的超短波紫外检测探测器4，如图2，它的响应波长范围是185nm-260nm，在200nm波长附近为最高灵敏度响应中心,狭窄的响应波长范围，保证能将其他无效的光源信息(如太阳光、灯光等)有效的排除在外，确保检测的准确性，而对弧光放电产生的超短紫外光谱有很高的响应，保证检测系统能够真实完整的捕捉到热滑测试过程中每一次异常打火现象，工业相机6采样的是具有POE供电特性的千兆以太网面阵工业相机，支持软件触发/硬件触发/软硬混合触发/自由运行等多种模式，符合GigE Vision V2.0协议和GeniCam标准，工业相机6通过GigE数据接口进行图像数据的传输，可以和任何满足GigE Vision和GenICam标准的应用开发工具兼容，最大1Gb/s的传输速率可以满足大多数工业应用中的对传输速率的要求，能稳定工作在各种恶劣的环境中，利用工业相机6的硬件触发模式，当超短波紫外检测探测器4探测到打火现象，输出有效触发信号，在触发信号有效期间，工业相机6以每秒60-90帧的速度拍摄相片，并通过千兆以太网口，将数据传送到工控机10，通过图像分析和存储模块7对相片进行分析，并由视频采集和存储模块2采集和保存，输出告警信号，并记录发生的时刻和位置,高效解决了列车在高速运行状态下稍纵即逝的问题捕捉难题，确保热滑实验过程中，问题分析的及时性、准确性和完整性。
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，包括视频采集器(1)，其特征在于，所述视频采集器(1)电性连接视频采集和存储模块(2)，所述视频采集和存储模块(2)电性连接视频显示(3)和工控机(10)，所述工控机(10)包括图像分析和存储模块(7)、信号处理模块(8)和软件处理模块(9)，所述工控机(10)与陀螺仪(12)电性连接，所述RFID读卡器(11)电性连接软件处理模块(9)，所述信号处理模块(8)与打火弧光检测模块(5)电性连接，所述打火弧光检测模块(5)电性连接工业相机(6)，所述工业相机(6)电性连接图像分析和存储模块(7)。
2.如权利要求1所述的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，其特征在于，所述打火弧光检测模块(5)采用具有宽角度敏感、长距离、高速检测功能的超短波紫外检测探测器(4)，所述超短波紫外检测探测器(4)的响应波长范围是185nm-260nm。
3.如权利要求1所述的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，其特征在于，所述工业相机(6)每秒60-90帧的速度拍摄相片。
4.如权利要求1所述的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，其特征在于，所述视频采集器(1)为摄像机。
5.如权利要求1所述的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，其特征在于，所述视频显示(3)的显示屏为液晶显示屏。
6.如权利要求1所述的一种用于城市轨道交通接触网热滑测试的检测方法，其特征在于，所述陀螺仪(12)的型号为TL612D。
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