CN113085949A - 可主动检测的网轨隧综合检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种可主动检测的网轨隧综合检测系统及方法，包括安装于列车（例如电客车和检测车）上的车载终端和位于地面的大数据中心，车载终端包括至少一个检测单元，检测单元包括：检测模块，采集检测和/或监测数据；检测主机，包括数据接收模块、数据存储分析模块、解析模块和数据发送模块；数据接收模块接收检测模块采集的数据；数据存储分析模块分析检测和/或监测数据及其所属类别，并按所属类别存储数据；解析模块接收大数据中心发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别；数据发送模块将与调用指令数据类别对应的数据发送至大数据中心。本发明可对列车运行过程中的数据进行主动检测，以持续跟踪缺陷、远程定点检测和复核缺陷的维修情况。

Description

可主动检测的网轨隧综合检测系统及方法

技术领域

本发明涉及网轨隧检测技术领域，特别涉及一种可主动检测的网轨隧综合检测系统及方法。

背景技术

城轨在日常运营过程中，需要对弓网、轨道、隧道进行检测和/或监测，并根据检测和/或监测的数据来进行维护检修，以保证其正常运作。通常采取的方式是在列车上设置车载终端，当车载终端检测到异常数据时，其被封装成报警数据，并传输至数据中心，用户可在数据中心对异常数据进行分析，以进行相应的检修。从数据中心角度来看，这个过程为被动检测，即车载终端上报数据到数据中心。

当接收到报警后，用户需要对报警位置进行远程持续缺陷观察和跟踪，然而被动检测不能提供持续缺陷观察与跟踪，也无法提供给用户定点检测数据，且复核缺陷的维修情况也需要派人去现场进行复核，费时费力。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可主动检测的网轨隧综合检测系统及方法，以解决上述问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：一种可主动检测的网轨隧综合检测系统，包括安装于列车上的车载终端和位于地面的大数据中心，所述车载终端包括至少一个检测单元，所述检测单元包括：检测模块，用于采集检测和/或监测数据；检测主机，其包括数据接收模块、数据存储分析模块、解析模块和数据发送模块；其中，所述数据接收模块接收所述检测模块采集的数据；所述数据存储分析模块分析检测和/或监测数据及其所属类别，并按所属类别存储数据；所述解析模块接收所述大数据中心发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别；所述数据发送模块用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至所述大数据中心。

进一步地，所述车载终端包括弓网检测单元，所述弓网检测单元包括弓网检测模块和与其通信连接的网检主机，所述弓网检测模块包括弓网测量装置和弓网巡检装置。

进一步地，所述车载终端包括轨道检测单元，所述轨道检测单元包括轨道检测模块和与其通信连接的轨检主机，所述轨道检测模块包括轨道测量装置和轨道巡检装置。

进一步地，所述车载终端包括隧道检测单元，所述隧道检测单元包括隧道检测模块和与其通信连接的隧检主机，所述隧道检测模块包括隧道测量装置和隧道巡检装置。

进一步地，所述车载终端还包括采集列车位置数据的定位单元，所述定位单元与所述检测主机通信连接。

此外，本发明还提供一种可主动检测网轨隧的方法，包括如下步骤：

S1、车载终端接收检测和/或监测数据；

S2、所述车载终端分析数据所属类别，并按所属类别存储数据；

S3、创建主动检测任务，大数据中心发出调用指令；

S4、所述车载终端发送与调用指令中的数据类别对应的数据至所述大数据中心。

进一步地，其还包括以下步骤：

S5、所述大数据中心对获取到的主动检测数据进行展示和播放。

进一步地，所述车载终端在数据存储过程中，对数据打上列车行驶时间和位置标记。

进一步地，数据调取过程中，向所述大数据中心提供列车车号、检测位置、时间点、行驶位置，以向所述车载终端发出具体指令。

进一步地，所述检测数据包括图像和几何参数。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中检测模块能够采集列车运行过程中的检测和/或监测数据，数据存储分析模块可分析数据所属类别，并按所属类别存储数据，解析模块可接收大数据中心发出的调用指令，解析调用指令中的数据类别，以将数据存储分析模块中与调用指令中的数据类别对应的数据发送至大数据中心，从而实现了大数据中心对列车的主动检测，以便持续跟踪缺陷、远程定点检测和复核缺陷的维修情况。

附图说明

图1是本发明可主动检测的网轨隧综合检测系统的连接框图。

图2是本发明中弓网检测模块的示意图。

图3是本发明中弓网检测单元与大数据中心的连接框图。

图4是本发明中轨道检测模块的示意图。

图5是本发明中轨道检测单元与大数据中心的连接框图。

图6是本发明中隧道检测模块的示意图。

图7是本发明中隧道检测单元与大数据中心的连接框图。

附图标记：1、弓网检测单元；11、弓网检测模块；111、弓网测量装置；112、弓网巡检装置；12、网检主机；121、第一数据接收模块；122、第一数据存储分析模块；123、第一解析模块；124、第一数据发送模块；2、轨道检测单元；21、轨道检测模块；211、轨道测量装置；212、轨道巡检装置；22、轨检主机；221、第二数据接收模块；222、第二数据存储分析模块；223、第二解析模块；224、第二数据发送模块；3、隧道检测单元；31、隧道检测模块；311、隧道测量装置；312、隧道巡检装置；32、隧检主机；321、第三数据接收模块；322、第三数据存储分析模块；323、第三解析模块；324、第三数据发送模块；4、定位单元；200、大数据中心。

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，对应于本发明一种较佳实施例的可主动检测的网轨隧综合检测系统，包括：设置在列车上的车载终端和位于地面的大数据中心200，车载终端包括至少一个检测单元，检测单元包括：检测模块，用于采集检测和/或监测数据；检测主机，包括数据接收模块、数据存储分析模块、解析模块以及数据发送模块；其中，数据接收模块接收检测模块采集的数据；数据存储分析模块分析检测和/或监测数据及其所属类别，并按所属类别存储数据；解析模块接收大数据中心200发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别；数据发送模块用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至大数据中心200。需要指出的是，前述的列车具体可以是电客车或者检测车，本发明在此不作具体限定。

本发明中检测模块能够采集列车运行过程中的检测和/或监测数据，数据存储分析模块可分析数据所属类别，并按所属类别存储数据，解析模块可接收大数据中心200发出的调用指令，解析调用指令中的数据类别，以将数据存储分析模块中与调用指令中的数据类别对应的数据发送至大数据中心200，从而实现了大数据中心200对列车的主动检测，大数据中心200能够根据需要为一些缺陷提供更多的前后数据，以辅助用户进行缺陷分析；同时，用户可通过大数据中心200，查看经过关注的缺陷位置的远程图像，以分析缺陷，以对关注的缺陷提供远程持续跟踪、远程定点检测和复核缺陷，避免现场观察的繁琐。

优选的，数据存储分析模块在存储数据时，对数据打上列车行驶时间、位置标记，以便大数据中心200可对指定时间、位置的数据进行调取，进一步提高数据分析效率。

进一步地，检测单元为弓网检测单元1和/或轨道检测单元2和/或隧道检测单元3，本发明可根据需要任意组合，以便对弓网、轨道、隧道中的一种或多种进行检测。

弓网检测单元1包括弓网检测模块11和与弓网检测模块11通信连接的网检主机12。弓网检测模块11包括弓网测量装置111和弓网巡检装置112。

弓网测量装置111用于实时测量计算弓网的多种几何参数，并将几何参数传输至网检主机12进行分析、分类存储。当某个位置存在弓网几何参数异常缺陷时，网检主机12自动将发生异常时刻前后多个数据打包至缺陷文件，并上传至大数据中心200。弓网测量装置111包括设置在列车车顶的面阵相机（图未示）和激光器（图未示），通过面阵相机配合激光器的方式进行非接触式检测，激光器光源覆盖接触线的工作区间范围，并由面阵相机采集接触网动态运行图像，利用线结构激光三角测量技术，计算接触网的几何参数。接触网的几何参数包括接触网的拉出值、导高值、定位点接触线高低差。

弓网巡检装置112用于对汇流排、支柱、绝缘横撑、锚段关节、悬挂槽钢等区域进行高清图像采集抓拍。弓网巡检装置112由大数据中心200控制启闭，工作时，接收大数据中心200的任务，开启拍摄任务，网检主机12用于对原始图片数据进行采集、存储、分析，智能识别弓网缺陷，当弓网某个位置出现缺陷时，网检主机12自动将发生异常时刻的图像数据上传至大数据中心200。缺陷具体为接触网悬挂断、脱、落、裂等。

弓网巡检装置112采用高清相机，数据量较大，因此，没必要时时刻刻对其进行拍摄成像，仅在用户需要的时候通过大数据中心200发送指令启动该装置开始工作即可。

网检主机12包括第一数据接收模块121、第一数据存储分析模块122、第一解析模块123和第一数据发送模块124。第一数据接收模块121用于接收弓网检测模块11采集的弓网检测数据，该数据包括图像和几何参数。第一数据存储分析模块122用于分析数据所属类别，并按所属类别存储数据，便于后续对数据进行管理。第一解析模块123用于接收大数据中心200发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别，第一数据发送模块124用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至大数据中心200。

参照图1、图4和图5所示，轨道检测单元2包括轨道检测模块21和与轨道检测模块21通信连接的轨检主机22。轨道检测模块21包括轨道测量装置211和轨道巡检装置212。

轨道测量装置211用于实时测量轨道的多种几何参数，并将几何参数传输至轨检主机22进行分析、分类存储。当某个位置存在轨道几何参数异常缺陷时，轨检主机22自动将发生异常时刻前后多个数据打包至缺陷文件，并上传至大数据中心200。轨道测量装置211设置在列车车底，其包括多个3D相机（图未示）和惯导系统（图未示），其采用非接触式检测手段，采集轨道轮廓数据，并通过惯性基准法，以对轨道轨距、水平、高低、超高、三角坑等轨道几何参数进行实时测量计算。

轨道巡检装置212用于对轨道的轨面、扣件、道床进行高清图像采集抓拍。轨道巡检装置212由大数据中心200控制启闭。工作时，接收大数据中心200的任务，开启拍摄任务，轨检主机22用于对原始图片数据进行采集、存储、分析，智能识别轨道缺陷，当轨道某个位置出现缺陷时，网检主机12自动将发生异常时刻的图像数据上传至大数据中心200。缺陷具体为轨面外形波磨、鱼鳞纹、剥离、掉块、扣件缺失、接头螺栓缺失、道床裂缝等。

轨检主机22包括第二数据接收模块221、第二数据存储分析模块222、第二解析模块223和第二数据发送模块224。第二数据接收模块221用于接收轨道检测模块21采集的轨道检测数据，该数据包括图像和几何参数。第二数据存储分析模块222用于分析数据所属类别，并按所属类别存储数据，便于后续对数据进行管理。第二解析模块223用于接收大数据中心200发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别，第二数据发送模块224用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至大数据中心200。

参照图1、图6和图7所示，隧道检测单元3包括隧道检测模块31和与隧道检测模块31通信连接的隧检主机32。隧道检测模块31包括隧道测量装置311和隧道巡检装置312。

隧道测量装置311用于实时测量计算隧道的轮廓，并将轮廓数据传输至隧检主机32进行分析、分类存储。当隧道某个位置出现异常缺陷时，隧检主机32自动将发生异常时刻的三维轮廓数据打包至缺陷文件，并上传至大数据中心200。

隧道测量装置311包括限界3D组件（图未示）和限界雷达组件（图未示），二者分别安装在列车的两车头位置。限界3D组件用于对隧道的限界进行实时测量计算，限界3D组件包括多个限界相机组件，每个限界相机组件由一个激光器（图未示）和一个线阵相机（图未示）构成，以采集隧道的图像数据。激光器发出的激光扇面跟相机呈现一定的倾斜角度，利用激光三角成像原理来实现隧道轮廓（深度信息）的测量计算。

限界雷达组件包括多个激光雷达，隧检主机32用于接收来自激光雷达的三维点云数据，从而对隧道轮廓进行测量计算并存储。在本实施例中，激光雷达数量为两个，每个激光雷达扫描范围为190度，两个雷达各自负责半个隧道轮廓区域。

隧道巡检装置312用于对隧道轮廓进行高清图像采集抓拍。隧道巡检装置312由大数据中心200控制启闭。工作时，开启拍摄任务，隧检主机32用于对原始图片数据进行采集、存储、分析，智能识别隧道缺陷，当隧道某个位置出现缺陷时，隧检主机32自动将发生异常时刻的图像数据上传至大数据中心200。缺陷具体为隧道漏水、掉块、脱落、错台等。

隧道巡检装置312采用高清相机，数据量较大，且没必要随着电客车的运行时时刻刻进行隧道的高清图像采集抓拍。因此，隧道巡检装置312是否工作将取决于地铁公司是否通过大数据中心200下发开始拍摄的任务指令。

隧检主机32包括第三数据接收模块321、第三数据存储分析模块322、第三解析模块323和第三数据发送模块324。第三数据接收模块321用于接收隧道检测模块31采集的隧道检测数据，该数据包括图像和几何参数。第三数据存储分析模块322用于分析数据所属类别，并按所属类别存储数据，便于后续对数据进行管理。第三解析模块323用于接收大数据中心200发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别，第三数据发送模块324用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至大数据中心200。

车载终端还包括定位单元4，定位单元4与检测主机通信连接，以将位置数据发送至检测主机以及通过检测主机将位置数据传输至大数据中心200。数据存储分析模块可根据定位单元4的位置数据对存储的检测数据进行位置标记。定位单元4可采用RFID和/或多普勒雷达和/或公里标识别对车辆当前所在的位置进行检测定位。

此外，本发明还涉及一种可主动检测的网轨隧综合检测方法，包括以下步骤：

S1、车载终端接收检测数据。

S2、车载终端分析数据所属类别，并按所属类别存储数据。

S3、创建主动检测任务，大数据中心200发出调用指令，车载终端解析调用指令中的数据类别。调用指令中记载了所需要调用的数据，本领域技术人员可以采用现有技术中的解析方法，解析出调用指令中的数据类别。在调取过程中，用户向大数据中心200提供车号、检测位置、时间点、行驶位置，检测位置具体为弓网和/或轨道和/或隧道的检测位置，行驶位置具体为杆号和/或公里标等，以向车载终端发出具体指令，以实现数据的精确调取。

S4、发送与调用指令中的数据类别对应的数据至大数据中心200。

S5、大数据中心200对获取到的主动检测数据进行展示和播放。大数据中心200能够根据需要为一些缺陷提供更多的前后数据，例如弓网、轨道和隧道的几何参数曲线以及图像对比图，以辅助用户进行缺陷分析，提高缺陷分析精度；用户可通过大数据中心200，查看经过关注的缺陷位置的远程图像，实现缺陷的持续跟踪，及时作出有效分析和判断，避免现场跟踪缺陷的繁琐；此外，用户可在大数据中心200进行操作，以根据需要远程关注定点位置处的检测和/或监测数据，以分析判断定点位置有无异常。

综上所述，本发明采取主动检测方式，能够根据需要为一些缺陷提供更多的前后数据来辅助缺陷分析；同时，能够为关注的缺陷提供远程持续跟踪、远程定点检测和复核缺陷，用户可通过大数据中心，查看经过关注的缺陷位置的远程图像，以分析缺陷，避免现场观察的繁琐。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可主动检测的网轨隧综合检测系统，包括安装于列车上的车载终端和位于地面的大数据中心（200），其特征在于：所述车载终端包括至少一个检测单元，所述检测单元包括：

检测模块，用于采集检测和/或监测数据；

检测主机，其包括数据接收模块、数据存储分析模块、解析模块和数据发送模块；

其中，所述数据接收模块接收所述检测模块采集的数据；所述数据存储分析模块分析检测和/或监测数据及其所属类别，并按所属类别存储数据；所述解析模块接收所述大数据中心（200）发出的调用指令，并解析调用指令中的数据类别；所述数据发送模块用于将与调用指令数据类别对应的数据发送至所述大数据中心（200）。

2.如权利要求1所述的可主动检测的网轨隧综合检测系统，其特征在于：所述车载终端包括弓网检测单元（1），所述弓网检测单元（1）包括弓网检测模块（11）和与其通信连接的网检主机（12），所述弓网检测模块（11）包括弓网测量装置（111）和弓网巡检装置（112）。

3.如权利要求1所述的可主动检测的网轨隧综合检测系统，其特征在于：所述车载终端包括轨道检测单元（2），所述轨道检测单元（2）包括轨道检测模块（21）和与其通信连接的轨检主机（22），所述轨道检测模块（21）包括轨道测量装置（211）和轨道巡检装置（212）。

4.如权利要求1所述的可主动检测的网轨隧综合检测系统，其特征在于：所述车载终端包括隧道检测单元（3），所述隧道检测单元（3）包括隧道检测模块（31）和与其通信连接的隧检主机（32），所述隧道检测模块（31）包括隧道测量装置（311）和隧道巡检装置（312）。

5.如权利要求1所述的可主动检测的网轨隧综合检测系统，其特征在于：所述车载终端还包括采集列车位置数据的定位单元（4），所述定位单元（4）与所述检测主机通信连接。

6.一种可主动检测网轨隧的方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、车载终端接收检测数据；

S2、所述车载终端分析数据所属类别，并按所属类别存储数据；

S3、创建主动检测任务，大数据中心（200）发出调用指令；

S4、所述车载终端发送与调用指令中的数据类别对应的数据至所述大数据中心（200）。

7.如权利要求6所述的可主动检测网轨隧的方法，其特征在于：其还包括以下步骤：

S5、所述大数据中心（200）对获取到的主动检测数据进行展示和播放。

8.如权利要求6所述的可主动检测网轨隧的方法，其特征在于：所述车载终端在数据存储过程中，对数据打上列车行驶时间和位置标记。

9.如权利要求6所述的可主动检测网轨隧的方法，其特征在于：数据调取过程中，向所述大数据中心（200）提供列车车号、检测位置、时间点、行驶位置，以向所述车载终端发出具体指令。

10.如权利要求6所述的可主动检测网轨隧的方法，其特征在于：所述检测数据包括图像和几何参数。

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