CN114659558A - 一种弓网关系检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种弓网关系检测方法,包括接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法,所述的弓网关系检测方法所应用涉及到硬件设备主要包括信息交互系统,车载检测设备,弓网检测设备,通信处理设备,检测处理终端和远程监控管理中心,所述的车载检测设备上设置有车载无线网络系统。本发明每个子系统既可独立工作并能对信息进行汇总整合处理,通过智能检测方式,自动识别各类故障问题,定位其缺陷位置,生成故障报告,指导设备的正常运维,提高硬点计算精度的作用;通过5G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,反馈检测数据至相关部门,便于问题的及时处理利用远程监控操作。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通技术领域,尤其涉及一种弓网关系检测方法。
背景技术
弓网关系测试即弓网关系检测,是一种科学、合理的新型技术,可以有效提高接触网的检修效率,及时发现设备缺陷。而弓网关系检测设备的运用更需要坚持技术管理与效益管理相结合的思路,需要机电、车辆、安全等部门的紧密配合,只有正确使用弓网关系检测设备,才能确保电力机车的安全运营,进而确保乘客的人身安全。
电力机车受电弓和输电接触网良好的耦合特性是电力机车正常受流的保证。所谓弓网关系是指受电弓和接触网之间的耦合动态性能,由受电弓、接触网本身的性能决定。
地铁接触网的检修主要采用传统的人工巡查及作业车车载式测试两种方式。前者需要大量的人力、时间,作业效率低;后者需在作业效率上由显著提高,但只能在运营车停运后进行测试,不能及时发现可能存在的安全隐患,同时作业车与运营车在设计上存在一定得差别,因而不能真实、准确地反应运营车运营过程中的弓网关系。因此,必须要一种科学、合理的测试技术,确保电力机车的安全运营,进而确保乘客的人身安全。
弓网关系测试手段主要采用弓网参数动态测试装置来实现。通过在接触网综合测试车、运营电客车、接触网作业车等车辆上安装参数测试设备,实时对弓网参数进行实时动态测试,并能对测试结果进行分析报表,评估接触网状态。
测试系统主要由接触网几何参数测试子系统、弓网关系测试子系统组成,弓网关系测试子系统含弓网加速度测试及弓网燃弧测试。接触网几何参数测试子系统、弓网关系测试子系统通过通过车载无线网络系统实现与远程监控管理中心进行数据交互。信息交互系统由中央数据处理单元、车载局域网及远程无线网络组成,车载局域网采用统一的千兆以太网传输模式。
各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据融合并实现数据共享,并可通过3G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,及时反馈测试数据至相关部门,便于问题的及时处理。
另外,中国专利公开号为CN113916293A,发明创造名称为一种电动列车接触网悬挂状态及弓网关系检测系统,包括主系统,所述主系统包括有悬挂状态检测系统与弓网关系检测系统,所述悬挂状态检测系统由腕臂阵列检测系统、吊弦识别检测系统、隧道内吊柱检测功能、接触网几何参数测量功能与接触网磨耗测量功能。
但是现有的弓网关系检测方法还存在着效率较低,人为分析劳动量较大和存在较大误差的问题。
由鉴于此,发明一种弓网关系检测方法是非常必要的。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种弓网关系检测方法,以解决现有的弓网关系检测效率较低,人为分析劳动量较大和存在较大误差的问题。
一种弓网关系检测方法,包括接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法,所述的弓网关系检测方法所应用涉及到硬件设备主要包括信息交互系统,车载检测设备,弓网检测设备,通信处理设备,检测处理终端和远程监控管理中心,所述的车载检测设备上设置有车载无线网络系统,所述的车载无线网络系统与远程监控管理中心进行数据交互;所述的信息交互系统由中央数据处理单元、车载局域网及远程无线网络组成,所述的车载局域网采用统一的千兆以太网传输模式;所述的接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法对应设置有接触网几何参数检测系统,弓网接触力及硬点的检测系统和弓网燃弧检测系统组成为子系统。
优选的,所述的接触网几何参数检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:接触网几何空间状态视觉信息捕捉;
步骤二:接触网视觉信息的数字图像处理;
步骤三:接触网的综合定位;
步骤四:接触网的数据处理评估;
步骤五:综合质量评定及故障信息反馈。
优选的,在上述步骤一和步骤二中,所述的接触网几何空间状态视觉信息捕捉采用最新机器视觉技术,结合数字图像处理技术、基于接触网特征点的综合定位技术、数据融合与挖掘技术、专家评估技术等先进技术,实现地铁刚柔性接触网几何参数高精度、实时检测,综合质量评定及故障诊断。
优选的,在接触网几何参数检测方法中涉及的硬件模块包括主要由视觉测量模块、车内数据采集与处理模块、车底运动补偿模块三部分组成。通过线性CCD摄像机,对接触网几何空间状态进行实时、动态数据采集并将采集数据转换为灰度值图像信息,进而通过千兆以太网传输至数据处理系统,进行数据分析、处理。
优选的,所述的弓网接触力及硬点的检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:称重传感器的信息反馈;
步骤二:加速度传感器的信息反馈;
步骤三:反馈信息的处理;
步骤四:弓网接触力及硬点的检测信息反馈。
优选的,所述的弓网接触力及硬点的检测方法主要通过在受电弓上安装有称重传感器、加速度传感器来实现;在受电弓滑条的四个支撑点分别安装称重传感器,可以测量受电弓滑板和支撑点之间的相互作用力;在两根滑条下方各安装测量滑条前后和上下方向的运动加速度的加速度传感器,测量滑条的上下振动和前后冲击;由于电客车在高速度运行中,车体本身会产生的一定的振动和冲击,因此还在受电弓底座上安装测量前后和上下方向的加速度传感器,以便于在计算弓网作用造成的振动和冲击时滤去车体本身运动的影响。
优选的,所述的弓网燃弧检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:弓网燃弧的紫外光特征量的采集;
步骤二:弓网运行状态的全程实时监控;
步骤三:受电弓相对于接触网的偏移量的检测;
步骤四:检测信号的处理转换;
步骤五:列车辅助电气量的测量;
步骤六:检测结果的处理反馈。
优选的,在上述步骤一中,所述的弓网燃弧的紫外光特征量的采集的基本原理是检测弓网燃弧紫外特征光的方法来实现,通过光学采集系统采集弓网燃弧的紫外光特征量。
优选的,在上述步骤二中,采用高清工业摄像机实现对弓网运行状态的全程实时监控,同时记录存储弓网接触点以及受电弓弓头、绝缘部件、线夹以及关键零部件等区域的高清图像。
优选的,在上述步骤三中,所述的受电弓相对于接触网的偏移量的检测基于高清图像分析受电弓相对于接触网的偏移量。
优选的,在上述步骤四中,所述的检测信号的处理转换利用光纤将燃弧光信号传输至紫外光电传感系统,通过紫外光电传感器将光信号转换成电信号送入数据处理系统。
优选的,在上述步骤五中,利用相应的传感模块同步测量列车辅助电气量,并通过电缆将信号传输至数据处理系统。最后,经过数据处理系统进行数据预处理和综合处理后,通过无线方式将检测结果发送至终端。
优选的,所述的各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据融合并实现数据共享,并可通过5G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,及时反馈检测数据至相关部门,便于问题的及时处理。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据融合并实现数据共享,并可通过5G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,及时反馈检测数据至相关部门,便于问题的及时处理,操作信息准确,利用远程监控操作;
每个子系统既可独立工作并能对信息进行汇总整合处理,通过智能检测方式,自动识别各类故障问题,定位其缺陷位置,生成故障报告,指导设备的正常运维,提高硬点计算精度的作用。
弓网关系是一个复杂系统,包含了空气动力、机械振动、电气传导等多种学科知识。从检测手段来看,我们关注的弓网关系主要有弓网几何参数和受流质量。弓网几何参数主要指在列车运行过程中,受电弓滑板在接触网上滑动,两者之间存在一定的相对位置关系,主要有拉出值、导线高度、一跨内高差等。
良好的弓网几何关系不仅可以保证接触导线在受电弓碳滑板安全范围内均匀的过渡,也能保证受电弓在垂直方向的振动较小,受电弓滑板能克服这些影响并仍然保持与接触线的良好接触。如果拉出值较小,则使得受电弓局部磨耗较大,而拉出值较大,则会造成接触线脱弓发生弓网事故,影响运行安全。
导高和高差不正常也会造成受电弓跟随性不好、导线局部磨耗过大、影响受流质量等等。而受流质量主要包含弓网接触力、弓头水平及垂直加速度(冲击和硬点)、燃弧等。良好的受流质量不仅可以保证电客车正常取流,也可以避免受电弓和接触线产生强烈的冲击或者拉弧烧伤,有效延长弓头和线索的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的一种弓网关系检测方法的框架示意图。
图2是本发明的所涉及到硬件设备示意图。
图3是本发明的接触网几何参数检测方法的流程示意图。
图4是本发明的弓网接触力及硬点的检测方法的流程示意图。
图5是本发明的弓网燃弧检测方法的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述:
实施例:
如附图1至附图2所示,本发明提供一种弓网关系检测方法,包括接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法,所述的弓网关系检测方法所应用涉及到硬件设备主要包括信息交互系统,车载检测设备,弓网检测设备,通信处理设备,检测处理终端和远程监控管理中心,所述的车载检测设备上设置有车载无线网络系统,所述的车载无线网络系统与远程监控管理中心进行数据交互;所述的信息交互系统由中央数据处理单元、车载局域网及远程无线网络组成,所述的车载局域网采用统一的千兆以太网传输模式;所述的接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法对应设置有接触网几何参数检测系统,弓网接触力及硬点的检测系统和弓网燃弧检测系统组成为子系统。
如附图3所示,上述实施方案中,具体的,所述的接触网几何参数检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:接触网几何空间状态视觉信息捕捉;
步骤二:接触网视觉信息的数字图像处理;
步骤三:接触网的综合定位;
步骤四:接触网的数据处理评估;
步骤五:综合质量评定及故障信息反馈。
上述实施方案中,具体的,在上述S101和S102中,所述的接触网几何空间状态视觉信息捕捉采用最新机器视觉技术,结合数字图像处理技术、基于接触网特征点的综合定位技术、数据融合与挖掘技术、专家评估技术等先进技术,实现地铁刚柔性接触网几何参数高精度、实时检测,综合质量评定及故障诊断。
上述实施方案中,具体的,在接触网几何参数检测方法中涉及的硬件模块包括主要由视觉测量模块、车内数据采集与处理模块、车底运动补偿模块三部分组成。通过线性CCD摄像机,对接触网几何空间状态进行实时、动态数据采集并将采集数据转换为灰度值图像信息,进而通过千兆以太网传输至数据处理系统,进行数据分析、处理。
如附图4所示,上述实施方案中,具体的,所述的弓网接触力及硬点的检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:称重传感器的信息反馈;
步骤二:加速度传感器的信息反馈;
步骤三:反馈信息的处理;
步骤四:弓网接触力及硬点的检测信息反馈。
上述实施方案中,具体的,所述的弓网接触力及硬点的检测方法主要通过在受电弓上安装有称重传感器、加速度传感器来实现;在受电弓滑条的四个支撑点分别安装称重传感器,可以测量受电弓滑板和支撑点之间的相互作用力;在两根滑条下方各安装测量滑条前后和上下方向的运动加速度的加速度传感器,测量滑条的上下振动和前后冲击;由于电客车在高速度运行中,车体本身会产生的一定的振动和冲击,因此还在受电弓底座上安装测量前后和上下方向的加速度传感器,以便于在计算弓网作用造成的振动和冲击时滤去车体本身运动的影响。
如附图5所示,上述实施方案中,具体的,所述的弓网燃弧检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:弓网燃弧的紫外光特征量的采集;
步骤二:弓网运行状态的全程实时监控;
步骤三:受电弓相对于接触网的偏移量的检测;
步骤四:检测信号的处理转换;
步骤五:列车辅助电气量的测量;
步骤六:检测结果的处理反馈。
上述实施方案中,具体的,在上述S301中,所述的弓网燃弧的紫外光特征量的采集的基本原理是检测弓网燃弧紫外特征光的方法来实现,通过光学采集系统采集弓网燃弧的紫外光特征量。
上述实施方案中,具体的,在上述S302中,采用高清工业摄像机实现对弓网运行状态的全程实时监控,同时记录存储弓网接触点以及受电弓弓头、绝缘部件、线夹以及关键零部件等区域的高清图像。
上述实施方案中,具体的,在上述S303中,所述的受电弓相对于接触网的偏移量的检测基于高清图像分析受电弓相对于接触网的偏移量。
上述实施方案中,具体的,在上述S304中,所述的检测信号的处理转换利用光纤将燃弧光信号传输至紫外光电传感系统,通过紫外光电传感器将光信号转换成电信号送入数据处理系统。
上述实施方案中,具体的,在上述S305中,利用相应的传感模块同步测量列车辅助电气量,并通过电缆将信号传输至数据处理系统。最后,经过数据处理系统进行数据预处理和综合处理后,通过无线方式将检测结果发送至终端。
上述实施方案中,具体的,所述的各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据融合并实现数据共享,并可通过5G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,及时反馈检测数据至相关部门,便于问题的及时处理。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种弓网关系检测方法,其特征在于,该弓网关系检测方法,包括接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法,所述的弓网关系检测方法所应用涉及到硬件设备主要包括信息交互系统,车载检测设备,弓网检测设备,通信处理设备,检测处理终端和远程监控管理中心,所述的车载检测设备上设置有车载无线网络系统,所述的车载无线网络系统与远程监控管理中心进行数据交互;所述的信息交互系统由中央数据处理单元、车载局域网及远程无线网络组成,所述的车载局域网采用统一的千兆以太网传输模式;所述的接触网几何参数检测方法,弓网接触力及硬点的检测方法和弓网燃弧检测方法对应设置有接触网几何参数检测系统,弓网接触力及硬点的检测系统和弓网燃弧检测系统组成为子系统。
2.如权利要求1所述的弓网关系检测方法,其特征在于,所述的接触网几何参数检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:接触网几何空间状态视觉信息捕捉;
步骤二:接触网视觉信息的数字图像处理;
步骤三:接触网的综合定位;
步骤四:接触网的数据处理评估;
步骤五:综合质量评定及故障信息反馈。
3.如权利要求2所述的接触网几何参数检测方法,其特征在于,在上述步骤一和步骤二中,所述的接触网几何空间状态视觉信息捕捉采用最新机器视觉技术,结合数字图像处理技术、基于接触网特征点的综合定位技术、数据融合与挖掘技术、专家评估技术等先进技术,实现地铁刚柔性接触网几何参数高精度、实时检测,综合质量评定及故障诊断。
4.如权利要求1所述的弓网关系检测方法,其特征在于,所述的弓网接触力及硬点的检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:称重传感器的信息反馈;
步骤二:加速度传感器的信息反馈;
步骤三:反馈信息的处理;
步骤四:弓网接触力及硬点的检测信息反馈。
5.如权利要求1所述的弓网关系检测方法,其特征在于,所述的弓网燃弧检测方法,具体包括以下步骤:
步骤一:弓网燃弧的紫外光特征量的采集;
步骤二:弓网运行状态的全程实时监控;
步骤三:受电弓相对于接触网的偏移量的检测;
步骤四:检测信号的处理转换;
步骤五:列车辅助电气量的测量;
步骤六:检测结果的处理反馈。
6.如权利要求5所述的弓网燃弧检测方法,其特征在于,在上述步骤一中,所述的弓网燃弧的紫外光特征量的采集的基本原理是检测弓网燃弧紫外特征光的方法来实现,通过光学采集系统采集弓网燃弧的紫外光特征量。
7.如权利要求5所述的弓网燃弧检测方法,其特征在于,在上述步骤二中,采用高清工业摄像机实现对弓网运行状态的全程实时监控,同时记录存储弓网接触点以及受电弓弓头、绝缘部件、线夹以及关键零部件等区域的高清图像。
8.如权利要求5所述的弓网燃弧检测方法,其特征在于,在上述步骤三中,所述的受电弓相对于接触网的偏移量的检测基于高清图像分析受电弓相对于接触网的偏移量。
9.如权利要求5所述的弓网燃弧检测方法,其特征在于,在上述步骤四中,所述的检测信号的处理转换利用光纤将燃弧光信号传输至紫外光电传感系统,通过紫外光电传感器将光信号转换成电信号送入数据处理系统。
10.如权利要求1所述的弓网关系检测方法,其特征在于,所述的各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据融合并实现数据共享,并可通过5G网络与远程监控中心实现数据交互,实现远程监控及数据管理,及时反馈检测数据至相关部门,便于问题的及时处理。
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2022
- 2022-03-18 CN CN202210270823.0A patent/CN114659558A/zh active Pending
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