CN117804358A - 一种轮轨制式空运检测系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种轮轨制式空运检测系统，包括：电机气隙检测系统、数据处理器以及报警模块；电机气隙检测系统包括至少一个车载气隙检测模块和至少一个轨道气隙检测模块；车载气隙检测模块设置于车辆，轨道气隙检测模块设置于车辆经过的轨道；至少一个车载气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第一气隙值；至少一个轨道气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第二气隙值；数据处理器用于根据第一气隙值和第二气隙值确定各个直线电机的目标气隙值；报警模块用于在目标气隙值中存在至少一个目标气隙值超出预设气隙范围时，输出第一告警提示。通过该轮轨制式空运检测系统，可准确检测空中轨道运输模式下的车辆的直线电机的气隙值。

Description

一种轮轨制式空运检测系统

技术领域

本申请涉及空中轨道领域，特别是涉及一种轮轨制式空运检测系统。

背景技术

目前，对于大风天气或线路落差大的运输环境，一种空中轨道运输模式正被大力推广，这种运输模式采用空中轨道，利用智能运控技术实现无人自动化运输模式，具有占地面积小、独立路权、自动化程度高、人工成本低等储多优点。然而，这种空中轨道运输模式还未得到大面积的应用，相关技术中还没有针对这种运输模式下的车辆的安全检测方法，尤其是缺乏针对这种运输模式下的车辆的气隙检测方法。

发明内容

本申请实施例提供了一种轮轨制式空运检测系统，可准确检测空中轨道运输模式下的车辆的直线电机的气隙值。

第一方面，本申请提供了一种轮轨制式空运检测系统，包括：包括：电机气隙检测系统、数据处理器以及报警模块；所述电机气隙检测系统包括至少一个车载气隙检测模块和至少一个轨道气隙检测模块；所述车载气隙检测模块设置于车辆，所述轨道气隙检测模块设置于所述车辆经过的轨道；

所述至少一个车载气隙检测模块用于获取所述车辆上至少一个直线电机的第一气隙值；

所述至少一个轨道气隙检测模块用于获取所述车辆上所述至少一个直线电机的第二气隙值；

所述数据处理器用于根据所述第一气隙值和所述第二气隙值确定各个所述直线电机的目标气隙值；

所述报警模块用于在所述目标气隙值中存在至少一个目标气隙值超出预设气隙范围时，输出第一告警提示。

可选地，所述车载气隙检测模块包括激光传感器、光学镜头以及图像传感器；

所述激光传感器用于对各个所述直线电机进行激光扫描，得到扫描结果；以及，在确定各个所述直线电机与对应的感应板处于同一平面且各个所述直线电机处于同一平面时，向所述感应板发射光线；

所述数据处理器还用于根据所述扫描结果确定各个所述直线电机是否与对应的感应板处于同一平面且各个所述直线电机是否处于同一平面；

所述光学镜头用于对所述感应板上的反射光线进行汇聚；

所述图像传感器用于根据所述光学镜头汇聚的光束获得所述直线电机的第一气隙值。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括走行部检测系统，所述走行部检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述走行部检测系统用于获取所述车辆的走行部的平面图像和/或三维图像；

所述数据处理器用于对所述平面图像和/或三维图像进行分析，以确定所述走行部的部件是否存在异常。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括轮对检测系统，所述轮对检测系统设置于所述车辆经过的轨道，所述轮对检测系统包括轮对尺寸检测模块和轮对踏面检测模块；

所述轮对尺寸检测模块用于获取所述车辆的轮对外形尺寸信息；

所述轮对踏面检测模块用于获取所述车辆的踏面的表面状态；

所述数据处理器还用于对所述轮对外形尺寸信息和所述踏面的表面状态进行分析，以确定所述车辆的轮对是否存在异常。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括受电靴安全监测系统；所述受电靴安全监测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述受电靴安全监测系统用于获取所述车辆的受电靴碳滑板的图像信息；

所述数据处理器还用于对所述受电靴碳滑板的图像信息进行分析，以确定所述受电靴碳滑板的磨耗程度；

所述报警模块还用于在所述磨耗程度大于预设磨耗程度时，输出第二告警提示。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括温度检测系统；所述温度检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述温度检测系统用于采集所述车辆的目标部位的红外热成像图，所述目标部位至少包括以下任意一者：走行部、电机；

所述数据处理器还用于对所述红外热成像图进行分析，以确定所述目标部位中各个部件的温度值；

所述报警模块还用于在各个所述温度值中存在至少一个所述温度值超出预设温度范围时，输出第三告警提示。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括全景视频检测系统，所述全景视频检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述全景视频检测系统用于采集所述车辆的全车图像信息；

所述数据处理器还用于对所述全车图像信息进行分析，以确定所述车辆的部件是否存在异常。

可选地，所述轮轨制式空运检测系统还包括车载PHM系统；

所述车载PHM系统用于采集所述车辆的运行信息和轨道信息，对所述运行信息和所述轨道信息进行管理以及将所述运行信息和所述轨道信息传输至地面设备。

可选地，所述扫描结果至少包括所述直线电机的底面距预设轨面的高度数值和所述直线电机的底面沿电机长度方向的轮廓曲线。

可选地，所述受电靴安全监测系统包括多个视觉检测模组，所述多个视觉检测模组设置于所述车辆经过的轨道的线路钢结构构架上，所述受电靴安全监测系统通过所述多个视觉检测模组获取所述车辆的受电靴碳滑板的图像信息。

本申请提供了一种轮轨制式空运检测系统，包括：电机气隙检测系统、数据处理器以及报警模块；电机气隙检测系统包括至少一个车载气隙检测模块和至少一个轨道气隙检测模块；车载气隙检测模块设置于车辆，轨道气隙检测模块设置于车辆经过的轨道；至少一个车载气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第一气隙值；至少一个轨道气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第二气隙值；数据处理器用于根据第一气隙值和第二气隙值确定各个直线电机的目标气隙值；报警模块用于在目标气隙值中存在至少一个目标气隙值超出预设气隙范围时，输出第一告警提示。本申请的轮轨制式空运检测系统一方面通过车载气隙检测模块获得车辆上直线电机的气隙值，另一方面通过轨道气隙检测模块获得车辆上直线电机的气隙值，最后综合分析两种气隙值来确定出每个直线电机最终的目标气隙值，从而实现准确检测空中轨道运输模式下的车辆的直线电机的气隙值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例示出的一种轮轨制式空运检测系统的示意图；

图2是本申请一实施例示出的一种气隙检测原理示意图；

图3是本申请一实施例示出的另一种轮轨制式空运检测系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种轮轨制式空运检测系统，具体应用于检测下开口箱梁悬挂式空轨。下开口箱梁悬挂式空轨对应的运输模式为：采用空中轨道，利用智能运控技术实现无人自动化运输，也即：车辆长期悬挂于线路上，采用全天候不整体回库模式，没有日检、周检、半月检、月检等车辆定期人工检测检修模式，因此在车辆不下线、没有人工检查的基础上，需要通过一种智能化的安全检测方法在不停车的情况下对车辆各部分的运行状况进行检测。然而，由于目前国内并没有铁路轮轨制式空轨，也没有采用直线电机的空轨，因此，相关技术中并没有完善的针对采用直线电机的铁路轮轨制式空轨的检测方法。

本申请主要针对采用直线电机的铁路轮轨制式空轨中的下开口箱梁铁路轮轨制式空轨这一类型，提供了准确检测气隙值的方法，并进一步提供了一种完善的安全检测方法，以实现对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨的运行过程的安全检测。

在本申请各个实施例中，空轨是指空中轨道列车。图1是本申请一实施例示出的一种轮轨制式空运检测系统的示意图。参照图1，本申请的轮轨制式空运检测系统可以包括：电机气隙检测系统、数据处理器以及报警模块。其中，电机气隙检测系统包括至少一个车载气隙检测模块和至少一个轨道气隙检测模块。车载气隙检测模块设置于车辆，轨道气隙检测模块设置于车辆经过的轨道。

其中，至少一个车载气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第一气隙值。至少一个轨道气隙检测模块用于获取车辆上至少一个直线电机的第二气隙值。数据处理器用于根据第一气隙值和第二气隙值确定各个直线电机的目标气隙值。报警模块用于在目标气隙值中存在至少一个目标气隙值超出预设气隙范围时，输出第一告警提示。

在本实施例中，车辆主要是下开口箱梁铁路轮轨制式空轨。车辆上设置有至少有一个直线电机(下开口箱梁悬挂式空轨一般会设置不少于2个直线电机)。

在本申请的各个实施例中，轮轨制式空运检测系统内的各种设备包括车载设备和轨旁设备，车载设备安装于车辆上，轨旁设备安装于轨道上、轨道旁边或者安装于其它根据实际需求设定的位置。其中，车载设备主要包括车载气隙检测模块和车载PHM系统(将在后文陈述)，除此以外，如未特别说明，轮轨制式空运检测系统内的其他设备均是指轨旁设备。

在本申请的各个实施例中，所提及的“轨道”的范围包括：车辆经过时的实际路径范围(轨道上)和距离实际路径在预设距离(根据实际需求设置)内的范围(轨道旁边)。本申请实施例全文中提及的“车辆经过的轨道”中的轨道均是指上述含义。

在本实施例种，直线电机的气隙是指直线电机的电机定子和转子之间的空隙。

其中，车载气隙检测模块安装于车辆，可用于检测直线电机的气隙值，轨道气隙检测模块设置于车辆经过的轨道，也可用于检测直线电机的气隙值。在实际实施过程中，车载气隙检测模块和轨道气隙检测模块既可以单独使用来实现直线电机的气隙的检测，也可以结合使用以使得检测得到的气隙值更加准确。

在本实施例中，同一车辆上的车载气隙检测模块的数量与直线电机的数量相同，一个车载气隙检测模块用于唯一检测一个直线电机的气隙值。轨道气隙检测模块的数量可以是一个或多个，如果是一个，在车辆经过时，该轨道气隙检测模块依次检测经过的各个直线电机的气隙值，如果是多个，在车辆经过时，每一个轨道气隙检测模块都要依次检测经过的各个直线电机的气隙值，从而可以提升检测的精度。

在本实施例中，结合使用车载气隙检测模块和轨道气隙检测模块，对于每一个直线电机，通过车载气隙检测模块获得第一气隙值，通过轨道气隙检测模块获得第二气隙值，再采用预设算法综合分析第一气隙值和第二气隙值，得到直线电机的最终气隙值，即目标气隙值。示例地，车辆上安装有直线电机1和直线电机2，首先使用直线电机1对应的车载气隙检测模块检测得到直线电机1的气隙值1，使用直线电机2对应的车载气隙检测模块检测得到直线电机2的气隙值2。假设车辆经过的轨道只有一个轨道气隙检测模块，在车辆经过该轨道气隙检测模块时，轨道气隙检测模块依次检测出直线电机1的气隙值3，和直线电机2的气隙值4。最后，数据处理器采用预设算法对气隙值1和气隙值3进行分析，得到直线电机1的目标气隙值1，采用预设算法对气隙值2和气隙值4进行分析，得到直线电机2的目标气隙值2。接着，数据处理器判断目标气隙值1和目标气隙值2中是否存在超出预设气隙范围的目标气隙值，如果存在至少一个超出预设气隙范围的目标气隙值，控制报警模块输出第一告警提示。其中，预设算法可以根据实际需求设置，预设气隙范围是预先标定的范围。

其中，控制报警模块输出第一告警提示具体是指控制报警模块向车辆的运营监控端(即运营工作人员使用的终端设备)输出第一告警提示，如此，运营工作人员可分析第一告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。

在本实施例中，在轨道安装轨道气隙检测模块时，可以根据实际需求设置在轨道的任意位置。在车辆上安装车载气隙检测模块时，可以按照有利于检测气隙值的方式安装在车辆的任意位置。本实施例对轨道气隙检测模块和车载气隙检测模块的具体安装位置不作限制。

本实施例中提供的轮轨制式空运检测系统，一方面通过车载气隙检测模块获得车辆上直线电机的气隙值，另一方面通过轨道气隙检测模块获得车辆上直线电机的气隙值，最后综合分析两种气隙值来确定出每个直线电机最终的目标气隙值，可显著提升直线电机的气隙检测的准确度。这种气隙检测方式在应用于下开口箱梁悬挂式空轨的直线电机的气隙检测时，提升检测精度的效果尤为明显。

结合以上实施例，在一种实施方式中，车载气隙检测模块包括激光传感器、光学镜头以及图像传感器。其中，激光传感器用于对各个直线电机进行激光扫描，得到扫描结果；以及，在确定各个直线电机与对应的感应板处于同一平面且各个直线电机处于同一平面时，向感应板发射光线；数据处理器还用于根据扫描结果确定各个直线电机是否与对应的感应板处于同一平面且各个直线电机是否处于同一平面；光学镜头用于对感应板上的反射光线进行汇聚；图像传感器用于根据光学镜头汇聚的光束获得直线电机的第一气隙值。

在本实施例中，轨道气隙检测模块的内部结构和工作原理和车载气隙检测模块相同，两者唯一的区别是安装位置不同。故在此仅对车载气隙检测模块的结构和工作原理进行详细说明。

图2是本申请一实施例示出的一种气隙检测原理示意图。在图2中，中间黑色的小方块表示感应板，被测距离表示气隙值。参照图2，本实施例中实现气隙检测的过程包括如下步骤：

步骤S1：激光传感器对各个直线电机进行激光扫描，得到扫描结果；

步骤S2：数据处理器对每个直线电机的扫描结果进行分析，确定每个直线电机是否与对应的感应板处于同一平面，以及各个直线电机处于同一平面；如果确定各个直线电机与对应的感应板处于同一平面且各个直线电机处于同一平面，进入步骤S3；

步骤S3：激光传感器向感应板发射光线；

步骤S4：光学镜头对感应板上的反射光线进行汇聚，汇聚的光点会到达图像传感器内部的CCD(charge-coupled device)电荷耦合器(又称感光耦合组件，是一种集成电路，上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将视频转变成数字信号)的线性阵列；

步骤S5：由于光点在线性阵列中的位置根据激光传感器与感应板被测表面的距离按比例改变，图像传感器可识别出光点的具体位置并进一步确定出被测距离(即气隙值)。

同理，轨道气隙检测模块也可通过上述步骤S1-步骤S5实现气隙值的检测。

在本实施例中，在气隙检测模块(车载气隙检测模块或轨道气隙检测模块)中设置激光传感器、光学镜头以及图像传感器，可以准确检测出直线电机的气隙值。

结合以上实施例，在一种实施方式中，数据处理器可以采用数字信号处理器DSP，从而实现数据的高效处理。数据处理器还可以自动控制激光能量和CCD阵列的曝光时间，以便于更好的检测气隙值。气隙检测模块可检测的感应板的表面的类型可以是多种，包括：光亮的金属、黑色的橡胶、粗糙的油漆面等，本实施例对此不作具体限制。

在本申请实施例中，电机气隙检测系统可以自动补偿校正设备增益和灵敏度，以适应气候和车速变化对直线电机的气隙的影响。

结合以上实施例，在一种实施方式中，扫描结果至少包括直线电机的底面距预设轨面的高度数值和直线电机的底面沿电机长度方向的轮廓曲线。

在本实施例中，激光传感器可以扫描得到每个直线电机的底面距预设轨面的高度数值和直线电机的底面沿电机长度方向的轮廓曲线，再由数据处理器按照预设的数据分析策略对这些数据进行分析，从而确定各个直线电机与对应的感应板是否处于同一平面且各个直线电机是否处于同一平面。本实施例对预设的数据分析策略不作具体限制。

其中，预设轨面是指预先检测和确定的基准面。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请的轮轨制式空运检测系统还可以包括走行部检测系统，设置于车辆经过的轨道。其中，走行部检测系统用于获取车辆的走行部的平面图像和/或三维图像；数据处理器用于对平面图像和/或三维图像进行分析，以确定走行部的部件是否存在异常。

在一种实施方式中，走行部检测系统可以安装在车辆的入段线路上，以尽早检测出走行部的部件是否存在异常。当然，走行部检测系统也可以根据实际需求安装在轨道的任意位置，本实施例对此不作具体限制。

在本实施例中，走行部检测系统具备车号识别、端位识别、来车方向检测以及通过速度检测的功能，从而能更好地锁定目标车辆，并实现对目标车辆的走行部的部件的异常检测。

在本实施例中，轮轨制式空运检测系统通过走行部检测系统可以采用如下三种方式中的任意一种方式实现走行部的部件的异常检测：

第一：获取车辆的走行部的平面图像(二维图像)，数据处理器对平面图像进行分析，确定走行部的部件是否存在异常。

第二：获取车辆的走行部的三维图像，数据处理器对三维图像进行分析，确定走行部的部件是否存在异常。

第三：获取车辆的走行部的平面图像和三维图像，数据处理器对平面图像和三维图像进行综合分析，如果平面图像和三维图像均表示存在异常，则确定走行部的部件是否存在异常。

在上述三种方式中，如果最终确定存在异常，数据处理器控制报警模块输出相应的告警提示，如此，运营工作人员可分析告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。

在本实施例中，走行部主要包括：车辆车底和车侧转向架的走行部。

其中，走行部的部件主要是指走行部的关键的可视部件，关键的可视部件可以根据实际需求预先定义，本实施例对关键的可视部件不作具体限制。

确定走行部的部件是否存在异常时，异常情况包括但不限于：部件丢失、变形、异物等。

在本实施例中，在采集二维图像时，可以采用一体化线阵图像采集技术采集。在识别是否存在关键的可视部件丢失、变形、异物等异常情况时，可以采用特征分析技术和模式识别技术实现自动识别。对于三维图像，可以采用激光扫描三维检测技术自动获取关键的可视部件的三维数据，可以采用三维重建技术实现指定部件的三维图像自动展示，以及采用三维数据分析技术判断走行部是否异常。当然，也可以采用其它图像采集技术和图像分析技术，本实施例对图像采集和图像分析过程中使用的手段不作具体限制。

在一种实施方式中，走行部检测系统中除了基本的数据采集模块(用于采集二维图像和/或三维图像)、存储模块(用于存储二维图像和/或三维图像)以及发送模块(用于将二维图像和/或三维图像发送到数据处理器)，还可以包括其它的功能模块，例如设备保护模块。设备保护模块用于实现灰尘自清洁、水雾自清洁、自诊断、远程故障诊断、安防监控系统，声光报警、监控录像、防雷、防大电流冲击、抗电磁干扰等功能。

在一种实施方式中，为了提升走行部检测系统的独立处理能力，还可以在走行部检测系统中设置单独的数据综合分析和管理模块，如此，数据采集模块在采集到二维图像和/或三维图像之后，不用将二维图像和/或三维图像发送到数据处理器处理，可直接将二维图像和/或三维图像传输给数据综合分析和管理模块，由数据综合分析和管理模块对平面图像和/或三维图像进行分析，以确定走行部的部件是否存在异常，如果存在异常，再将异常消息发送到报警模块，由报警模块输出相应的告警提示，如此，运营工作人员可分析告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。

其中，数据综合分析和管理模块还其它功能，例如结果存储、查询、统计、打印、数据联网管理、检测棚测试数据专家诊断服务、支持多种数据接口(维修设备数据传输接口、基本信息输入接口、人工反馈信息输入接口、段及铁路局信息化系统网络传输接口)等功能。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置走行部检测系统，可以实现对车辆车底和车侧转向架的走行部的关键可视部件的异常检测，尤其是针对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨，能更好地实现走行部的异常检测并保证车辆的安全运行。

结合以上实施例，在一种实施方式中，轮轨制式空运检测系统还可以包括：轮对检测系统。轮对检测系统设置于车辆经过的轨道，轮对检测系统包括轮对尺寸检测模块和轮对踏面检测模块。

其中，轮对尺寸检测模块用于获取车辆的轮对外形尺寸信息；轮对踏面检测模块用于获取车辆的踏面的表面状态；数据处理器还用于对轮对外形尺寸信息和踏面的表面状态进行分析，以确定车辆的轮对是否存在异常。

在一种实施方式中，轮对检测系统可以安装在车辆的入段线和正线上，以检测车辆的轮对是否存在异常。当然，轮对检测系统也可以根据实际需求安装在轨道的其它任意位置，本实施例对此不作具体限制。

在本实施例中，轮对检测系统具备车号识别、端位识别以及车号图像展示等功能，从而能更好地锁定目标车辆，并实现对目标车辆的轮对的异常检测。

在本实施例中，轮对外形尺寸信息包括但不限于：踏面磨耗、轮缘高度、轮缘厚度、QR值、垂直磨耗、车轮直径、轮对内侧距。踏面的表面状态包括但不限于：车轮踏面擦伤、剥离。

在本实施例中，轮对尺寸检测模块可通过图像分析技术获取车辆的轮对外形尺寸信息，轮对踏面检测模块可通过图像分析技术获取车辆的踏面的表面状态。

在本实施例中，轮对检测系统可采用多光截图像测量技术、高精度位移测量技术、光学动态成像技术和图像特征识别技术在线动态自动检测轮对外形尺寸、踏面擦伤、踏面表面缺陷等异常故障。当然，也可以采用其它的图像测量技术和图像分析技术，本实施例对轮对尺寸检测模块和轮对踏面检测模块各自采用的图像测量技术和图像分析技术不作具体限制。

在一种实施方式中，通过轮对检测系统可实现的踏面磨耗测量范围为0～15mm，踏面磨耗测量精度为±0.3mm，轮缘高度测量范围为25～40mm，轮缘高度测量精度为±0.3mm，轮缘厚度测量范围为20～40mm，轮缘厚度测量精度为±0.3mm，QR值测量范围为0～13mm，QR值测量精度为±0.6mm，轮对内侧距测量范围为1345-1365mm，轮对内侧距测量精度为±0.6mm，车轮直径测量范围为750～1300mm，车轮直径测量范围精度为±0.6mm。检测的踏面范围为整个踏面圆周表面，车轮圆周360°的踏面表面图像，踏面图像分辨率为0.6mm。

在一种实施方式中，为了提升轮对检测系统的独立处理能力，还可以在轮对尺寸检测模块中设置单独的图像智能处理模块，如此，轮对尺寸检测模块获取到车辆的轮对外形尺寸信息后，不用将轮对外形尺寸信息后发送到数据处理器处理，可直接将轮对外形尺寸信息后传输给图像智能处理模块，由图像智能处理模块对轮对外形尺寸信息进行分析，以确定轮对的外形和尺寸是否存在异常，如果存在异常，再将异常消息发送到报警模块，由报警模块输出相应的告警提示，如此，运营工作人员可分析告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。

其中，图像智能处理模块还具备数据处理、检测结果存储、查询、统计、对比、打印、超限报警显示、数据联网管理等多种功能。

在一种实施方式中，为了提升轮对检测系统的独立处理能力，还可以在轮对踏面检测模块中设置单独的踏面图像智能分析模块，如此，轮对踏面检测模块在获取到踏面的表面状态信息之后，不用将踏面的表面状态信息发送到数据处理器处理，可直接将踏面的表面状态信息传输给踏面图像智能分析模块，由踏面图像智能分析模块对踏面的表面状态信息进行分析，以确定车辆的轮对是否存在异常，如果存在异常，再将异常消息发送到报警模块，由报警模块输出相应的告警提示。

其中，踏面图像智能分析模块还具备检测结果可存储、查询、统计、对比、打印、超限报警显示、数据联网管理、支持多数据接口(向轮对维修设备提供传输数据接口、车辆基本信息输入接口、走行公里数输入接口、人工反馈信息输入接口、段相关部门和铁路局的网络访问接口)等多种功能。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置轮对检测系统，可以实现对车辆的轮对外形尺寸和踏面的异常检测，尤其是针对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨，能更好地检测出车辆的轮对是否存在异常并保证车辆的安全运行。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请的轮轨制式空运检测系统还可以包括受电靴安全监测系统，受电靴安全监测系统设置于车辆经过的轨道。

其中，受电靴安全监测系统用于获取车辆的受电靴碳滑板的图像信息；数据处理器还用于对受电靴碳滑板的图像信息进行分析，以确定受电靴碳滑板的磨耗程度；报警模块还用于在磨耗程度大于预设磨耗程度时，输出第二告警提示。

在本实施例中，受电靴安全监测系统包括多个视觉检测模组，多个视觉检测模组设置于车辆经过的轨道的线路钢结构构架上，受电靴安全监测系统通过多个视觉检测模组获取车辆的受电靴碳滑板的图像信息。

在本实施例中，当车辆即将到达受电靴安全监测系统时，受电靴安全监测系统开机并进入工作准备状态。当车辆到达受电靴安全监测系统时，受电靴安全监测系统控制多个设置于轨道线路钢结构构架上的视觉检测模组工作，以采集车辆的受电靴碳滑板的图像信息，接着，数据处理器对所有采集的图像信息进行分析，确定受电靴碳滑板的磨耗程度，如果磨耗程度大于预设磨耗程度，控制报警模块输出第二告警提示，使得运营工作人员分析第二告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。当车辆驶离后，受电靴碳滑板自动关闭，待下一辆车到来时再开启。

在一种实施方式中，受电靴碳滑板的图像信息包括受电靴碳滑板、摆臂等部位的图像信息。

在一种实施方式中，受电靴碳滑板位于车辆的第三轨中断处，因此可以预先在车辆的第三轨中断处安装视觉检测模组，通过视觉检测模组采集车辆经过时的受电靴碳滑板的图像信息。

在本实施例中，每一个视觉检测模组至少包括相机、补光光源、除尘装置以及安装支架。其中，相机可以采用线扫相机，线扫相机和补光光源可以采用一体化结构，且一体化结构中的线扫相机和补光光源共用控制和电源接口，以保障获取的图像质量。

在本实施例中，受电靴安全监测系统具备端位识别、通过速度检测、车辆接近单向检测以及车辆离去单向检测等功能，从而能更好地锁定目标车辆、判断目标车辆是否接近以及是否驶离。

在一种实施方式中，为了提升受电靴安全监测系统的独立处理能力，还可以在受电靴安全监测系统中设置单独的受电靴数据分析模块，如此，视觉检测模组在获取到受电靴碳滑板的图像信息之后，不用将受电靴碳滑板的图像信息发送到数据处理器处理，可直接将受电靴碳滑板的图像信息传输给受电靴数据分析模块，由受电靴数据分析模块对受电靴碳滑板的图像信息进行分析，以确定受电靴碳滑板的磨耗程度，如果磨耗程度大于预设磨耗程度，再将磨耗程度大于预设磨耗程度的消息发送到报警模块，由报警模块输出相应的告警提示。

在本实施例中，受电靴安全监测系统还具备多种其它功能，包括：设备温度自动检测、自动加热、自动散热、提供信息化数据联网接口、提供浏览器/服务器访问界面、支持检测数据人工复核确认、检测结果上传、检测结果显示等功能。当然，受电靴安全监测系统的功能还可以根据实际需求添加，本实施例对此不作具体限制。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置受电靴安全监测系统，可以实现对车辆的受电靴碳滑板的磨耗程度的检测，尤其是针对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨，能更好地检测出车辆的受电靴碳滑板的磨耗程度，并在磨耗程度大于预设磨耗程度及时告警。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请的轮轨制式空运检测系统还可以包括：温度检测系统；温度检测系统设置于车辆经过的轨道。

其中，温度检测系统用于采集车辆的目标部位的红外热成像图，目标部位至少包括以下任意一者：走行部、电机；数据处理器还用于对红外热成像图进行分析，以确定目标部位中各个部件的温度值；报警模块还用于在各个温度值中存在至少一个温度值超出预设温度范围时，输出第三告警提示。

在本实施例中，温度检测系统采用红外热成像技术实现车辆走行部的关键部件(例如齿轮箱、牵引电机、轴箱等)和电机的温度的在线异常检测。温度检测系统通过红外图像模式识别技术，可实现走行部的关键部件区域的定位，进而实现报警位置精确识别及预警提示。

在一种实施方式中，温度检测系统可以安装在轨道的正线上，当然，也可以根据实际需求安装在轨道的其它任意位置，本实施例对此不作具体限制。

在本实施例中，温度检测系统具备车号编组识别、端位识别功能，能更好地锁定目标车辆，并实现对目标车辆的走行部的关键部件和电机的温度的异常检测。

在本实施例中，温度检测系统自动采集车底和电机全范围红外热成像图，呈现整体温度分部状态，然后通过图像识别技术，实现走行部的关键部件(例如齿轮箱、牵引电机、轴箱、联轴节等)和电机的精确定位，并根据温度进行分级预警，实现异常温度检测。其次，温度检测系统还具备检测结果存储、查询、统计、对比分析、打印、数据联网管理、检测数据近限预警、检测数据超限报警、支持视频+数值方式呈现检测结果、检测结果上传等多种功能。

在一种实施方式中，温度检测系统具体可以包括：现场基本检测单元、设备间以及DCC数据查看中心。现场基本检测单元安装在车辆出入站线位置，用以实时检测通过的车辆的状态，现场基本检测单元具体包括图像采集箱体、车轮传感器、磁钢、卡轨器、车号识别单元等设备，用于实现地铁车辆车底的关键部件和电机的温度图像数据采集。设备间用于实现数据处理、分析、存储；DCC数据查看中心用于实现监控、追踪、查询、管理、分析、评判等功能。通过上述温度检测系统，现场基本检测单元在获取到走行部的关键部件和电机的红外热成像图之后，不用将这些红外热成像图发送到数据处理器处理，可以直接由设备间以及DCC数据查看中心负责数据的分析，显著增强了温度检测系统的独立处理功能。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置温度检测系统，可以实现对车辆的走行部的关键部件和电机的温度的异常检测，尤其是针对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨，能更好地检测出车辆的走行部的关键部件和电机的温度，并在温度值超出预设温度范围时及时告警，保证车辆的正常运行。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请的轮轨制式空运检测系统还可以包括：全景视频检测系统，全景视频检测系统设置于车辆经过的轨道。其中，全景视频检测系统用于采集车辆的全车图像信息；数据处理器还用于对全车图像信息进行分析，以确定车辆的部件是否存在异常。

在本实施例中，全景视频检测系统包括多个光学面阵相机，在车辆经过光学面阵相机时，光学面阵相机采用预设的光源补光技术，对车辆的整体外观进行打光和拍摄，获得车辆的全车图像信息。接着，数据处理器对全车图像信息进行预处理后采用预设算法识别出故障，例如识别是否存在螺栓脱落、松动、异物等故障。本实施例对预设算法不作具体限制。

在本实施例中，全景视频检测系统具备图像放大功能，能够对采集的图像进行多级放大显示，使得用户可以更清晰看到采集到的图像信息。

在本实施例中，全景视频检测系统还具备自清洁功能。当全景视频检测系统检测到车辆到来时，自动开启保护门，控制吹除尘装置工作。通过这种预先对检测镜头进行除尘的方式，可以达到自清洁目的，延长系统维护周期，使系统基本达到免维护。

在一种实施方式中，为了提升全景视频检测系统的独立处理能力，还可以在全景视频检测系统中设置单独的故障分析模块，如此，光学面阵相机在获取到车辆的全车图像信息之后，不用将车辆的全车图像信息发送到数据处理器处理，可直接将车辆的全车图像信息传输给故障分析模块，由故障分析模块对全车图像信息进行分析，以确定车身存在的故障(例如螺栓脱落、松动、异物等)，并将故障情况发送到报警模块，由报警模块输出相应的告警提示，如此，运营工作人员可分析告警提示，确定需要采取的策略，例如确定是否需要停车检修。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置全景视频检测系统，可以实现对车辆的全身的故障检测，尤其是针对下开口箱梁铁路轮轨制式空轨，能更好地检测出车辆的故障部位并及时告警，保证车辆的正常运行。

结合以上实施例，在一种实施方式中，本申请的轮轨制式空运检测系统还可以包括：车载PHM(prognostics and health management，故障预测与健康管理)系统。车载PHM系统用于采集车辆的运行信息和轨道信息，对运行信息和轨道信息进行管理以及将运行信息和轨道信息传输至地面设备。

在一种实施方式中，车载PHM系统至少包括：以太网交换机、车载检测设备、采集单元、车载集成工控单元。在具体实施时，可以预先在每节车厢配置一台以太网交换机，组成列车维护以太网，为所有车载智能设备提供以太网访问路径和实际挂网系统及各子系统(例如牵引、制动、走行部检测等)。车载检测设备通过采集单元采集车辆的运行信息和轨道信息，然后通过车载集成工控单元进行边缘计算，将计算结果通过车地无线网络等方式传递到地面设备。

在本实施例中，车载PHM系统作为列车数据中心单元，通过一路以太网接口接入到以太网信息网，实时采集车内的各子系统的关键状态数据及故障数据以及以太网总线上各子系统设备内部维护数据信息。再通过一路以太网接口接入到专用无线通信系统，将采集的相关数据通过无线方式发送到地面设备。

在本实施例中，通过在轮轨制式空运检测系统中设置车载PHM系统，可以对车辆各部件(例如牵引、制动等各模块)的故障状况以及车载各安全检测系统的故障状况进行数据收集、汇总、分析以及预警，实现车辆的安全检测，保证车辆的安全运行。

图3是本申请一实施例示出的另一种轮轨制式空运检测系统的示意图。参照图3，在本申请各个实施例中，轮轨制式空运检测系统可以包括：电机气隙检测系统、走行部检测系统、轮对检测系统、受电靴安全监测系统、温度检测系统、全景视频检测系统以及车载PHM系统共7个系统模块。在实际实施时，可以根据实际需求选用上述7个系统模块中的一个或多个系统模块来配置轮轨制式空运检测系统，从而实现对空中轨道运输模式下的车辆的安全检测，填补相关技术不存在安全检测空中轨道运输模式下的车辆的方案的空白。进一步地，本申请的轮轨制式空运检测系统在对下开口箱梁悬挂式空轨进行检测时，实现不停车安全检测的效果尤为突出。

使用本申请的轮轨制式空运检测系统，可以较好地实现对下开口箱梁悬挂式空轨的安全检测，不仅可以避免传统段修和架修等针对性不强的检修所造成的过度检修现象，有效缩减车辆段规模与检修人员配置，提高系统运行效率；而且还可以在不停车、不回库、没有日常定期常规检查的状况下对车辆进行实时监测、科学研判、精准检修、有效节约人工和维修成本、提高车辆周转效率，实时掌握车辆状况、保证行车安全。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种轮轨制式空运检测系统，其特征在于，包括：电机气隙检测系统、数据处理器以及报警模块；所述电机气隙检测系统包括至少一个车载气隙检测模块和至少一个轨道气隙检测模块；所述车载气隙检测模块设置于车辆，所述轨道气隙检测模块设置于所述车辆经过的轨道；

所述至少一个车载气隙检测模块用于获取所述车辆上至少一个直线电机的第一气隙值；

所述至少一个轨道气隙检测模块用于获取所述车辆上所述至少一个直线电机的第二气隙值；

所述数据处理器用于根据所述第一气隙值和所述第二气隙值确定各个所述直线电机的目标气隙值；

所述报警模块用于在所述目标气隙值中存在至少一个目标气隙值超出预设气隙范围时，输出第一告警提示。

2.根据权利要求1所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，所述车载气隙检测模块包括激光传感器、光学镜头以及图像传感器；

所述激光传感器用于对各个所述直线电机进行激光扫描，得到扫描结果；以及，在确定各个所述直线电机与对应的感应板处于同一平面且各个所述直线电机处于同一平面时，向所述感应板发射光线；

所述数据处理器还用于根据所述扫描结果确定各个所述直线电机是否与对应的感应板处于同一平面且各个所述直线电机是否处于同一平面；

所述光学镜头用于对所述感应板上的反射光线进行汇聚；

所述图像传感器用于根据所述光学镜头汇聚的光束获得所述直线电机的第一气隙值。

3.根据权利要求1所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括走行部检测系统，所述走行部检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述走行部检测系统用于获取所述车辆的走行部的平面图像和/或三维图像；

所述数据处理器用于对所述平面图像和/或三维图像进行分析，以确定所述走行部的部件是否存在异常。

4.根据权利要求1或3所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括轮对检测系统，所述轮对检测系统设置于所述车辆经过的轨道，所述轮对检测系统包括轮对尺寸检测模块和轮对踏面检测模块；

所述轮对尺寸检测模块用于获取所述车辆的轮对外形尺寸信息；

所述轮对踏面检测模块用于获取所述车辆的踏面的表面状态；

所述数据处理器还用于对所述轮对外形尺寸信息和所述踏面的表面状态进行分析，以确定所述车辆的轮对是否存在异常。

5.根据权利要求4所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括受电靴安全监测系统；所述受电靴安全监测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述受电靴安全监测系统用于获取所述车辆的受电靴碳滑板的图像信息；

所述数据处理器还用于对所述受电靴碳滑板的图像信息进行分析，以确定所述受电靴碳滑板的磨耗程度；

所述报警模块还用于在所述磨耗程度大于预设磨耗程度时，输出第二告警提示。

6.根据权利要求5所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括温度检测系统；所述温度检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述温度检测系统用于采集所述车辆的目标部位的红外热成像图，所述目标部位至少包括以下任意一者：走行部、电机；

所述数据处理器还用于对所述红外热成像图进行分析，以确定所述目标部位中各个部件的温度值；

所述报警模块还用于在各个所述温度值中存在至少一个所述温度值超出预设温度范围时，输出第三告警提示。

7.根据权利要求6所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括全景视频检测系统，所述全景视频检测系统设置于所述车辆经过的轨道；

所述全景视频检测系统用于采集所述车辆的全车图像信息；

所述数据处理器还用于对所述全车图像信息进行分析，以确定所述车辆的部件是否存在异常。

8.根据权利要求7所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，还包括车载PHM系统；

所述车载PHM系统用于采集所述车辆的运行信息和轨道信息，对所述运行信息和所述轨道信息进行管理以及将所述运行信息和所述轨道信息传输至地面设备。

9.根据权利要求2所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，所述扫描结果至少包括所述直线电机的底面距预设轨面的高度数值和所述直线电机的底面沿电机长度方向的轮廓曲线。

10.根据权利要求5所述的轮轨制式空运检测系统，其特征在于，所述受电靴安全监测系统包括多个视觉检测模组，所述多个视觉检测模组设置于所述车辆经过的轨道的线路钢结构构架上，所述受电靴安全监测系统通过所述多个视觉检测模组获取所述车辆的受电靴碳滑板的图像信息。