CN202854908U

CN202854908U - 铁路线路智能巡检系统

Info

Publication number: CN202854908U
Application number: CN 201220520887
Authority: CN
Inventors: 牛道安; 余淼; 李柏林; 赵必忠; 熊鹰; 王留军; 江勇; 王伟松; 苏琨林; 赵振伟; 段允波; 杨怡伟; 牛秋平
Original assignee: Zhengzhou Railway Bureau Research Institute Of Science & Technology; KUNMING RAILWAY BUREAU; Southwest Jiaotong University
Current assignee: Zhengzhou Railway Bureau Research Institute Of Science & Technology; KUNMING RAILWAY BUREAU; Southwest Jiaotong University
Priority date: 2012-10-12
Filing date: 2012-10-12
Publication date: 2013-04-03
Anticipated expiration: 2022-10-12

Abstract

本实用新型涉及一种铁路线路巡检系统。一种铁路线路智能巡检系统，包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统，以及设置于车辆端部和下部的n个摄像装置、辅助光源，所述n个摄像装置分为2～m组对应安装于铁路运转车辆下部，辅助光源的数量或组数与摄像装置匹配，对应安装于铁路运转车辆下部，在车轴上安装速度传感器；所述摄像装置、辅助光源、速度传感器连接车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统。本实用新型铁路线路智能巡检系统，技术先进，适应性强。不但减少了巡道工劳动强度，而且能够进一步保证线路巡检质量；有助于实现铁路线路维修与养护管理的现代化。

Description

铁路线路智能巡检系统

技术领域

本实用新型涉及一种铁路线路巡检系统，特别是涉及一种铁路线路智能巡检系统。

背景技术

多年来，我国铁路对线路状态的日常检查及线路故障的发现一直依赖大量有经验的巡道工的目视巡回检查。这种巡检方式存在以下弊病：首先巡检质量难免会受到巡道工的经验和责任心的影响，而且占用了大量的人力资源，不利于铁路的“减员增效”；其次自然条件恶劣地区的气候条件（如沙漠、戈壁、青藏高原等）非常不利于人工线路巡检，也难以保证巡检质量；再次是随着铁路多次提速以及多条客运专线和高速铁路的建成并投入运用，列车密度的加大，给巡道工的人身安全带来一定威胁；第四是光线条件以及天气条件对人工巡检质量有较大影响。这些都对铁路线路维修与养护管理的现代化提出了更高的要求，而目前依然依靠人工巡道这种现状已远远不能适应这些变化。

近年来，计算机硬件和软件技术、数字摄像技术、大功率LED器件和光源技术以及机器视觉理论的迅猛发展，为利用机器视觉进行线路智能巡检提供了绝好的机遇。

发明内容

本实用新型针对现有技术不足，提出一种铁路线路智能巡检系统，为铁路线路维修与养护管理的现代化奠定了基础。

本实用新型所采用的技术方案：

一种铁路线路智能巡检系统，包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统，以及设置于车辆端部和下部的n个摄像装置、辅助光源，所述n个摄像装置分为2～m组对应安装于铁路运转车辆下部，辅助光源的数量或组数与摄像装置匹配，对应安装于铁路运转车辆下部，在车轴上安装速度传感器；所述摄像装置、辅助光源、速度传感器连接车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统；所述m、n为自然数。

所述的铁路线路智能巡检系统，摄像装置采用分辨率高于640×480、帧速高于60帧/秒的摄像机，辅助光源采用LED频闪光源；采用摄像机的数量、布置方式、有效像素和最高帧速取决于待检查的线路缺陷的类型、位置、检查准确度和巡检速度。

所述的铁路线路智能巡检系统，车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统和地面的线路养护维修调度管理系统交互连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型铁路线路智能巡检系统，技术先进，适应性强。不但减少了巡道工劳动强度，而且能够进一步保证线路巡检质量；有助于实现铁路线路维修与养护管理的现代化。

附图说明

图1：本实用新型铁路线路智能巡检系统组成方框图；

图2：本实用新型铁路线路智能巡检系统工作流程示意图；

图3：本实用新型铁路线路智能巡检系统车下部分安装调整示意图。

具体实施方式

实施例一：参见图1，本实用新型铁路线路智能巡检系统，包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心、车辆定位系统以及设置于车辆端部和下部的n个摄像装置、辅助光源，所述n个摄像装置分为2～m组对应安装于铁路运转车辆下部，辅助光源的数量或组数与摄像装置匹配，对应安装于铁路运转车辆下部，在所述铁路运转车辆的车轴上安装速度传感器；所述摄像装置、辅助光源、速度传感器连接车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统；所述m、n为自然数。

所述计算机控制处理中心和车辆定位系统交互连接，计算机控制处理中心含有机器视觉处理系统，对摄像装置采集的图像进行识别、处理和存储，并发出控制指令。包括：摄像机外同步触发脉冲和LED频闪光源触发控制脉冲输出；图像采集、存储，图像的实时处理；图像数据库分类、统计、分析，各种养护指导报表输出。

参见图1、图3，本实施例铁路线路智能巡检系统，包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统；设置于车辆端部的2组2个彩色图像采集装置；设置于车辆下部的2组4个黑白摄像装置和LED频闪光源；所述4个黑白摄像装置分为2组对应2根钢轨安装于铁路运转车辆下部，辅助光源的数量或组数与黑白摄像装置匹配，其空间位置和倾斜角度由设置了齿条的安装架、安装座和角度调整机构调整，在车轴上安装速度传感器；所述摄像装置、辅助光源、速度传感器连接车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统。

实施例二：参见图1、图3，本实施例的铁路线路智能巡检系统，与实施例一不同的是：摄像装置采用分辨率高于640×480、帧速高于60帧/秒的高帧频高速摄像机，辅助光源采用高发光强度LED频闪光源。具体实施时，采用摄像机的数量、布置方式、空间位置和倾斜角度、有效像素和最高帧速取决于待检查的线路缺陷的类型、位置、检查准确度和巡检速度。LED频闪光源发光的颜色由摄像机对应图像传感器的光谱相应曲线决定，其发光强度取决于周围环境光的强弱由系统动态调整。

本实用新型铁路线路智能巡检系统的工作过程：

参见图2，车辆运行时，系统根据设置情况自动或手动开始进行线路图像的采集和处理；系统首先采集速度传感器输出信号，经过内部计算输出驱动摄像机拍摄的外同步脉冲和LED光源闪光的外同步脉冲。这两种同步脉冲的宽度和输出时序取决于所需光强和光源的特性，摄像机电子快门的大小取决于运行速度。LED光源闪光的同时摄像机电子快门打开，采集一帧图像并通过电缆传输进入计算机，同时采集车辆定位系统输出的位置信息，由计算机对采集的图像、时间信息和位置信息一同存储、显示。根据待检查线路缺陷的设置情况利用机器视觉技术进行图像处理，从海量图像中挑出存在线路缺陷的图像并经过人工判别后存入缺陷图像数据库中。在数据库中进行分类、统计和对比分析，输出用户需要的用于指导线路养护的各种报表；通过网络根据这些线路缺陷所附加的位置和时间信息下传到各个线路养护单位用于有针对性地进行线路养护、维修。车辆内部的计算机控制处理中心和线路养护维修调度管理系统交互连接。

本实用新型铁路线路智能巡检系统，通过计算机机器视觉技术可检查的线路状态缺陷有：钢轨擦伤、剥离、掉块和裂纹；轨枕垫板厚度，扣件断裂、丢失，轨枕裂纹及断裂,道砟缺失和翻浆冒泥等。

⑴ 钢轨:可识别宽度≥3mm的钢轨顶部裂纹，≥10×15mm的钢轨顶部擦伤、剥离和掉块；

⑵ 轨枕:可识别宽度≥3mm的轨枕顶部裂纹，大于100×100mm的轨枕掉块;

⑶ 扣件：可识别扣件(现有类型)断裂、丢失故障;

⑷ 轨枕垫板：可检测轨枕垫板厚度，检测精度小于3mm；

对钢轨裂纹及断裂实时处理，给出相应的故障结果并报警。

对其它故障类型及时处理，给出相应的故障结果并报警。

本实用新型铁路线路智能巡检系统的综合巡检速度≤120km/h。

Claims

1.一种铁路线路智能巡检系统，包括设置于车辆内部的计算机控制处理中心、车辆定位系统以及设置于车辆端部和下部的n个摄像装置、辅助光源，其特征是：所述n个摄像装置分为2～m组对应安装于铁路运转车辆下部，辅助光源的数量或组数与摄像装置匹配，对应安装于铁路运转车辆下部，在所述铁路运转车辆的车轴上安装速度传感器；所述摄像装置、辅助光源、速度传感器连接车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统；所述m、n为自然数。

2.根据权利要求1所述的铁路线路智能巡检系统，其特征是：摄像装置采用分辨率高于640×480、帧速高于60帧/秒的摄像机，辅助光源采用LED频闪光源。

3.根据权利要求1或2所述的铁路线路智能巡检系统，其特征是：车辆内部的计算机控制处理中心和车辆定位系统和地面的线路养护维修调度管理系统交互连接。