CN209820406U - 一种铁路接触线抬升量监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁路接触线抬升量监测系统，包括：工业面阵相机，设置在接触线支柱上，用于对铁路接触线进行拍照；来车检测装置，设置在工业面阵相机周围设定位置，用于检测是否有列车开向工业面阵相机；监测主机，分别连接工业面阵相机和来车检测装置，用于当来车检测装置检测到有列车开向工业面阵相机时控制工业面阵相机对铁路接触线进行拍照，还用于根据工业面阵相机拍摄的照片监测铁路接触线的抬升量；通讯模块，连接监测主机，用于与监控中心通讯。本实用新型的方案实现了对接触线的非接触式监测，能够在有来车通过时才进行监测，整个系统结构简单，监控结果高效准确。

Description

一种铁路接触线抬升量监测系统

技术领域

本实用新型涉及一种铁路接触线抬升量监测系统，属于铁路设备监测领域。

背景技术

铁路接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，如图1所示，其由接触线支柱1、绝缘子2、支撑架3、接触线4、承力索5和吊弦6组成。接触线4、承力索5和吊弦6构成接触网悬挂，通过支撑架3和绝缘子2架设在接触线支柱1上，通过受电弓对接触线4的滑动接触来将从牵引变电所获得的电能输送给电力机车。

接触网悬挂是一个弹性结构，受电弓在正常运行时对接触导线有一定的抬升力，抬升力引起接触线的抬升。在正常情况下，接触线抬升量应保持在合理范围内。但是，由于某些原因导致受电弓对接触线的抬升力过大时，会使接触线在定位器处产生过大的抬升量，导致在受电弓经过时与接触线的支持装置发生冲突，引起弓网事故。为了保证电力机车稳定可靠的受流，及时了解弓网关系，需要在线监测接触网各重要定位点处接触线的抬升量。

现有技术中大多是使用拉线式位移传感器来获得接触线的抬升量，但这种方案安装结构复杂，检测结果不尽理想。因此，目前亟需一种结构简单、可靠高效的铁路接触线抬升量监测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铁路接触线抬升量监测系统，以解决目前铁路接触线抬升量的监测系统结构复杂、不够可靠的问题。

本实用新型为解决上述技术问题而提供一种铁路接触线抬升量监测系统，包括：

工业面阵相机，设置在接触线支柱上，用于对铁路接触线进行拍照；

来车检测装置，设置在工业面阵相机周围设定位置，用于检测是否有列车开向工业面阵相机；

监测主机，分别连接工业面阵相机和来车检测装置，用于当来车检测装置检测到有列车开向工业面阵相机时控制工业面阵相机对铁路接触线进行拍照，还用于根据工业面阵相机拍摄的照片监测铁路接触线的抬升量；

通讯模块，连接监测主机，用于与监控中心通讯。

进一步地，所述来车检测装置为车轮检测传感器、微波雷达或激光测距仪。

进一步地，所述车轮检测传感器为有源磁钢，所述有源磁钢设置在工业面阵相机周围的铁路钢轨底部的设定位置，用以检测来车。

进一步地，所述微波雷达或激光测距仪设置在接触线支柱上。

进一步地，所述通讯模块为无线通讯模块，用于与所述监控中心无线通讯连接。

进一步地，该系统还包括供电模块，分别与工业面阵相机、来车检测装置、监测主机、通讯模块供电连接。

进一步地，所述供电模块为太阳能电源模块。

进一步地，所述工业面阵相机与其光轴方向的接触线的位置处于同一水平面上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型在来车检测装置检测到有列车开向工业面阵相机时，通过监测主机控制工业面阵相机对接触线进行拍照，然后监测主机通过分析这些照片，识别出接触线的抬升量，并将监测结果通过通讯模块发送给监控中心，本实用新型的方案实现了对接触线的非接触式监测，能够在有来车通过时才进行监测，整个系统结构简单，监控结果高效准确。

附图说明

图1是现有的铁路接触网的结构示意图：

图2是本实用新型一种铁路接触线抬升量监测系统实施例1的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图2所示为本实用新型一种铁路接触线抬升量监测系统实施例1的结构示意图，具体包括工业面阵相机7、微波雷达8、工控机9、 4G无线通讯模块10和太阳能电池板11，其中工业面阵相机7、微波雷达8和工控机9均固定在接触线支柱1（由于和现有技术结构相同，因此图2中省略了接触网悬挂和支撑架部分）上，其中工业面阵相机与其光轴方向的接触线的位置处于同一水平面上，该接触线的位置是指无受电弓与其接触时该接触线正常下垂的位置，也即无受电弓与其接触时该接触线的理论设计位置，而微波雷达8则朝向来车方向的铁轨安装。

具体的，工控机9上配置有千兆网口、RS-485通讯接口、MINIPCIE接口，其通过千兆网口与工业面阵相机7连接，通过RS-485通讯接口与微波雷达8通讯连接，通过MINIPCIE接口与4G无线通讯模块10连接。接收、处理、分析工业面阵相机数据，计算接触线振动信息；太阳能电池板11分别与工业面阵相机7、微波雷达8、工控机9、 4G无线通讯模块10供电连接，为其供电。

使用时，当列车进入微波雷达8的探测范围中时，微波雷达8将有效识别来车，然后微波雷达8将来车信号发送给工控机9，工控机9则启动工业面阵相机7进行快速拍照，并把拍照图像保存到特定目录，拍照频率可根据现场实际情况设置在50fps至200fps；当微波雷达8判断出列车已经驶离后，工控机9停止工业面阵相机拍照；工控机9开始启动拍照图像分析功能，参照接触线的基准高度，计算每幅图像中接触线的抬升量，根据拍照频率和接触线抬升量，生成接触线的振动曲线，进而计算出接触线最大抬升量和振动频率等信息。如果接触线最大抬升量超过报警阈值，则产生报警信息，通过4G无线通讯模块10将该报警信息发送给监控中心。

具体的，工控机9对拍照图像进行分析的过程包括以下步骤：

S1：图像预处理，主要包括图像灰度化、降噪处理等操作；

S2：根据接触线的特征选取合适的阈值对图像进行二值化处理，以凸显出接触线的轮廓；

S3：计算出接触线的轮廓相对于预先设置的标准线的像素偏差，而由于相机预先有设定的位置，因此接触线距离相机光心的距离是固定的， 那么每个像素点就对应了一定的距离量，因此就可以根据像素偏差反推出接触线的抬升量。

上述分析过程属于图像处理领域的常规处理方案，本领域技术人员均可根据实际应用环境编写出具体的程序以计算出接触线的抬升量，由于本实施例主要是为了保护铁路接触线抬升量监测系统整体结构，因此不再对具体的编程过程进行详细阐述。

实施例2

本实施例与实施例1的不同仅在于，本实施例使用激光测距仪作为来车检测装置，激光测距仪也设置在接触线支柱上，朝向来车方向的设置，具体的使用方法与微波雷达相类似，在此不予以赘述。

实施例3

本实施例与实施例2的不同仅在于，本实施例使用有源磁钢作为来车检测装置，该有源磁钢设置来车方向距接触线支柱50m远的铁路钢轨底部的设定位置，工控机根据有源磁钢的状态可以判断是否有列车开向相机。具体的使用方法与微波雷达、激光测距仪相类似，在此不予以赘述。

上述实施例中，使用了太阳能电池板作为供电电源，当然还可以使用铁路供电线路进行供电，还可以为太阳能电池板配备充电电容或可充电蓄电池来辅助供电，这种改进方式应当落入本实用新型的保护范围内。

上述实施例中，使用了4G无线通讯模块作为通讯模块来与监控中心通讯，当然还可以使用其它诸如Wi-Fi、GPRS、ZigBee、NB-IoT等无线通信方式实现与监控中心的通讯，当然还可以使用诸如总线连接、以太网等有线通讯的方式实现与监控中心的通讯，这种改进方式应当落入本实用新型的保护范围内。

上述实施例中，使用了有源磁钢作为车轮检测传感器，当然还可以使用诸如霍尔传感器、光开关传感器等方式来作为车轮检测传感器，这种改进方式应当落入本实用新型的保护范围内。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (8)

1.一种铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，包括：

工业面阵相机，设置在接触线支柱上，用于对铁路接触线进行拍照；

来车检测装置，设置在工业面阵相机周围设定位置，用于检测是否有列车开向工业面阵相机；

监测主机，分别连接工业面阵相机和来车检测装置，用于当来车检测装置检测到有列车开向工业面阵相机时控制工业面阵相机对铁路接触线进行拍照，还用于根据工业面阵相机拍摄的照片监测铁路接触线的抬升量；

通讯模块，连接监测主机，用于与监控中心通讯。

2.根据权利要求1所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述来车检测装置为车轮检测传感器、微波雷达或激光测距仪。

3.根据权利要求2所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述车轮检测传感器为有源磁钢，所述有源磁钢设置在工业面阵相机周围的铁路钢轨底部的设定位置，用以检测来车。

4.根据权利要求2所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述微波雷达或激光测距仪设置在接触线支柱上。

5.根据权利要求1所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述通讯模块为无线通讯模块，用于与所述监控中心无线通讯连接。

6.根据权利要求1-5任一所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，该系统还包括供电模块，分别与工业面阵相机、来车检测装置、监测主机、通讯模块供电连接。

7.根据权利要求6所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述供电模块为太阳能电源模块。

8.根据权利要求1所述的铁路接触线抬升量监测系统，其特征在于，所述工业面阵相机与其光轴方向的接触线的位置处于同一水平面上。