RU2264930C1 - Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов - Google Patents
Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2264930C1 RU2264930C1 RU2004110957/11A RU2004110957A RU2264930C1 RU 2264930 C1 RU2264930 C1 RU 2264930C1 RU 2004110957/11 A RU2004110957/11 A RU 2004110957/11A RU 2004110957 A RU2004110957 A RU 2004110957A RU 2264930 C1 RU2264930 C1 RU 2264930C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- image
- scanner
- cartographic
- wire
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области бесконтактного контроля технического состояния контактной сети (КС) электрифицированных железных дорог. Согласно предложенному способу осуществляют съемку КС электропитания с помощью тепловизионного сканера, установленного на крыше движущегося в составе поезда вагона и состоящего из линейки теплочувствительных приемников, расположенной поперек направления движения. Далее формируют тепловизионное изображение КС с включением в служебную часть каждой строки текущих географических координат сканера, поступающих от GPS-приемника, и сохраняют его в памяти компьютера. С помощью компьютерных средств формируют новое изображение, содержащее только тепловые образы двух контактных проводов. На новом изображении анализируют неоднородность температурного поля каждого провода и выделяют участки, характеризующиеся повышенной температурой каждого контактного провода по отношению к заданным температурным пределам. По известным географическим координатам сканера формируют векторное картографическое изображение КС с выделенными участками. Сформированное изображение совмещают с электронной картой и получают картографический план. Этот план анализируют, выявляют степень локального износа КС и определяют на местности места локального повышенного износа проводов КС, подлежащих замене. Изобретение позволяет получить объективную оценку возможных мест обрыва проводов КС и применять своевременные превентивные ремонтные мероприятия по замене дефектных участков контактного провода. 2 ил.
Description
Изобретение относится к бесконтактным системам контроля технического состояния токоподводящей сети железнодорожного пути и предназначено для использования на передвижных контрольно-измерительных лабораториях железнодорожного транспорта.
Широко распространенный на сегодняшний день подход по контролю износа токоподводящей сети железнодорожных путей заключается в непосредственном измерении диаметров контактных проводов и проведении планово-ремонтных работ по их замене. Это позволяет предупредить возможные аварии, вызванные постепенным износом проводов.
Однако данный комплекс профилактических мер не может полностью исключить ситуации, связанные с перегоранием контактного провода. Главной причиной подобных аварий являются отдельные утончения провода, вызываемые электрической дугой в местах нарушения контакта с токосъемником локомотива.
Известен бесконтактный способ контроля технического состояния контактной сети, заключающийся в оценке износа и провиса проводов по результатам их видеосъемки (RU 2066645 С1, 20.09.1996, МПК 6 В 61 К 9/08). Основной недостаток данного способа - крайне низкая точность и достоверность получаемых оценок, обусловленных малым пространственным разрешением видеокамеры и зашумленностью формируемого изображения.
Более точный способ контроля степени износа контактного провода рассмотрен в (RU 2108936 С1, 20.04.1998, МПК 6 В 61 К 9/08), где для этой цели применяются матричные вихретоковые преобразователи, размещаемые на токосъемной лыже вагона-лаборатории. Основными недостатками данного подхода являются: неработоспособность способа при оценке износа двухпроводной контактной сети; значительные сложности по интерпретации и привязке к местности результатов электромагнитных измерений сечения провода.
Технический результат заключается в получении объективной оценки о возможных местах обрыва токоподводящей контактной сети и принятия своевременных превентивных ремонтных мероприятий по замене дефектных участков контактного провода.
Сущность изобретения состоит в том, что при протекании электрического тока участки контактного провода, имеющие меньшее поперечное сечение, нагреваются сильнее по отношению к другим частям токоподводящей сети. Анализируя по тепловизионному изображению неоднородность температурного поля провода, можно выделить участки локального нагрева и, как следствие, повышенного износа.
Поставленная цель достигается путем осуществления съемки контактной сети электропитания, с помощью тепловизионного сканера, установленного на крыше движущегося в составе поезда вагона, и состоящего из линейки теплочувствительных приемников, расположенной поперек направления движения поезда; формируют тепловизионное изображение контактной сети электропитания, причем в служебную часть каждой строки включены текущие географические координаты сканера, поступающие от GPS-приемника, и сохраняют его в памяти компьютера; с помощью компьютерных средств: формируют новое изображение, содержащее только тепловые образы двух контактных проводов, на новом изображении анализируют неоднородность температурного поля каждого провода и выделяют участки, характеризующиеся повышенной температурой каждого контактного провода по отношению к заданным температурным пределам, по известным географическим координатам сканера формируют векторное картографическое изображение контактной сети элетропитания с выделенными участками, полученное векторное картографическое изображение совмещается с электронной картой, для получения картографического плана; анализируют картографический план для определения степени локального износа контактной сети электропитания и определяют на местности места локального износа контактной сети электропитания, имеющие повышенный износ и подлежащие замене.
Изобретение поясняется чертежами
Фиг.1 поясняет способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов.
Фиг.2 - алгоритм реализации заявленного способа.
Способ основан на том, что для инфракрасной съемки контактной сети специализированный вагон-лаборатория оснащается тепловизионным съемочным комплексом. В состав комплекса входят GPS-приемник, тепловизионный сканер и компьютер, фиг.1. Тепловизионный сканер состоит из линейки теплочувствительных элементов, ориентированной поперек линии направления контактного провода. В качестве ИК-приемников может использоваться линейка, состоящая из 256 элементов и изготавливаемая Российской фирмой "Орион". Сканер регистрирует ИК-излучение в спектральном диапазоне 8-12 мкм и за счет предварительной калибровки позволяет измерять температуру наблюдаемых объектов с точностью ~0,1°С. Оптическая система сканера настроена таким образом, что обеспечивает равномасштабную съемку контактного провода в полосе захвата ~1200 мм с пространственным разрешением ~4 мм.
Сканер устанавливают на крыше вагона-лаборатории в направлении, обратном направлению движения поезда. Строки сканерного изображения В(m,n), , формируются за счет считывания информации с линейки теплоприемников с частотой fсч≈300 строк/с. В кадровом направлении изображение образуется за счет перемещения вагона в составе поезда.
Формируемое изображение записывается на жесткий диск сопряженного со сканером компьютера. При этом в служебную часть строки заносятся текущие географические координаты сканера, поступающие от GPS-приемника.
Для гарантированного выявления на тепловизионном изображении температурных аномалий вагон со сканером прицепляют в конец движущегося железнодорожного состава. А для минимизации отрицательного действия коэффициента конвективной теплоотдачи провода съемку выполняют при отсутствии тумана и атмосферных осадков.
Для определения участков контактного провода с повышенным нагревом по отношению к заданным температурным пределам или другим частям провода при помощи компьютерных средств выполняют следующие этапы компьютерной обработки изображения В.
Во-первых, с использованием операторов пространственного дифференцирования и скелетизации на исходном снимке выделяются пикселы, принадлежащие изображениям двух контактных проводов. То есть формируется отфильтрованное изображение В*, содержащее только тепловые образы контактных проводов.
Во-вторых, изображение каждого провода разбивается на небольшие участки, оценивается средняя яркость и по ней степень нагрева провода на каждом участке.
В-третьих, с использованием статистических методов обработки информации или визуально оператором-дешифровщиком определяются участки, характеризующиеся повышенной температурой по отношению к заданным температурным пределам или другим частям провода. Иными словами, на изображении всей отснятой контактной сети выделяются участки локального нагрева провода, имеющего меньшее внутреннее сечение и, соответственно, увеличенную степень износа.
В-четвертых, на основе находящихся в составе строк изображений В и В* географических координат, задающих текущее местоположение сканера и вагона-лаборатории на железнодорожном пути, формируется векторное картографическое изображение контактной сети с помеченными красным цветом участками провода повышенного локального износа.
В-пятых, векторное изображение контактной сети совмещается с электронной картой и полученный картографический план отображается на экране монитора. При визуализации картографического плана обеспечивается измерение географических координат пикселов, температуры проводов контактной сети, а также длин различных участков карты, помеченных курсором мыши.
Для проведения ремонтно-восстановительных работ по замене дефектных участков контактного провода картографический план с географическими координатами аномальных участков провода распечатывается на принтере и вместе с переносным GPS-приемником передается ремонтной бригаде. Ремонтная бригада по координатам, измеряемым GPS-приемником, идентифицирует на местности участок контактной сети, отмеченный на плане, и проводит работы по замене изношенного провода.
Предложенный способ определения мест локального износа контактного провода реализуется в соответствии со следующим алгоритмом, проиллюстрированным на фиг.2:
1 - формирование изображения В, путем объединения информации от тепловизионного сканера b(m,n) и географических координат (φ,λ) местоположения вагона и запись результата в память компьютера;
2 - фильтрация исходного изображения с помощью операторов пространственного дифференцирования Q и скелетизации С и формирование изображения, содержащего образы только двух контактных проводов;
3 - определение участков локального нагрева провода (оператор Т);
4 - статистическая обработка температурных данных и выделение аномальных участков (оператор S);
5 - формирование векторного картографического изображения контактной сети F (φ, λ) (оператор F);
6 - совмещение картографического изображения и электронной карты Еk (φ, λ) и формирование картографического плана;
7 - визуализация картографической информации на экране монитора ПЭВМ;
8 - формирование отчетного документа и вывод его на принтер.
Заявленный способ реализуется с помощью любого тепловизионного сканера. Обработка полученных изображений осуществляется при помощи компьютерных средств, состоящих, например из IBM/PC совместимого компьютера с необходимым периферийным оборудованием, а также программного обеспечения, алгоритм функционирования которого приведен в описании.
От изобретения следует ожидать вторичный эффект, связанный с контролем работоспособности натяжителей контактной сети по допустимой величине смещения контактного провода вдоль лыжи токосъемника относительно нейтрального положения.
Claims (1)
- Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов, заключающийся в том, что осуществляют съемку контактной сети электропитания с помощью тепловизионного сканера, установленного на крыше движущегося в составе поезда вагона и состоящего из линейки теплочувствительных приемников, расположенной поперек направления движения поезда, формируют тепловизионное изображение контактной сети электропитания с включением в служебную часть каждой строки текущих географических координат сканера, поступающих от GPS-приемника, и сохраняют его в памяти компьютера, с помощью компьютерных средств формируют новое изображение, содержащее только тепловые образы двух контактных проводов, на новом изображении анализируют неоднородность температурного поля каждого провода и выделяют участки, характеризующиеся повышенной температурой каждого контактного провода по отношению к заданным температурным пределам, по известным географическим координатам сканера формируют векторное картографическое изображение контактной сети электропитания с выделенными участками, сформированное векторное картографическое изображение совмещают с электронной картой и получают картографический план, анализируют картографический план и выявляют степень локального износа контактной сети электропитания, определяют на местности места локального повышенного износа проводов контактной сети электропитания, подлежащих замене.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110957/11A RU2264930C1 (ru) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004110957/11A RU2264930C1 (ru) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004110957A RU2004110957A (ru) | 2005-10-20 |
RU2264930C1 true RU2264930C1 (ru) | 2005-11-27 |
Family
ID=35862622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004110957/11A RU2264930C1 (ru) | 2004-04-12 | 2004-04-12 | Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2264930C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187243U1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Устройство контроля контактной сети |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4840403B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2011-12-21 | ソニー株式会社 | 情報記録装置、撮像装置、情報記録方法およびプログラム |
-
2004
- 2004-04-12 RU RU2004110957/11A patent/RU2264930C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187243U1 (ru) * | 2018-06-06 | 2019-02-26 | Акционерное общество "Фирма ТВЕМА" | Устройство контроля контактной сети |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004110957A (ru) | 2005-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7507965B2 (en) | Smart thermal imaging and inspection device for wheels and components thereof and method | |
JP6490366B2 (ja) | 非破壊検査のための方法およびシステム | |
JP6415034B2 (ja) | 航空機構造体の遠隔検査のためのシステム及び方法 | |
US10040463B2 (en) | Railroad track survey system | |
US20070217670A1 (en) | On-train rail track monitoring system | |
Landi et al. | Hough transform and thermo-vision for monitoring pantograph-catenary system | |
US20200302592A1 (en) | Method and apparatus for providing data and inspecting railroad track and key track components using a visual information system | |
RU2444449C1 (ru) | Способ и система диагностики и удаленного мониторинга контактной сети железной дороги | |
US11320371B2 (en) | Optical wheel evaluation | |
US20130083188A1 (en) | Brake component monitoring | |
KR101602376B1 (ko) | 열차 결함 모니터링 시스템 | |
EP3578962B1 (en) | In-motion high-speed non-destructive evaluation for railcar axles | |
GB2372315A (en) | Determining the track condition in a transport system | |
US11494888B2 (en) | Work terminal, oil leakage detection apparatus, and oil leakage detection method | |
CN102884552A (zh) | 检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统 | |
CN111507560A (zh) | 一种有轨电车车辆基地道岔健康管理系统 | |
JP4177288B2 (ja) | 鉄道車両用屋根上機器監視測定装置 | |
RU2264930C1 (ru) | Способ диагностирования локального износа контактной сети электропитания железнодорожных составов | |
KR20100068119A (ko) | 카메라 영상을 이용한 철도차량의 차륜과 레일의 상대변위 계측 시스템 및 방법 | |
RU150721U1 (ru) | Система контроля деформации рельсовых плетей бесстыкового железнодорожного пути | |
US10523858B1 (en) | Apparatus and method to capture continuous high resolution images of a moving train undercarriage | |
KR20090085214A (ko) | 레일 모니터링 시스템 및 방법 | |
KR20090085221A (ko) | 레일 모니터링 시스템 및 그 제어방법 | |
CN115035087A (zh) | 一种新型铁路线路图像检测方法及系统 | |
KR101322100B1 (ko) | 파이프 내면 검사 장치 및 파이프 내면 검사 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060413 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070320 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20090127 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20100114 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20101122 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |