RU2486466C2 - Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети) - Google Patents

Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети) Download PDF

Info

Publication number
RU2486466C2
RU2486466C2 RU2011117827/11A RU2011117827A RU2486466C2 RU 2486466 C2 RU2486466 C2 RU 2486466C2 RU 2011117827/11 A RU2011117827/11 A RU 2011117827/11A RU 2011117827 A RU2011117827 A RU 2011117827A RU 2486466 C2 RU2486466 C2 RU 2486466C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wear
contact wire
wire
wires
fan
Prior art date
Application number
RU2011117827/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011117827A (ru
Inventor
Владимир Алексеевич Арсеньев
Александр Викторович Воронин
Вадим Гараевич Сафин
Василий Игоревич Сиротинин
Юрий Мефодиевич Федоришин
Сергей Михайлович Шевяков
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" (ООО "МСД Холдинг")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" (ООО "МСД Холдинг") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" (ООО "МСД Холдинг")
Priority to RU2011117827/11A priority Critical patent/RU2486466C2/ru
Publication of RU2011117827A publication Critical patent/RU2011117827A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2486466C2 publication Critical patent/RU2486466C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к диагностике состояния контактной сети. Способ измерения износа проводов контактной сети электрифицированных железных дорог заключается в подсвечивании проводов двумя лазерными веерными излучателями, диаграммы направленности которых сведены в параллельные плоскости, расположенные симметрично по обе стороны оптической оси приемной телевизионной камеры. Далее фиксируют телевизионной камерой линии пересечения поверхности провода и плоскостей веерных лучей и по форме линий пересечения посредством компьютера вычисляют степень износа контактного провода. Для получения изображения используют диффузную составляющую отраженного сигнала, причем осветительное и приемное телевизионное оборудование располагают на отдельном измерительном полозе токоприемника. Решение направлено на повышение точности и достоверности определения износа контактного провода. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к транспортным средствам с электротягой и предназначено для диагностики состояния контактных проводов.
Движение поездов электрифицированных железных дорог осуществляется электроприводом, расположенным в самом поезде, электропитание к которому подводится от контактного провода (КП) специальным прижимным токосъемным устройством (пантографом) через токосъемный полоз, обеспечивающим непрерывный контакт с проводом при движении поезда.
Съем тока с КП сопровождается износом как КП, так и токосъемного полоза. И если замена полоза трудности не представляет, то контроль износа КП и его замена при превышении допустимой степени износа - одна из основных проблем ж/д служб.
Износ КП - это уменьшение линейных размеров, площади поперечного сечения и массы провода при трении о токосъемный полоз пантографа. Износ КП измеряется в мм2 уменьшения площади его поперечного сечения. Для сечения провода 100 мм2 износ не должен превышать 30% его сечения. Места провода с большим износом должны вырезаться и заменяться вставками. Замеры износа КП производятся не менее 1 раза в год (а в местах повышенного износа не менее 1 раза в квартал).
К настоящему времени основным способ измерения износа КП остается ручной способ (микрометром, штангенциркулем). Автоматизированные системы, осуществляющие контроль износа при движении поезда в рабочем режиме, оборудование которых расположено на крыше и внутри специального вагона-лаборатории, находятся в настоящее время в процессе внедрения.
Примером реализации способа автоматического измерения и регистрации износа КП может служить устройство по патенту РФ [1].
Суть данного автоматического измерения износа КП заключается в подсветке КП импульсным линейным осветителем, приеме отраженного от КП сигнала линейными телевизионными камерами, регистрации ширины полосы света, отраженного от изношенной поверхности КП, передаче выходных электрических информационных сигналов в блок обработки и индикации информации для вычисления степени износа КП.
При идеальной подвеске КП и идеальной площадке износа KП (фиг.1) измеряется ширина площадки износа L, по которой косвенно определяется остаточная площадь сечения КП или остаточная высота.
Реальная картина износа КП может отличаться от идеальной, и площадка износа может иметь сложную конфигурацию (несколько площадок износа, наклонный износ) (фиг.2).
В этом случае данный косвенный способ измерения не обеспечивает достаточной точности и достоверности измерения. Это основной недостаток системы измерения по данному способу.
Системе присущи и другие недостатки, такие как недостаточная надежность и помехозащищенность, незащищенность от влияния внешнего светового фона.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ измерения износа КП, реализованный в СОРАН [2]. Принцип этого метода показан на фиг.3.
Коллимированный луч импульсного лазерного излучателя 1 посредством разворачивающей системы превращается в плоский расходящийся веером световой пучок 2 толщиной 0,3÷06 мм, направленный на КП 3. Матрица телевизионной камеры 4 через объектив 5 регистрирует линию пересечения 6 поверхности провода с плоскостью веерного луча для последующей передачи в систему обработки полученного изображения и вычисления величины износа КП. Оборудование измерительной системы размещено на крыше вагона. Высота подвески КП от размещения измерительной системы меняется в широких пределах (0,7÷2,2 м от крыши вагона).
По этой причине оборудование измерительной системы оснащено механическим устройством, обеспечивающим слежение оптической системой измерительного блока за высотой подвеса КП для подстройки измерительной системы под разную высоту подвеса КП (фиг.4), где: 1 - подвижный лазерный излучатель веерного луча; 2 - веерный луч; 3 - контактный провод; 4 - матричная телевизионная камера; 7 - контроллер телевизионной камеры и мотора слежения; 8 - подвижные наклонные зеркала изображения; 9 - неподвижное наклонное зеркало веерного луча; 10 - обратная связь системы слежения за КП; 11 - мотор системы слежения; 12 - линия связи к станции обработки информации; 13 - крыша измерительного вагона.
Необходимость такого устройства слежения за высотой подвеса КП является одним из основных ее недостатков. Еще более серьезным недостатком является неспособность достоверно формировать линию пересечения веерного луча лазерного излучателя с поверхностью КП при работе даже при незначительных осадках из-за большого расстояния от провода до измерительной системы. Это снижает достоверность и точность измерений износа КП.
Основной задачей предлагаемого способа измерения износа КП является устранение указанных недостатков:
- увеличение точности и достоверности измерения износа КП;
- упрощение за счет отказа от механической системы слежения за переменной высотой подвеса КП.
Дополнительно ставится задача повышения независимости достоверности измерений:
- от влияния внешнего светового фона;
- от погодных условий (дожди, снегопады).
В предложенном способе измерения износа КП также используется принцип фиксации линии пересечения поверхности провода и плоскости веерного луча лазерного излучателя с последующим вычислением остаточной высоты или остаточной площади поперечного сечения КП, а также фиксации положения КП относительно оси токоприемника.
Поставленная задача решается за счет применения для подсветки каждого из КП несколькими веерными излучателями (на каждую телевизионную камеру), диаграммы направленности которых расположены в параллельных плоскостях, и симметрично по обе стороны от оптической оси визирования камеры. В таком варианте расширяется угол захвата веерными лучами боковых поверхностей площадок износа и видимая линия пересечения поверхности провода и плоскостей 2-х веерных лучей более точно и достоверно передает реальную картину износа поверхности каждого КП, фиксируемую камерой. Форма линии пересечения плоскости лазерного растра и поверхности КП не зависит от угла наклона КП.
В системе измерения используются специальные высокоскоростные матричные телевизионные камеры, а подсветка КП осуществляется веерными импульсными лазерными осветителями.
Лазеры, зеркала и камеры размещены таким образом, что для получения изображения используется диффузная составляющая отраженного лазерного луча.
В предлагаемом способе измерения износа КП осветительное и измерительное оборудование размещаются на отдельном измерительном полозе токоприемника и располагаются на минимально допустимом фиксированном расстоянии от КП в пределах 80÷100 мм. Это позволяет решить вторую задачу изобретения, т.е. отказаться от сложной системы слежения за переменной высотой подвески КП. Решается и вторая дополнительная задача - повышение независимости достоверности измерений от погодных условий.
Первая дополнительная задача - повышение независимости достоверности измерений от влияния внешнего светового фона решается совместным использованием оптических инфракрасных пропускающих фильтров и режима с междукадровой компенсацией в телевизионной камере. В этом режиме телевизионная камера регистрирует два соседних кадра - один кадр с подсветкой КП, второй кадр без подсветки КП. В результате вычитания изображений одного кадра из другого выделяется только полезный сигнал (без фоновой подсветки), который и регистрируется.
В режиме междукадровой компенсации камеры используется не полный кадр матрицы (1024 строки), а только необходимую часть строк изображения (90-150). Это позволяет увеличить частоту кадров до 625 (вместо 78) изображений в секунду, что также увеличивает точность и достоверность измерений системы измерения износа контактного провода лазерной (СИИКПЛ).
Упрощенная структурная схема СИИКПЛ приведена на фиг.5. СИИКПЛ состоит из четырех идентичных модулей электронно-оптических МЭО 14, расположенных на измерительном токоприемнике и работающих под потенциалом контактной сети. Каждый модуль включает в себя два блока управления лазером БУЛ 15, два генератора веерного луча ГВЛ 1, цифровую матричную телевизионную камеру ЦТВК 4 с объективом 5 и блок питания БП 16. Питание всех модулей МЭО осуществляется от преобразователя 220 В АС/24 В DC 17, который также находится под потенциалом контактной сети и подключен к разделительному высоковольтному трансформатору ТР 18. В ЦТВК осуществляется первичная обработка изображения, подавление мешающих сигналов от фона, выделение линии пересечения веерного луча с поверхностью провода, измерение основных параметров выделенного оптического сигнала и сжатие данных для уменьшения трафика передаваемых данных по дуплексным волоконно-оптическим линиям связи ДВОЛС 19.
Управление работой МЭО и передача измерительной и телеметрической информации осуществляется по ДВОЛС между ЦТВК и блоками цифровой обработки сигналов БЦОС 20, расположенных во внутренних помещениях измерительного вагона. В БЦОС происходит первичная обработка информации, выделение на принятом кадре зон с изображением контактных проводов и передача полученных данных в ПЭВМ 21 (промышленную электронно-вычислительную машину) рабочего места оператора.
Кроме того, через БЦОС осуществляется синхронизация и управление работой всех камер.
Расчет величины износа КП производится в ПЭВМ рабочего места оператора по специальным алгоритмам.
Испытание системы СИИКПЛ, использующей предлагаемый способ измерения износа КП, подтвердило выполнение всех поставленных перед изобретением задач.
Техническим результатом является увеличение точности и достоверности измерения износа КП, независимость от влияния внешнего светового фона, работоспособность в сложных погодных условиях.
Источники информации
1. Патент РФ №2120866.
2. СО РАН [http://WWW.tdisie.nsc.ru/Rus/s_contact_rus.html].

Claims (5)

1. Способ измерения износа проводов контактной сети электрифицированных железных дорог, заключающийся в подсвечивании проводов лазерным веерным излучателем, приеме телевизионной камерой отраженного сигнала и фиксировании его в виде линии пересечения плоскости веерного луча с поверхностью провода, передаче полученного изображения в компьютерный блок обработки сигнала и вычислении степени износа контактного провода, отличающийся тем, что подсвечивание контактного провода осуществляют двумя лазерными веерными излучателями, диаграммы направленности которых сведены в параллельные плоскости, расположенные симметрично по обе стороны оптической оси приемной телевизионной камеры, фиксируют телевизионной камерой линии пересечения поверхности провода и плоскостей веерных лучей, и по форме линий пересечения посредством компьютера вычисляют степень износа контактного провода, для получения изображения используют диффузную составляющую отраженного сигнала, причем осветительное и приемное телевизионное оборудование располагают на отдельном измерительном полозе токоприемника на минимально допустимом фиксированном расстоянии от контактного провода.
2. Способ измерения по п.1, отличающийся тем, что при одновременном измерении износа проводов в количестве больше одного (2÷4), каждый провод подсвечивают двумя лазерными веерными излучателями, диаграммы направленности которых сведены в параллельные плоскости и которые располагают симметрично по обе стороны оптической оси приемной телевизионной камеры.
3. Способ измерения по п.1 или 2, отличающийся тем, что диффузную составляющую отраженного лазерного луча получают взаимным размещением лазерных осветителей, зеркал и телевизионных камер.
4. Способ измерения по п.1 или 2, отличающийся тем, что в режиме измерения износа контактного провода используют неполный кадр телевизионной матрицы, ограничиваясь необходимым количеством строк изображения (90-150).
5. Способ измерения по п.1 или 2, отличающийся тем, что для измерения износа контактного провода используют режим работы телевизионной камеры с междукадровой компенсацией мешающего фонового изображения.
RU2011117827/11A 2011-05-03 2011-05-03 Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети) RU2486466C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117827/11A RU2486466C2 (ru) 2011-05-03 2011-05-03 Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117827/11A RU2486466C2 (ru) 2011-05-03 2011-05-03 Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011117827A RU2011117827A (ru) 2012-11-10
RU2486466C2 true RU2486466C2 (ru) 2013-06-27

Family

ID=47322007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117827/11A RU2486466C2 (ru) 2011-05-03 2011-05-03 Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2486466C2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550106C1 (ru) * 2013-12-16 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Устройство для определения износа контактного провода железных дорог
CN104792513A (zh) * 2015-05-04 2015-07-22 长春速建新技术开发有限公司 六自由度模拟接触网装置
RU190129U1 (ru) * 2019-04-30 2019-06-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" Устройство для автоматического получения информации о состоянии контактного провода
RU205558U1 (ru) * 2021-05-25 2021-07-21 Закрытое акционерное общество "Москабельмет" (ЗАО "МКМ") Стенд для испытания контактных проводов на износ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108981583A (zh) * 2018-08-17 2018-12-11 东莞市诺丽电子科技有限公司 一种跨坐式单轨接触网磨耗检测系统及检测方法
CN112325781B (zh) * 2020-10-16 2022-05-17 易思维(杭州)科技有限公司 轨道交通接触线磨耗检测装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120227A (ja) * 1993-10-26 1995-05-12 Railway Technical Res Inst トロリー線摩耗測定光学系
RU7948U1 (ru) * 1997-08-26 1998-10-16 Галиулин Равиль Масгутович Устройство для измерения параметров контактного провода
RU2134203C1 (ru) * 1995-04-19 1999-08-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "МАДЖЕСТИК" Способ контроля состояния контактного провода и устройство для его осуществления
RU2142622C1 (ru) * 1998-06-04 1999-12-10 Тульский государственный университет Способ обнаружения дефектов поверхности
JP2005147878A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Tokyo Metro Co Ltd トロリ線摩耗量測定方法および測定装置
RU2416068C2 (ru) * 2006-10-05 2011-04-10 Мейденша Корпорейшн Устройство для измерения износа контактного провода

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07120227A (ja) * 1993-10-26 1995-05-12 Railway Technical Res Inst トロリー線摩耗測定光学系
RU2134203C1 (ru) * 1995-04-19 1999-08-10 Товарищество с ограниченной ответственностью "МАДЖЕСТИК" Способ контроля состояния контактного провода и устройство для его осуществления
RU7948U1 (ru) * 1997-08-26 1998-10-16 Галиулин Равиль Масгутович Устройство для измерения параметров контактного провода
RU2142622C1 (ru) * 1998-06-04 1999-12-10 Тульский государственный университет Способ обнаружения дефектов поверхности
JP2005147878A (ja) * 2003-11-17 2005-06-09 Tokyo Metro Co Ltd トロリ線摩耗量測定方法および測定装置
RU2416068C2 (ru) * 2006-10-05 2011-04-10 Мейденша Корпорейшн Устройство для измерения износа контактного провода

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
«СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ ИЗНОСА И ДЕФЕКТОВ КОНТАКТНОГО ПРОВОДА "КОНТАКТ"», найдено 04.07.2012 из Интернет:. HTTP://WWW.TDISIE.NSC.RU/RUS/S_CONTACT_RUS.HTML, 2008 г. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2550106C1 (ru) * 2013-12-16 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС) Устройство для определения износа контактного провода железных дорог
CN104792513A (zh) * 2015-05-04 2015-07-22 长春速建新技术开发有限公司 六自由度模拟接触网装置
RU190129U1 (ru) * 2019-04-30 2019-06-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Мобильные Системы Диагностики Холдинг" Устройство для автоматического получения информации о состоянии контактного провода
RU205558U1 (ru) * 2021-05-25 2021-07-21 Закрытое акционерное общество "Москабельмет" (ЗАО "МКМ") Стенд для испытания контактных проводов на износ

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011117827A (ru) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2486466C2 (ru) Способ автоматического измерения износа контактного провода (проводов контактной сети)
CN101982609B (zh) 捣固车光电测量系统及方法
CN102507600B (zh) 高速机车受电弓滑板磨损自动检测装置
CN107635823B (zh) 用于沿架空接触线对集电弓进行视频检查的系统和方法
CN102507601B (zh) 电力机车受电弓在线磨损检测方法与系统
CN101487224B (zh) 高速路况检测车
EP1988358B1 (en) Device for measuring wear of trolley wire by image processing
CN104748685A (zh) 一种接触网几何参数动态测量方法
CN107560545B (zh) 基于机器视觉的接触线磨耗自动测量仪器及测量方法
CN104567684A (zh) 一种接触网几何参数检测方法及装置
CN102030016A (zh) 基于结构光视觉的轨道不平顺状态检测方法
CN106970581B (zh) 一种基于无人机群三维全视角的列车受电弓实时智能监测方法及系统
CN108709497B (zh) 一种接触网几何参数检测装置
CN101858731A (zh) 一种机车受电弓滑板磨耗在线自动检测设备
KR101016024B1 (ko) 스테레오 비전 방식을 이용한 전차선 측정 시스템
CN109254010A (zh) 一种受电弓检测装置及检测方法
JP2014169939A (ja) 架線位置計測装置及び方法
CN106183895B (zh) 一种单轨接触线磨耗检测装置及方法
CN201354024Y (zh) 高速路况检测车
CN101240520A (zh) 用于捣固车的铁路线路参数光电测试装置及其检测方法
KR102004909B1 (ko) 텅레일 밀착상태 검지를 위한 검측시스템
CN211085118U (zh) 一种刚性接触网的三维几何参数测量装置
CN206124811U (zh) 一种单轨接触线磨耗检测装置及接触线图像采集模组
DE102009018763B4 (de) Verfahren zur Erfassung von Bauteilen in Oberleitungsanlagen von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen
JPH03156303A (ja) トロリ線摩耗測定装置