应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法

摘要

本发明公开了应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统及方法，系统包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机。方法包括1、车号识别单元识别列车车厢车号，摄像小车采集列车车底的图像信息，并且传输至中心主机；2、根据车号，确定摄像小车的移动参数，中心主机控制摄像小车移动到所要监测的制动缸下方；3、中心主机控制控制风机大闸给列车制动系统加压，进行试风作业，控制摄像小车对制动缸活塞杆进行拍摄；本发明根据列车车号，直接进行图像识别定位，可远程操作，定位准确；监测系统可对列车车底需检测部件进行定点跟踪拍摄，定位精度较高；也可在运动中进行动态拍摄，起到图像动态故障识别的作用。

主权项

应用于铁路列检试风作业制动缸状态的自动监测系统，其特征在于，包括摄像小车、车号识别单元、供电通信装置、立轨、轨边控制单元与中心主机；所述的立轨铺设在列检所的列检股道上，位于两铁轨内侧，与铁轨平行，且靠近一侧铁轨；立轨的横截面为“S”形的折弯板，滑导线架固定在立轨的中间，滑导线架上设有凹槽，滑导线镶嵌于凹槽中，所述立轨通过铁轨卡具固定在铁轨上，铁轨卡具由卡具支架和卡具压块组成，卡具支架底部与铁轨底部相贴合，卡具支架的凹槽卡住铁轨底部边沿，一侧通过卡具压块压住在铁轨底部边沿，立轨固定在卡具支架内侧竖直的立轨安装面上；所述车号识别单元采用RF技术读取车辆车号，设置于列检道岔两侧，在待检列车驶入列检股道时，车号识别单元对进入列检股道的车辆车号进行识别，将检测到的车辆车号发送到中心主机；所述的摄像小车安装在立轨上，可沿立轨运动，包括车体、车厢与驱动组件；车体底面具有凹槽，形成马鞍形结构；车体通过凹槽骑在立轨顶面上，凹槽通过两支撑轮与立轨顶面配合，车箱设有支撑轮，支撑轮与立轨侧壁贴合，车体凹槽顶面上安装有编码器，编码器为旋转编码器，编码器的滚轮与立轨顶面贴合，通过支撑轮与编码器实现车体在立轨轴向上移动，且在车体移动时，通过编码器测得车体移动的位移；车体两侧分别安装有车厢与驱动组件安装板，且分别位于立轨内外两侧；所述驱动组件安装板水平与车体侧面固连，用来安装驱动组件与红外传感器；其中，驱动组件包括驱动电机、驱动轮、弹簧轴与压紧弹簧；驱动轮水平轴接在驱动组件安装板底面上，且与立轨侧面贴合，通过固定于驱动组件安装板底面上的驱动电机驱动其转动；驱动电机采用立式安装；弹簧轴水平固定在车体侧面上，弹簧轴上套有压紧弹簧，压紧弹簧两端分别与驱动轮、车体固定，所述红外传感器安装于驱动组件安装板顶面上，红外线发射端朝向立轨外侧，对准列车车轮下边沿；所述车箱内部设有两个摄像头，两个摄像头的镜头分别对准列车车厢底部两侧，在车箱内还设置有采用DSP数字信号处理器为控制器的控制板，具有网络通信功能，可提供对电机的控制以及数据的采集和处理，且控制板与集电器相连；所述集电器为电刷，用来在立轨侧面安装的滑导线上取电，通过滑导线实现控制板与轨边控制单元间的通信，使轨边控制单元发送的控制信号发送至控制板，由小车控制板控制摄像小车的移动与拍摄；摄像小车用来采集列车车底的图像信息，并对列车各个车厢轮轴进行距离测量扫描，获得当前列车各个车厢车轮的相对位置，通过轨边控制单元发送到中心主机；所述的供电通信装置包括开关电源、电力猫A、电力猫B、滑导线与集电器；每个轨边控制单元内设有一个电力猫A和开关电源，每个摄像小车上设有一个集电器和电力猫B；轨边控制单元通过以太网接口与电力猫A相连，向电力猫A发送控制信息数据；电力猫A通过电源线与开关电源及滑导线相连；电力猫A用来对接收到的控制信息数据进行调制后发送到滑导线；所述滑导线为两根，且形成回路，两根滑导线上有n个集电器，通过滑导线与集电器构成滑导线供电通信系统；每个集电器连接一个电力猫B，电力猫B与摄像小车控制板间通过以太网接口相连；滑导线将控制信息数据通过电力猫B进行解调后发送给摄像小车控制板；且摄像小车所发送的信息数据通过电力猫B进行调制后通过滑导线发送到电力猫A，通过电力猫A对信息数据进行解调后，发送给轨边控制单元主机；所述开关电源为供电通信装置进行供电；所述的中心主机内设有车号车型与制动缸位置参数关系数据库，在数据库中，根据车号车型，能够确定列车中制动缸与车厢轮轴距离位置的对应关系，车号识别单元获取车号，输出至中心主机，中心主机根据车号车型，在数据库中进行匹配，得出制动缸与车厢轮轴距离位置，以车厢轮轴为参照点，消除列车勾缓弹簧伸缩量给列车长度造成的误差后，采用就近原则为各车辆的制动缸匹配相应的摄像小车，采用冗余算法，得到摄像小车和制动缸的匹配表，然后得到各个摄像小车移动到列车制动缸下的移动方向和距离，中心主机通过轨边控制单元向摄像小车发送控制信号，摄像小车内的编码器获取的移动车体直线位移电信号，按照移动方向和距离，控制各个摄像小车分别移动至当前列车的各个车厢下方制动缸所在位置，并向摄像小车发送摄像指令，控制摄像小车内摄像头对制动缸进行拍摄。