CN104374373A - 基于受电弓图像分析的接触网状态监测*** - Google Patents

基于受电弓图像分析的接触网状态监测*** Download PDF

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王建源
王宁
刘杰
李轶
闫雪松
孙媛媛
张�浩
高永江
郭磊
张忠琪
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TIANJIN KEYVIA ELECTRIC CO Ltd
China Railway Electrification Engineering Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，包括受电弓图像识别***和接触网状态监测***，受电弓图像识别***先将受电弓图像读入，再经过图像预处理，并提取受电弓受损特征，最后通过与受电弓特征数据库进行特征比对，获得受电弓受损信息，所述的接触网状态监测***将获取本站和上一站的受电弓受损信息进行比对，从而获得接触网的受损信息。本发明采用对线路固定点处拍摄的往来列车受电弓图像的分析,间接判断该线路中接触网的状态。只需要在车站进站口上方架设的相机对到来列车进行拍照，在一个车站只需要架设两到三套***，而且由于架设的位置固定，对照相***的损伤程度小，设备不容易损坏，从而降低了成本。

Description

基于受电弓图像分析的接触网状态监测***
技术领域
本发明涉及一种用于铁路的辅助设备，具体是基于受电弓图像分析的接触网状态监测***。
背景技术
随着列车速度的不断提高，研究弓网***相互作用时的动态特性越来越重要。受电弓和接触网之间存在复杂的力学、电气交互影响作用，其故障率一直较高，严重影响电气化铁路的运营。随着电气化铁路营业里程的增加，对既有线路进行有效地养护和维修成为中国铁路工作者面临的一大难题。
目前的弓网检测***主要采取人工检测、接触式检测、非接触式测距检测和非接触式图像检测等几种手段。其中，非接触式图像检测是利用图像采集和处理技术进行弓网监测，可以利用单一设备同时对多种弓网零部件进行检测，具有减少设备数量、节省投资、不干扰行车、尺寸灵活的优点。现有一种利用连续图像拍摄及图像处理技术进行弓网检测的设备，可安装于商业运营车上，实现日常对弓网的高频监测，如图1所示。
同时，弓网运行不良，如弓网离线燃弧、接触点过热等会对接触网受流造成严重影响，甚至危害接触网本身。意大利的研究者研究出一套基于图像处理的弓网接触点热状态检测***，利用安装在商业运营车上的红外线摄像机拍摄受电弓和接触网的图像，通过对受电弓和接触网接触区域的图像分析，判断是否有弓网接触点过热、弓网离线燃弧以及接触线位置不正常等故障的发生，如图2所示。
但是现有的基于图像的弓网状态检测***，都为安装在商业运营车上，为了实时检测弓网运营状态，每辆车都应安装一套这样的***，从而使成本较高。
发明内容
本发明就是为了解决降低了成本、便于维护的问题，而提供一种在车站进站口上方架设照相机进行拍照的方式，只需要在每个站台设立一套***即可完成对接触网的监测的基于受电弓图像分析的接触网状态监测***。
本发明是按照以下技术方案实现的：
本发明的基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，包括受电弓图像识别***和接触网状态监测***，受电弓图像识别***先将受电弓图像读入，再经过图像规范化、去噪滤波、图像增强、图像配准的图像预处理，并通过形态学滤波算法、傅里叶变换算法、小波分析算法、Radon变换算法提取受电弓受损特征，最后通过与受电弓特征数据库进行特征比对，获得受电弓受损信息，所述的接触网状态监测***将获取本站和上一站的受电弓受损信息进行比对，从而获得接触网的受损信息。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明采用对线路固定点处拍摄的往来列车受电弓图像的分析,间接判断该线路中接触网的状态。只需要在车站进站口上方架设的相机对到来列车进行拍照，在一个车站只需要架设两到三套***，而且由于架设的位置固定，对照相***的损伤程度小，设备不容易损坏，从而降低了成本。
附图说明
图1是现有接触网识别及***坡度检测***；
图2是现有基于红外线的弓网检测***分析图；
图3是本发明的***装备结构图；
图4是本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细的说明。
如图3所示，本发明的基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，主要由工作站、服务器、磁盘阵列、打印机、交换机、高清照相机等设备组成。
被控站拍摄到来的列车受电弓图像，并分析受电弓图像的参数，将参数上传至调度主站。调度主站连接多个被控站。调度主站接受各个被控站传来的列车受电弓信息，通过对比分析，监测各被控站点间接触网的状态，并对数据进行存储，对异常信息进行报警、显示。
被控站安装照相机和处理数据用的服务器。调度主站安装视频工作站、监控工作站、主服务器、备用服务器、磁盘阵列和打印机。
三台高清照相机安装在车站进站口的横梁上，当列车进站后，照相机通过车站通讯***给出的触发信号实现拍照触发。三台相机分别从不同角度对受电弓进行拍照，确保获取受电弓的多方位信息。在获得照片后，通过网线将图像数据传输至车站的后台分析服务器中进行分析，得出受电弓的状态信息。
如图4所示，本发明的基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，包括受电弓图像识别***和接触网状态监测***，受电弓图像识别***先将受电弓图像读入，再经过图像规范化、去噪滤波、图像增强、图像配准的图像预处理，并通过形态学滤波算法、傅里叶变换算法、小波分析算法、Radon变换算法提取受电弓受损特征，最后通过与受电弓特征数据库进行特征比对，获得受电弓受损信息，所述的接触网状态监测***将获取本站和上一站的受电弓受损信息进行比对，从而获得接触网的受损信息。
所述的接触网状态监测***具体工作步骤如下：
Ⅰ先判断本站受电弓受损情况，当无受损时，调度主站显示“正常”，然后结束；当受损时，读入上一站受电弓受损信息；
Ⅱ再判断上一站受电弓受损情况，当无受损时，显示“本段接触网故障”，然后结束；当受损时，显示“接触网第n段故障”，然后结束。
本发明采用对线路固定点处拍摄的往来列车受电弓图像的分析,间接判断该线路中接触网的状态。只需要在车站进站口上方架设的相机对到来列车进行拍照，在一个车站只需要架设两到三套***，而且由于架设的位置固定，对照相***的损伤程度小，设备不容易损坏，从而降低了成本。

Claims (2)

1.一种基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，包括受电弓图像识别***和接触网状态监测***，受电弓图像识别***先将受电弓图像读入，再经过图像规范化、去噪滤波、图像增强、图像配准的图像预处理，并通过形态学滤波算法、傅里叶变换算法、小波分析算法、Radon变换算法提取受电弓受损特征，最后通过与受电弓特征数据库进行特征比对，获得受电弓受损信息，其特征在于：接触网状态监测***将获取本站和上一站的受电弓受损信息进行比对，从而获得接触网的受损信息。
2.根据权利要求1所述的基于受电弓图像分析的接触网状态监测***，其特征在于：接触网状态监测***具体工作步骤如下：
Ⅰ先判断本站受电弓受损情况，当无受损时，调度主站显示“正常”，然后结束；当受损时，读入上一站受电弓受损信息；
Ⅱ再判断上一站受电弓受损情况，当无受损时，显示“本段接触网故障”，然后结束；当受损时，显示“接触网第n段故障”，然后结束。
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