专利名称：高速客运专线接触网安全状态检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高速客运专线接触网安全状态检测装置。
背景技术：
传统的接触式检测方法必须在受电弓上放置传感器，在接触网在线检测的过程 中，受电弓在高速状态下受空气动力的影响，采用接触式检测方法具有明显的缺陷。第一， 传感器的大小尺寸改变了受电弓的物理结构，影响了受电弓的空气动力特性，降低了检测 受电弓的安全性；第二，传感器的附加重量增加了受电弓的规算质量，改变了弓网匹配关 系，不能真实再现弓网动态跟随性；第三，确认车的受电弓为取流受电弓，弓网离线时的电 磁干扰功率很大，对检测传感器输出的微弱信号造成影响，极大增加了误检的可能性。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种高速客运专线 接触网安全状态检测装置，该高速客运专线接触网安全状态检测装置离开受电弓置于低压 端，避免了接触式检测方法的不足，从而大大提高了确认车的检测精度、安全性和实用性， 具有重要的实际意义。本实用新型的目的通过下述技术方案实现一种高速客运专线接触网安全状态检 测装置，主要由主机系统，以及分别与主机系统相连的接触网动态几何参数检测设备、接触 网动态弓网冲击参数检测设备、激光测距系统、定位装置构成。所述主机系统通过GPRS设备与客户端相连。所述接触网动态几何参数检测设备主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及 与嵌入式计算机相连的激光扫描传感器阵列构成。所述接触网动态弓网冲击参数检测设备主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、 以及与嵌入式计算机相连的工业摄像机构成。所述激光测距系统主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入式计算机 相连的激光测距设备构成。所述定位装置主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入式计算机相连 的机车TAX箱构成。综上所述，本实用新型的有益效果是(1)本实用新型离开受电弓置于低压端，避免了接触式检测方法的不足，从而大大 提高了确认车的检测精度、安全性和实用性，具有重要的实际意义；(2)本实用新型没有检测传感器，就不存在传感器尺寸大小对受电弓物理特性的 影响；(3)本实用新型没有检测传感器，受电弓就不存在附加质量，就不会改变弓网匹配 关系；(4)本实用新型没有检测传感器，就不存在取流受电弓的电磁信号对检测传感器的影响；(5)大屏幕显示技术实现了受电弓车顶状况的室内可视化观测，代替人工上车顶 的传统检查方式。提供检测项目的图像及数据报表输出；提供检测结果的查询、统计、综合 分析、打印、故障预警及网络共享管理。
图1为本实用新型的系统框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实 施方式不仅限于此。实施例如图1所示，本实用新型主要由主机系统，以及分别与主机系统相连的接触网动 态几何参数检测设备、接触网动态弓网冲击参数检测设备、激光测距系统、定位装置构成； 该主机系统还通过GPRS设备与客户端相连。接触网动态几何参数检测设备采用一台嵌入式计算机对激光扫描传感器阵列进 行实时数据采集、融合等，得到的接触网几何参数；激光扫描传感器阵列采用TCP通信协 议，激光扫描阵列导线几何位置检测软件实时进行数据采集处理；处理后的数据(即接触 网几何参数等)将通过UDP协议以数据包形式发送到主机系统，从而具有传输数据稳定，效 率高等特点。接触网动态弓网冲击参数检测设备采用一台嵌入式计算机实时获得通过工业摄 像机得到的离线燃弧数据；采用图像处理技术对离线火花大小、时间进行处理分析，从而计 算出离线时间及离线率等参数；处理后的数据将通过UDP协议以数据包形式发送到主机系 统。激光测距系统采用一台嵌入式计算机用于实时通过P2P激光测距设备得到受电 弓动态高度数据，处理后的数据将通过UDP协议以数据包形式发送到主机系统。定位装置采用一台嵌入式计算机实时从机车TAX箱设备获取当前列车速度及公 里标等信息，结合速度检测设备数据及系统线路信息数据库，分析处理出精确公里标，达到 精确定位；处理后的数据将通过UDP协议以数据包形式发送到主机系统。主机系统采用最新配置的服务器，通过相应的数据处理软件和数据离融合技术， 得到动态接触网的几何参数和弓网受流参数，并依据专家评判标准，识别超限数据。同时将 上述数据生成报表和曲线，存储在计算机中，显示、打印或通过GPRS信道送到远方动车调 度中心。接触网的主要动态几何参数的检测原理如下(a)接触网导高、拉出值接触网动态几何参数由激光扫描及传感器设备测量而 得。激光扫描及传感设备由若干套完全相同部分组成，置于车顶沿线路方向相距100mm。每 套激光扫描设备沿线路横断面扫描，这些设备通过对基脉冲控制，控制周期为0. 2ms，其对 应的传感器设备分别测试到5000-—6700mm高度、士700mm宽度的接触网目标，由于光速远 大于350km/h，故每套扫描及传感设备用于数据分析与处理及传感到嵌入式计算机时间为0. 8ms，相应得到沿线路方向采样间距为25mm/x，χ为激光扫描及传感设备套数。该子系统运行的过程中，这些设备采用脉冲触发控制外，还需进行数据融合(结 合运行速度)处理，相关数据分析，以及提高目标识别效率减少测量误差。(b)锚段关节及线岔处两线间距和非工作支抬高锚段关节及线岔处两线间距和 非工作支抬高同样由激光扫描及传感器设备测量而得。在锚段关节及线岔关节处，检测设 备测出两根导线参数，系统将根据接触网结构分析判断出工作支及非工作支，通过两根导 线的拉出值及高度，计算可得两线的水平及垂直间距。(c)定位点抬升量该参数通过P2P激光测距设备检测。假设受电弓置于一位端， P2P激光测试设备是置于受电弓下方，上述激光扫描阵列及传感设备则置于车顶二位端。在 气囊式受电弓弓架上放置一个平行于车顶平面的档板，在其下方低压端配置一个P2P激光 器，在受电弓运行过程中，激光器光斑始终在档板中。由于受电弓与导线接触，受电弓升高， 档板到激光器的距离加大，反之，距离变小，显然通过测试的激光器和档板间的距离，即可 得到导线的动态高度。二位端的激光扫描器阵列及传感设备同时也能测试到接触线的高度，由于受自重 的影响，该数据近似为接触线的自然高度。在定位点处，导线的抬升量即为导线的动态高度和自然高度之差。(d)弓网动态冲击采用工业摄像机对弓网电弧弧光进行测试，得到离线率。高速 摄像机的扫描频率选为15kHz，每帧图像数据都要进行二值化处理及利用Carmy算子的信 噪比准则、定位精度准则和单边响应准则进行运算。离线率是弓网关系最为切实的表现，离线率大说明弓网动态特性不良，接触线磨 损增大，存在断线的安全隐患。(e)速度及里程采用光电编码速度传感器测量，在车轴上安装速度传感器，通过 累积脉冲数结合车轮直径计算出里程。(f)定位信息使用机车TAX箱数据参数，实时获取车速、公里标等数据，消除里程 累积误差，实现精确定位。系统基于数据库技术，由公里标可以得到定位点编号、站区名称 和上下行信息。这些定位信息十分重要，测试数据只有和这些信息关联，确认车才具有意 义。如上所述，便可较好的实现本实用新型。
权利要求高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，主要由主机系统，以及分别与主机系统相连的接触网动态几何参数检测设备、接触网动态弓网冲击参数检测设备、激光测距系统、定位装置构成。
2.根据权利要求1所述的高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，所述 主机系统通过GPRS设备与客户端相连。
3.根据权利要求1或2所述的高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，所 述接触网动态几何参数检测设备主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入式计 算机相连的激光扫描传感器阵列构成。
4.根据权利要求1或2所述的高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，所 述接触网动态弓网冲击参数检测设备主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入 式计算机相连的工业摄像机构成。
5.根据权利要求1或2所述的高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，所 述激光测距系统主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入式计算机相连的激光 测距设备构成。
6.根据权利要求1或2所述的高速客运专线接触网安全状态检测装置，其特征在于，所 述定位装置主要由与主机系统相连的嵌入式计算机、以及与嵌入式计算机相连的机车TAX 箱构成。
专利摘要本实用新型公开了一种高速客运专线接触网安全状态检测装置。该高速客运专线接触网安全状态检测装置主要由主机系统，以及分别与主机系统相连的接触网动态几何参数检测设备、接触网动态弓网冲击参数检测设备、激光测距系统、定位装置构成。本实用新型离开受电弓置于低压端，避免了接触式检测方法的不足，从而大大提高了确认车的检测精度、安全性和实用性，具有重要的实际意义。
文档编号B60M1/28GK201736837SQ20102051106
公开日2011年2月9日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者陈唐龙 申请人:成都国铁精工科技有限责任公司