同时空同断面网轨隧综合检测系统的制作方法

本发明涉及轨道交通检测技术领域，具体涉及一种同时空同断面网轨隧综合检测系统。

背景技术：

随着国民经济的快速发展，人们出行、交通越来越频繁，对服务的快捷、便利性的要求也越来越高。为了适应和推动行业的发展，轨道交通作为一种新型交通方式呈现出井喷式发展。相应的，对轨道交通车辆运维的安全提出了更高的要求。

考虑到高效运营和安全需要，需要加强对运行路线的弓网、轨道、隧道的检测。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种同时空同断面网轨隧综合检测装置及方法，以加强对运行路线的弓网、轨道、隧道的检测，提高城市轨道交通的安全程度。

本发明实施例提供了一种同时空同断面网轨隧综合检测系统，包括：

第一隧道巡检成像组件，设置在第一车头头罩上方；

限界3d组件，设置在第一车头前端；

第一弓网检测组件，设置在车厢顶部，车厢与第一车头相邻，且第一弓网检测组件位于车厢远离第一车头的一端；

第二弓网检测组件，设置在车厢的中段顶部；

轨道几何参数检测组件，设置在车厢底部，且轨道几何参数检测组件位于车厢靠近第一车头的一端；

轨道巡检组件，设置在车厢中段底部；

测速雷达，设置在车厢中段底部；

第一隧道巡检主机，设置在第一车头的车厢内；

第一限界检测主机，设置在第一车头的车厢内；

轨道巡检主机，设置在车厢内部；

弓网检测主机，设置在车厢内部；

其中，同时空同断面网轨隧综合检测方法步骤如下：

获取指定时间点的弓网检测数据；弓网检测数据包括弓网检测图像信息以及弓网检测点的位置信息；

结合第一隧道巡检成像组件与第一弓网检测组件和/或第二弓网检测组件之间的距离和对应时刻的行驶速度，获取与弓网检测点所在位置同断面的隧道巡检数据；

结合轨道巡检组件与弓网检测组件之间的距离和对应时刻的行驶速度，获取与弓网检测点同断面的轨道巡检数据。

可选地，还包括：

第二隧道巡检成像组件，设置在第二车头头罩上方；

第二隧道巡检主机，设置在第二车头的车厢内。

可选地，还包括：

限界雷达组件，设置在第二车头前端；

第二限界检测主机，设置在第二车头的车厢内。

可选地，第一弓网检测组件包括面阵相机和激光器；其中，面阵相机和激光器安装在第一护罩中；第一护罩通过安装支架固定在车顶的焊接座上；安装支架用于调节第一护罩的俯仰角度；

第二弓网检测组件的第二护罩的盖上设有相机视窗、激光视窗和补光灯视窗。

可选地，第一隧道巡检主机的机箱和第一限界检测主机的机箱设置在车内座椅下方；弓网检测主机设置在配电柜中。

可选地，结合隧道巡检成像组件与弓网检测组件的距离和对应的行驶速度，获取与弓网检测点同断面的隧道巡检数据包括：

获取在第一时间点t1时的弓网检测数据；

若隧道巡检成像组件与弓网检测组件在车厢上的安装距离为第一距离l1，且当前行驶速度为v1，则与第一时间点t1时的弓网检测数据同断面的隧道巡检数据对应的第二时间点t2=t1-l1/v1。

可选地，结合轨道巡检组件与弓网检测组件之间的距离和对应时刻的行驶速度，获取与弓网检测点同断面的轨道巡检数据包括：

获取在第一时间点t1时的弓网检测数据；

若隧道巡检成像组件与轨道巡检组件在车厢上的安装距离为第二距离l2，且当前行驶速度为v2，则与第一时间点t1时的弓网检测数据同断面的轨道巡检数据对应的第三时间点t3=t1-l2/v2。

可选地，若列车当前处于制动或起动状态，则根据公式l=∫dv·dt计算得出相应的时间点；根据时间点以调取与弓网检测点同断面的隧道巡检数据和轨道巡检数据。

可选地，还包括：由限界雷达组件确定需要进行检测的网轨隧断面位置。

本发明实施例公开了一种同时空同断面网轨隧综合检测系统，由于网、轨、隧检测装置分别位于车体不同位置，轨道巡检组件、隧道巡检成像组件与弓网检测组件在列车上的位置不在同一截面中，当平台需要调取某一时间三者同一位置检测数据，例如需要某一时间点的弓网检测数据，而该时间点的轨道检测数据、隧道检测数据并不与弓网检测数据的位置处于同一截面，为确保网、轨、隧检测组件检测位置一致，系统根据三者距离来换算调整，以将三者处于同一时空同一断面的数据调出，从而实现对城市轨道交通的网轨隧同时空同断面的综合检测。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例中一种同时空同断面网轨隧综合检测装置的结构图；

图2示出了本发明实施例中一种同时空同断面网轨隧综合检测装置的安装布局图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种同时空同断面网轨隧综合检测系统，包括第一隧道巡检成像组件1，限界3d组件2，第一弓网检测组件3，第二弓网检测组件4，轨道几何参数检测组件5，轨道巡检组件6，测速雷达7，第一隧道巡检主机8，第一限界检测主机9，轨道巡检主机10和弓网检测主机11，其中：第一隧道巡检成像组件1设置在第一车头头罩上方；限界3d组件2设置在第一车头前端；第一弓网检测组件3设置在车厢顶部，车厢与第一车头相邻，且第一弓网检测组件位于车厢远离第一车头的一端；第二弓网检测组件4设置在车厢的中段顶部；轨道几何参数检测组件5设置在车厢底部，且轨道几何参数检测组件位于车厢靠近第一车头的一端；轨道巡检组件6设置在车厢中段底部；测速雷达7设置在车厢中段底部；第一隧道巡检主机8设置在第一车头的车厢内；第一限界检测主机9设置在第一车头的车厢内；轨道巡检主机10设置在车厢内部；弓网检测主机11设置在车厢内部。

在本实施例中，如图1和图2所示，同时空同断面网轨隧综合检测系统主要由网检设备、轨道检测设备、隧道检测设备和测速雷达（定位模块）组成。隧道检测设备安装在两端车头（1a、2a）上，轨检、网检设备和测速雷达安装在b车上。弓网检测组件a安装在受电弓平台；弓网检测组件b安装在受电弓开口侧，与主机厂对接安装接口，保证满足限界的同时满足对受电弓补光和图像采集视野满足检测方案要求；受电弓上加装加速度传感器、压力传感器以及附属设备，与主机厂受电弓厂家对接好安装接口以及布线方案。测速雷达按器应用场景要求安装在车体底部；轨道几何参数检测组件安装在转向架构架端部，满足传感器应用场景，同时保障设备结构强度以及设备运行安全；轨道巡检安装在车体底部，保障设备对轨道和道床的成像要求。限界3d组件和限界雷达组件对隧道端面全覆盖，和主机厂对接安装位置，确定限界3d组件分体式或一体式检测方案；隧道巡检成像组件与主机厂对接安装接口，根据安装位置设计相机拍摄角度、补光灯布局，满足对隧道全域覆盖的检测需求。其中，车载检测监测装置主要实现接触式弓网运行状态检测、非接触式动态接触网检测、动态弓网关系高清视频、动态轨道几何参数测量、轨道装填巡检、隧道限界测量、隧道状态巡检等数据的采集、存储、分析、处理以及超限识别等功能。

其中，同时空同断面网轨隧综合检测方法步骤如下：

步骤s1，获取指定时间点的弓网检测数据；弓网检测数据包括弓网检测点的位置信息。

步骤s2，结合隧道巡检成像组件与弓网检测组件之间的距离和对应时刻的行驶速度，获取与弓网检测点同断面的隧道巡检数据。

步骤s3，结合轨道巡检组件与弓网检测组件之间的距离和对应时刻的行驶速度，获取与弓网检测点同断面的轨道巡检数据。

由于网、轨、隧检测装置分别位于车体不同位置，轨道巡检组件、隧道巡检成像组件与弓网检测组件在列车上的位置不在同一截面中，当平台需要调取某一时间三者同一位置检测数据，例如需要某一时间点的弓网检测数据，而该时间点的轨道检测数据、隧道检测数据并不与弓网检测数据的位置处于同一截面，为确保网、轨、隧检测组件检测位置一致，系统根据三者距离来换算调整，以将三者处于同一时空同一断面的数据调出，从而实现对城市轨道交通的网轨隧同时空同断面的综合检测。

作为可选的实施方式，还包括：第二隧道巡检成像组件12，设置在第二车头头罩上方；第二隧道巡检主机13，设置在第二车头的车厢内。限界雷达组件14，设置在第二车头前端；第二限界检测主机15，设置在第二车头的车厢内。

在本实施例中，由于城市轨道交通的列车具有首尾两个车头，因此在两个车头上分别设置了一组隧道巡检成像组件和限界雷达组件（限界3d组件）。

作为可选的实施方式，第一弓网检测组件包括面阵相机和激光器；其中，面阵相机和激光器安装在第一护罩中；第一护罩通过安装支架固定在车顶的焊接座上；安装支架用于调节第一护罩的俯仰角度；安装支架上设置有腰型孔，用于在安装时左右旋转调节；第二弓网检测组件的第二护罩的盖上设有相机视窗、激光视窗和补光灯视窗。

在本实施例中，面阵相机用来拍摄列车与弓网之间接触点的图像，激光器用来检测弓网的几何参数。由于列车高速移动的特性，设置了焊接座在列车顶上作为一个固定连接位置，再通过安装支架将第一护罩固定在焊接座上，安装支架可以调节第一护罩的俯仰角度。在机器组装时，有些零件间的相互位置很难达到理想的位置或零件间的位置需要调整时，通常采用腰形孔设计。至于腰型孔的定位紧固也很简单，只要加装强度满足要求的平垫圈即可。第二护罩的盖上的相机视窗、激光视窗和补光灯视窗用于为相机、激光器和补光灯提供透明视窗，通常采用玻璃，保证视野的同时，达到防风防尘防水的作用。

作为可选的实施方式，第一隧道巡检主机的机箱和第一限界检测主机的机箱设置在车内座椅下方；弓网检测主机设置在配电柜中。

在本实施例中，将第一隧道巡检主机的机箱和第一限界检测主机的机箱设置在车内座椅下方，而不是配电柜中，是考虑到空间占用的问题，也是因为第一隧道巡检主机的机箱和第一限界检测主机的机箱的安装位置要求略低于弓网检测主机，可以设置在车内座椅下方，合理利用了空间。

作为可选的实施方式，步骤s2包括：

获取在第一时间点t1时的弓网检测数据；

若隧道巡检成像组件与弓网检测组件在车厢上的安装距离为第一距离l1，且当前行驶速度为v1，则与第一时间点t1时的弓网检测数据同断面的隧道巡检数据对应的第二时间点t2=t1-l1/v1。

在本实施例中，如图2所示，假设列车向右方行驶，则隧道巡检成像组件在弓网检测组件前方，因此第二时间点先于第一时间点。在具体实施例中，当前行驶速度v1为匀速，因此可以采用匀速的计算方法去获取与弓网检测数据同时空断面的隧道巡检数据。

作为可选的实施方式，步骤s3包括：

获取在第一时间点t1时的弓网检测数据；

若隧道巡检成像组件与轨道巡检组件在车厢上的安装距离为第二距离l2，且当前行驶速度为v2，则与第一时间点t1时的弓网检测数据同断面的轨道巡检数据对应的第三时间点t3=t1-l2/v2。

在本实施例中，如图2所示，假设列车向右方行驶，轨道巡检组件在弓网检测组件前方，因此第三时间点先于第一时间点。在具体实施例中，当前行驶速度v2为匀速。

作为可选的实施方式，若列车当前处于制动或起动状态，则根据公式l=∫dv·dt计算得出相应的时间点；根据时间点以调取与弓网检测点同断面的隧道巡检数据和轨道巡检数据。

在本实施例中，通过已知距离、瞬时速度和时间进行积分运算求出目标时间点，调取系统中对应时间的检测数据。在具体实施例中，以第一时间点t1为例，弓网检测组件a在当前弓网检测点获取到了弓网检测数据，而在同一时间点t1，隧道巡检数据的检测点在弓网检测点的前方，而轨道巡检数据的检测点在弓网检测点的后方，已知弓网检测组件同隧道巡检成像组件之间的水平距离，通过加速度传感器也可以得知实时的加速度数值，通过微积分公式，可以求出t2-t1=l1/∫dv，dv即对速度v求导（即微分），得到瞬时加速度，瞬时加速度对时间段t2-t1积分，得到网检测组件同隧道巡检成像组件之间的水平距离l1。同理可以求出轨道巡检数据对应的第三时间点t3。

作为可选的实施方式，还包括：由限界雷达组件确定需要进行检测的网轨隧断面位置。

在本实施例中，限界雷达是最先检测前方网轨隧情况的组件，由限界雷达进行标记，再由隧道巡检成像组件、轨道巡检组件和弓网检测组件根据前述方法进行检测，实现同时空同断面的网轨隧综合检测。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（read-onlymemory，rom）、随机存储记忆体（randomaccessmemory，ram）、快闪存储器（flashmemory）、硬盘（harddiskdrive，缩写：hdd）或固态硬盘（solid-statedrive，ssd)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。