高清 智能检测系统 在轨道交通运维中的 应用及案例剖析 【摘要】随着我国高铁、城铁、地铁等轨道交通的蓬勃发展，轨道交通电气自动化程度要求也越来越高，但十年前的老旧列车仍然还在服役期，地铁线路越来越多，班次越来越密，进而给运维人员带来的工作量也日益增大，需要用现代化技术改造手段代替原有的老旧目测巡检方式，进行运维技术的全面革新，下面结合我在上海铭耿工作期间完成的广佛地铁列车大修及技改项目中的高清监控分析系统在轨道交通中的应用进行简要剖析和项目经验分享。 【关键词】：轨道交通；弓网在线监测系统；地铁列车360度影像在线检测系统；运维
引出线
1、背景概述
打地鼠游戏机广佛线初段2010年开通，部分设计平台和产品是基于10年前的基础，部分电子设备已停产，个别系统的故障率较高，设计理念相对较为陈旧；参考同行业经验，立足于提高列车安全性、可靠性、舒适性，需借助本次车辆大修工作进行部分设备的系统升级，实现地铁管理系统的全方位信息化，满足本项目对车辆检修的功能要求；本次改造需对地铁设备信息进行高清实时监控、画面采集、数据储存、影像及信息传输，利用先进的管理模块，建设智能化管理系统，以减轻后续地铁运维人员的运维压力，提高地铁运维的现代化水平。 盘鮈鱼
2、项目需求
本次车辆大修工作进行技术改造的系统主要有：弓网（车载）在线监测系统、弓网（轨旁）在线检测系统、地铁列车360度影像在线检测系统和走行在线检测系统，要求如下：
（1）数据接口必须符合地铁关键部件故障预测与原有系统对接的接口要求。
（2）技改的主要部件（含材料）都是经过国内城轨交通车辆批量运营证明的成熟可靠产品。
（3）技改产品的交货进度要满足车辆大修修竣移交的进度要求。
（4）弓网（轨旁）在线检测系统、地铁列车360度影像在线检测系统须适用广佛线所有电客车使用。
（5）本项目进行技改的所有监测系统应预留统一的网络接口。led天花灯电源
技改服务范围
技改服务内容：涉及广佛地铁车辆大修技改27列/108辆地铁车辆，各技改项目需完成的技改内容如下：
1）弓网在线监测（车载）：高配系统共2列车，每列车2套；标配系统共25列车，每列车2套。区域能源管理
2）弓网在线监测（轨旁）：2套。
3）地铁列车360度图像在线检测系统：1套。
4）走行部（轨旁）在线监测设备：2套。
3、方案设计及应用
通过对系统的分析及方案优选，梳理设计思路，分析系统软硬件组成，根据工作原理和功能，选择合适的高清智能检测系统；智能检测系统通过高清复合传感器（图像、视频、红外、激光等）对列车整体包括受流、走行、牵引、悬挂、制动、车门车窗空调等关键部件做全方位的数据采集分析，并通过异常检测数据自学习及分级告警机制，有效提炼采集数
据，实现对列车检测部件的故障分析诊断、损耗分析与寿命预测、关键单元的健康状态自检等设备管理功能。
本项目中完成的主要系统设计思路、原理组成及功能简述如下。
3.1弓网在线监测（车载）的设计应用
弓网的稳定直接影响列车供电系统持续性及波动性，弓网运行状态数据是列车运维项目中的重要数据，通过方案对比，确定广佛一期列车加装车载受电弓在线监测装置。
设计思路
车载受电弓在线监测装置通过在车顶布置红外热像仪、力传感器及可见光数据采集装置实时采集运行端受电弓、接触线、悬臂管、绝缘子、稳定臂、固定支架和电缆夹等数据信息，并存储于车载数据机柜内，满足故障定位查要求；此外，车载红外、传感器数据、可见光数据按时间片段及站点存储，可通过移动终端实时查询检测数据，满足在线监测的要求；车载数据可转储到地面监测中心，实现监测数据库建立、状态资料查询、特征对比等扩展功能，满足其他部门、工区检测数据共享、分析使用等要求。
系统组成及功能
硬件系统配置，车顶布置红外热像仪、力传感器、高清视频成像、温度传感器等，借助高速图像传输视频实现无拖影，进行弓网视频监控，实时监控受电弓弓网在车辆运行中的状态，具有实施图像传输查看功能；通过高清视频监控车辆运行时产生的电力燃弧，分析持续时间、面积和燃弧率；同时配置温度传感器，温度过高自动告警；车载检测主机采用性能稳定、抗干扰能力强的插卡结构，能够有效抵抗高强度震动的影响，同时支持热插拔方式，对数据进行转储保证检测过程中强大的数据实时处理能力。
车顶图像采集装置及车下补偿模块具有抗振功能和三防功能，防水的防护等级满足IP67级别，可适应车外污染、温差变化大等恶劣环境；受电弓在线监测系统应具备很好的EMC电磁兼容性，在各种工况下，都可以满足列车的电磁环境系统不得受到外界电磁干扰。
采用Windows中文界面，进行软件界面编制，符合人机交互习惯，保证在电客车运行条件下的可靠工作；检测主机系统与各检测模块之间采用M12菲尼克斯航空插头解决接插稳定性的问题，使系统具有良好的可扩展性能及高防护性能。
关键技术
软件系统配置，采用系统软件进行图像分析检测；对检测出的信息进行数据分析、逻辑判断、归纳输出，实现故障预警及故障报警提示，完成精确故障定位；通过图像标定及图像识别分析系统的信息处理，配合运维定期进行受电弓系统检测；通过受电弓对异常数据智能分析研判，确认受电弓滑板及羊角是否异常，判断受电弓及羊角缺损程度，进行实时告警提示。
3.2弓网在线检测系统的设计应用
设计思路
设计思路为在上、下行线路上各加装一套轨旁弓网在线检测（共2套），根据现场选址，通过多次设计联络讨论确定位置参数；列车受电弓状态检测，采用高分辨率三防监控摄像机对受电弓碳滑板图像进行抓拍，采集碳滑板图像并分析识别碳滑板是否有裂纹、是否有异物干扰、是否有角度变形，并判断受电弓碳粉的磨损程度。
车顶图像检测：进行空调外观、避雷器外观、受流器、无线电天线等车顶电气以及异物、丢失、变形等故障自动报警。
当列车到达时，触发装置发出指令，后端所有检测系统开机待命，当列车经过车号识别相机时，自动采集车号信息，当受电弓触发相机发现列车到达时，触发抓拍相机开始工作，同时进行结果分析，如有异常及时发出警报、并把检测结果及车号发送至系统，列车驶离后系统自动关闭，等待下一次来车信号。usb存储器
该系统预留统一的网络接口，具备在内网通过统一界面集中访问在线监测系统的功能，该功能的实现可以通过TCMS列车控制监控系统实现信息实时上传、下载。
设备组成
1)基本检测单元：包含受电弓磨耗检测模块、受电弓中心线检测模块、车顶监控模块、来车启动模块及辅助系统等实现检测功能的模块。
2)现场设备室：包括现场控制设备、数据信息采集传输控制设备和数据信息处理系统。
3)远程传输通道：连接现场控制间和轨道交通远程控制中心；远程传输通道可以由光纤、以太网等组成。
4)远程控制中心：包括操作控制台、服务器及数据库、数据分析软件及监控大屏幕。
远程控制中心可进行远程数据监控，具有数据管理和数据库存储功能，安装有监控屏幕，可远端下达系统指令，可设置系统参数，监控中心具有数据分析能力，可把监控数据形成报表，进行统计打印等常规操作。
项目的难点
设备安装后，图像标定和图像对比系统是实现设备技术参数的难点，要不断在试运行中完成mm级别的图像捕捉和分析，技术参数包括：抓拍设备抓拍响应时间≤10ms；碳滑板厚度与磨损检测精度控制在0.5mm内；碳滑板间距测量精度≤2mm；受电弓偏转量误差≤1mm；识别出受电弓异物＞100mm*70mm，设备的安装精度和调试相当关键，角度及倾角要通过多次计算及设备矫正，监控设备要具有刚性连接牢固度并具有一定的韧性。
实现的功能
1)地铁车辆端位和车辆号码自动识别；
2)采集受电弓图像，图像中包含受电弓碳滑板的姿态及维度信息；
3)动态非接触自动图像采集并处理分析记录受电弓相关参数，记录弓距和中心线偏差值；
4)摄像头分辨率采用4K在车顶进行全程高清视频录像，可在监控大屏幕进行实时监看；
5)数据分析及故障预警功能。
3.3地铁轨道交通列车360度影像在线检测系统
需求及设计思路
针对广佛地铁列车运行提出的安全保障、人工检修作业自动化、智能化发展等需求，此前车辆段列车检查主要是通过人工目视巡检，工作强度大，信息自动化程度低，且容易出现人工因情绪状态、工作经验影响产生漏检、误检，地铁车辆状态直接影响列车运营的安全性，为提高列车的在线运营质量，保障乘客出行的安全，需设计增加1套地铁列车360度图像在线检测系统，以实时检测列车车体及走行部运行状态，及时发现车体及走行部故障及隐患。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议