接觸網懸掛狀態監測系統

《接觸網懸掛狀態監測系統》是北京京天威科技發展有限公司於2013年12月26日申請的發明專利，該專利的申請號為2013107369510，公布號為CN103661449A，授權公布日為2014年3月26日，發明人是趙俊彥、任崇巍、譚韌斯、張志偉、黃漢卿；該發明涉及鐵道接觸網系統的監測技術。

《接觸網懸掛狀態監測系統》包括承載車，在所述承載車上設定有：一維雷射測距儀，用於對接觸網的支柱進行定位；腕臂成像單元，用於對接觸網的腕壁進行成像；吊柱座成像單元，用於對接觸網的吊柱座進行成像；桿號成像單元，用於對接觸網支柱的桿號進行成像；接觸線及吊弦成像單元，用於對接觸線及接觸網的吊弦進行成像；主機，分別與所述的一維雷射測距儀、腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元、接觸線及吊弦成像單元連線，用於對各裝置測量的信息進行接收並顯示。該發明的接觸網懸掛狀態監測系統能夠對接觸網進行全面成像，從而有效降低漏檢率。

2016年12月7日，《接觸網懸掛狀態監測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《接觸網懸掛狀態監測系統》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：接觸網懸掛狀態監測系統
• 公布號：CN103661449A
• 公布日：2014年3月26日
• 申請號：2013107369510
• 申請日：2013年12月26日
• 申請人：北京京天威科技發展有限公司
• 地址：北京市海淀區上地信息路22號B座11層
• 發明人：趙俊彥、任崇巍、譚韌斯、張志偉、黃漢卿
• Int.Cl.：B61D15/12(2006.01)I
• 代理機構：北京東方匯眾智慧財產權代理事務所（普通合夥）
• 代理人：張淑賢
• 類別：發明專利

專利背景

接觸網是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。其由支柱、腕臂、吊柱、接觸線、吊弦幾部分組成。接觸網主要包含以下幾項內容：1.基礎構件，如水泥支柱、鋼柱及支撐這些結構物的基礎；2.基礎安裝結構件，這項內容的作用主要是連線接觸網導線和基礎構件；3.接觸網線，這部分作用就是傳輸電流給電力機車；4.其他輔助構件，包括回流線、吊柱座、吊弦、作為懸掛裝置的腕臂等，腕壁也叫定位點。接觸網、鋼軌與大地、回流線統稱為牽引網。

2013年12月前已技術中通常採用相機對接觸網進行定位及成像，但這種方式存在以下缺點：

1、定位不夠精確，一般在10厘米以上，針對各種複雜的接觸網定位點安裝方式漏檢幾率大；

2、只能對接觸網腕臂局部關鍵部分進行高清成像，不能自動適應各種制式接觸網設備，更不能同時兼顧高速鐵路和既有普速鐵路。

發明內容

專利目的

《接觸網懸掛狀態監測系統》的目的是提供一種對接觸網定位精確，並且能夠對接觸網進行全面成像，從而有效降低漏檢率的接觸網懸掛狀態監測系統。

技術方案

《接觸網懸掛狀態監測系統》包括承載車，在所述承載車上設定有：一維雷射測距儀，用於對接觸網的支柱進行定位；腕臂成像單元，用於對接觸網的腕壁進行成像；吊柱座成像單元，用於對接觸網的吊柱座進行成像；桿號成像單元，用於對接觸網支柱的桿號進行成像；接觸線及吊弦成像單元，用於對接觸線及接觸網的吊弦進行成像；主機，分別與所述的一維雷射測距儀、腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元、接觸線及吊弦成像單元連線，用於對各裝置測量的信息進行接收並顯示。

可選的，所述一維雷射測距儀為兩組、一組設定於承載車駕駛室頂部的前部，另一組設定於承載車駕駛室頂部的後部；所述腕臂成像單元為由多個相機組成的相機陣列，並且設定於兩組一維雷射測距儀之間；所述桿號成像單元為兩組，分別設定於腕臂成像單元的兩側；所述吊柱座成像單元為兩組，分別設定於腕臂成像單元與兩組一維雷射測距儀之間；所述接觸線及吊弦成像單元為兩組，分別設定於承載車駕駛室頂部的兩側。

可選的，每組一維雷射測距儀均包括兩個沿承載車寬度方向並列設定的一維雷射測距儀。

可選的，所述腕臂成像單元包括第一相機陣列和第二相機陣列，其中第一相機陣列的相機鏡頭方向朝向承載車的前斜上方，第二相機陣列的相機鏡頭朝向承載車的後斜上方。

可選的，所述第一相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組一、相機組二和相機組三，所述相機組一、相機組二和相機組三分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組一中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的右前斜上方，所述相機組二中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的正前斜上方上，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的左前斜上方；

所述第二相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組三、相機組四和相機組五，所述相機組三、相機組四和相機組五分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的右後斜上方，所述相機組四中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的正後斜上方，所述相機組五中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的左後斜上方。

可選的，所述每組桿號成像單元分別包括前後設定的兩個相機，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜前方，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜後方。

可選的，每組接觸線及吊弦成像單元分別包括沿承載車寬度方向並排設定的兩個相機。

可選的，所述腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元及接觸線及吊弦成像單元中的相機均為2900萬像素以上的工業相機。

有益效果

1、採用一維雷射測距儀對接觸網支柱進行定位，具有定位精確的優點，因此降低了漏檢率；

2、設定有腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元、接觸線及吊弦成像單元，能夠對接觸網的腕壁、吊柱座、支柱的桿號、接觸線及接觸網的吊弦分別進行成像，具有成像全面的優點，因此，又進一不降低了漏檢率。

附圖說明

圖1為《接觸網懸掛狀態監測系統》實施例中接觸網懸掛狀態監測系統的側視結構示意圖；

圖2為該發明實施例中接觸網懸掛狀態監測系統的俯視結構示意圖；

圖中標記示意為：1－承載車；2－一維雷射測距儀；3－腕壁成像單元；4－吊柱座成像單元；5－桿號成像單元；6－接觸線及吊弦成像單元。

權利要求

1.一種接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，包括承載車，在所述承載車上設定有：一維雷射測距儀，用於對接觸網的支柱進行定位；腕臂成像單元，用於對接觸網的腕壁進行成像；吊柱座成像單元，用於對接觸網的吊柱座進行成像；桿號成像單元，用於對接觸網支柱的桿號進行成像；接觸線及吊弦成像單元，用於對接觸線及接觸網的吊弦進行成像；主機，分別與所述的一維雷射測距儀、腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元、接觸線及吊弦成像單元連線，用於對各裝置測量的信息進行接收並顯示。

2.根據權利要求1所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，所述一維雷射測距儀為兩組，一組設定於承載車駕駛室頂部的前部，另一組設定於承載車駕駛室頂部的後部；所述腕臂成像單元為由多個相機組成的相機陣列，並且設定於兩組一維雷射測距儀之間；所述桿號成像單元為兩組，分別設定於腕臂成像單元的兩側；所述吊柱座成像單元為兩組，分別設定於腕臂成像單元與兩組一維雷射測距儀之間；所述接觸線及吊弦成像單元為兩組，分別設定於承載車駕駛室頂部的兩側。

3.根據權利要求2所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，每組一維雷射測距儀均包括兩個沿承載車寬度方向並列設定的一維雷射測距儀。

4.根據權利要求1或2所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，所述腕臂成像單元包括第一相機陣列和第二相機陣列，其中第一相機陣列的相機鏡頭方向朝向承載車的前斜上方，第二相機陣列的相機鏡頭朝向承載車的後斜上方。

5.根據權利要求4所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，所述第一相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組一、相機組二和相機組三，所述相機組一、相機組二和相機組三分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組一中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的右前斜上方，所述相機組二中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的正前斜上方上，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的左前斜上方；所述第二相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組三、相機組四和相機組五，所述相機組三、相機組四和相機組五分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的右後斜上方，所述相機組四中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的正後斜上方，所述相機組五中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的左後斜上方。

6.根據權利要求2所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，所述每組桿號成像單元分別包括前後設定的兩個相機，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜前方，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜後方。

7.根據權利要求2所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，每組接觸線及吊弦成像單元分別包括沿承載車寬度方向並排設定的兩個相機。

8.根據權利要求5所述的接觸網懸掛狀態監測系統，其特徵在於，所述腕臂成像單元、吊柱座成像單元、桿號成像單元及接觸線及吊弦成像單元中的相機均為2900萬像素以上的工業相機。

實施方式

實施例1

參見圖1及圖2，該實施例提供了一種《接觸網懸掛狀態監測系統》，包括承載車1，在所述承載車1上設定有：一維雷射測距儀2，用於對接觸網的支柱進行定位；腕臂成像單元3，用於對接觸網的腕壁進行成像；吊柱座成像單元4，用於對接觸網的吊柱座進行成像；桿號成像單元5，用於對接觸網支柱的桿號進行成像；接觸線及吊弦成像單元6，用於對接觸線及接觸網的吊弦進行成像；主機（圖中未示出），分別與所述的一維雷射測距儀2、腕臂成像單元3、吊柱座成像單元4、桿號成像單元5、接觸線及吊弦成像單元6連線，用於對各裝置測量的信息進行接收並顯示。

該實施例中，可選的，所述一維雷射測距儀2為兩組、一組設定於承載車1駕駛室頂部的前部，另一組設定於承載車1駕駛室頂部的後部，以便對承載車1前方及後方的接觸網的支柱分別進行定位；

所述腕臂成像單元3為由多個相機組成的相機陣列，並且設定於兩組一維雷射測距儀2之間；

所述桿號成像單元5為兩組，分別設定於腕臂成像單元3的兩側，以便對兩側的支柱的桿號分別進行成像；

所述吊柱座成像單元4為兩組，分別設定於腕臂成像單元3與兩組一維雷射測距儀2之間，以便對承載車1前方及後方的接觸網的腕臂分別進行成像；

所述接觸線及吊弦成像單元6為兩組，分別設定於承載車1駕駛室頂部的兩側，以便對承載車1兩側的接觸線及吊弦分別進行成像。

該實施例中，可選的，每組一維雷射測距儀2均包括兩個沿承載車寬度方向並列設定的一維雷射測距儀，以便對承載車1兩側的支柱分別進行定位。

該實施例中，可選的，所述腕臂成像單元3包括第一相機陣列和第二相機陣列，其中第一相機陣列的相機鏡頭方向朝向承載車的前斜上方，第二相機陣列的相機鏡頭朝向承載車的後斜上方。如此設定，能夠對承載車1前斜上方及後斜上方的腕臂分別成像。

該實施例中，可選的，所述第一相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組一、相機組二和相機組三，所述相機組一、相機組二和相機組三分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組一中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的右前斜上方，所述相機組二中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的正前斜上方上，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向均為承載車的左前斜上方；如此設定，通過第一相機陣列能夠對承載車1右前斜上方、正前斜上方及左前斜上方的接觸網腕臂分別進行成像。

所述第二相機陣列包括沿承載車寬度方向並排設定的相機組三、相機組四和相機組五，所述相機組三、相機組四和相機組五分別包括前後設定的兩個相機，且同一相機組中的相機鏡頭朝向相同，所述相機組三中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的右後斜上方，所述相機組四中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的正後斜上方，所述相機組五中的兩個相機的機相鏡頭朝向為承載車的左後斜上方。如此設定，通過第一相機陣列能夠對承載車1右後斜上方、正後斜上方及左後斜上方的接觸網腕臂分別進行成像。

該實施例中，可選的，所述每組桿號成像單元5分別包括前後設定的兩個相機，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜前方，一個相機的相機鏡頭朝向為承載車的斜後方，以便對承載車1右斜前方、右斜後方、左斜前方和左斜後方的支柱的桿號分別進行成像。

該實施例中，可選的，每組接觸線及吊弦成像單元6分別包括沿承載車1寬度方向並排設定的兩個相機。如此設定，可以對承載車1右方及左方的接觸網的接觸線及吊弦分別進行成像。

該實施例中，可選的，所述腕臂成像單元3、吊柱座成像單元4、桿號成像單元5及接觸線及吊弦成像單元6中的相機均為2900萬像素以上的工業相機，以便所成的像具有較高的解析度。

通過上述的《接觸網懸掛狀態監測系統》能夠對各種安裝方式的接觸網設備（包括隧道內、外、各種軟硬橫跨、站場及區間）進行完整成像，實現了1套檢測設備完美兼容高速鐵路和既有普速鐵路接觸網，並且不用安裝其他補償設備即可實現對因車輛晃動、線路、彎道等造成的測量誤差修正。

榮譽表彰

2016年12月7日，《接觸網懸掛狀態監測系統》獲得第十八屆中國專利優秀獎。