[發明專利]一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置

在審

• 申請號: 202210979248.1
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115291042A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 江興盟;胡代弟
• 申請（專利權）人: 鄭州鐵路職業技術學院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G06N3/04;G06N3/08;G06V10/764;G06V10/82
• 代理公司: 鄭州博派知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 41137
• 代理人: 榮永輝

本發明提供了一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置，屬于圖像識別技術領域，具體包括：電流監測模塊，圖像監測模塊，受流狀態檢測模塊，異物識別模塊，健康度評估模塊；電流監測模塊負責對接觸網的輸出電流進行監測，將開啟信號傳輸至圖像監測模塊；圖像監測模塊將基本圖像傳輸至異物識別模塊和過流監測模塊，將紅外圖像傳輸至過流監測模塊；受流狀態監測模塊基于狀態分數和燃弧率，通過預測模型得到受流狀態指數，傳輸至健康度評估模塊；異物識別模塊得到異物識別狀態，并傳輸至健康度評估模塊；健康度評估模塊基于異物識別狀態和受流狀態指數，得到接觸網的健康度指數，從而進一步保證了評估的準確性，也避免了不必要的能源浪費。

技術領域

本發明屬于圖像識別技術領域，具體涉及一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置。

背景技術

在列車運行期間，由于受電弓與接觸網之間存在著復雜的力學與電流作用，接觸網系統發生故障的頻率較高，成為高速鐵路安全運營中較為薄弱的環節。接觸網作為鐵路沿線的典型設備，其在鐵路供電系統中有著十分重要的作用，接觸網故障不僅對牽引供電系統本身造成危害，而且會引起連鎖反應，造成巨大的人員傷亡和經濟財產的損失。因此，及時采取措施解決接觸網發生的故障，對提高鐵路運輸效率意義重大。

為了解決接觸網的故障監測問題，在論文《電氣化鐵路弓網綜合檢測數據分析方法》中作者王小兵通過融合接觸網的動態拉出值、動態接觸線高度、燃弧率構建了接觸網動態性能指數，評價弓網受流狀態，掌握接觸網動態性能變化趨勢，從而確定接觸網的安全狀態，但是卻沒有根據接觸網的輸出電流對弓網的受流狀態進行開啟，導致不必要的監測和能源浪費，而且未結合弓網受流狀態和異物識別狀態聯合構成接觸網健康度指數，導致無法準確的掌握接觸網的健康狀態，在尚未故障時就進行搶先維修，盡可能保證設備的安全。

針對上述技術問題，本發明提供了一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置。

發明內容

為實現本發明目的，本發明采用如下技術方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置。

一種適用于鐵路接觸網故障監測的圖像檢測裝置，其特征在于，具體包括：

電流監測模塊，圖像監測模塊，受流狀態檢測模塊，異物識別模塊，健康度評估模塊；

其中所述電流監測模塊負責對接觸網的輸出電流進行監測，并當所述輸出電流的幅值大于第一電流閾值且所述電流一分鐘的變動率大于第一變化閾值時，將開啟信號傳輸至所述圖像監測模塊；

所述圖像監測模塊包括基本圖像模塊和紅外圖像模塊，其中所述基本圖像模塊拍攝所述接觸網得到基本圖像，并將所述基本圖像傳輸至異物識別模塊和過流監測模塊，所述紅外圖像模塊負責獲取所述接觸網的紅外圖像，并將所述紅外圖像傳輸至過流監測模塊；

所述受流狀態監測模塊基于所述紅外圖像得到所述接觸網與受電弓接觸處的溫度，基于所述溫度、所述電流確定所述接觸網的燃弧率，基于所述基本圖像，通過采用GWO-AlexNet算法與Faster-RCNN算法的圖像預測模型得到所述接觸網的狀態分數，并基于所述狀態分數和所述燃弧率，通過采用SA-GBDT算法和PSO-BP神經網絡算法的預測模型得到所述受流狀態指數，并將所述受流狀態指數傳輸至所述健康度評估模塊；

所述異物識別模塊基于所述基本圖像，采用基于Faster-RCNN算法的預測模型得到異物識別狀態，并將所述異物識別狀態傳輸至所述健康度評估模塊；

所述健康度評估模塊基于所述異物識別狀態和所述受流狀態指數，得到所述接觸網的健康度指數，并基于所述健康度指數確定所述接觸網的狀態。