專利名稱：一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)時監(jiān)測方法，特別涉及一種鐵路無縫線路參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測和報警方法。屬于鐵路線路檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著客運(yùn)專線建設(shè)及列車速度的不斷提高，無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測對保護(hù)行車安全和預(yù)防事故發(fā)生具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。目前，對鐵路無縫線路參數(shù)的檢測是由人工完成的，在鐵路沿線每隔兩三百米設(shè)置一個觀測點(diǎn)。檢測內(nèi)容包括縱向位移、橫向位移、軌間位移等。由于人工檢測存在漏檢、誤檢、不檢、非實(shí)時及管理方面等問題，很容易造成安全隱患存在。鐵路主管部門提出能否采用實(shí)時自動檢測的方法；青藏鐵路提出監(jiān)測在凍土線路、路基及橋梁的位移等類似問題。為此，極待提出一種對客運(yùn)專線無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測的方法來。
測量位移有多種方法，如有接觸式的活動電阻法、電容法、電感法等；無接觸式的紅外線法、光柵法、激光法等。這些方法都不同程序的存在測量精度不夠、安裝不方便、不能適應(yīng)震動及污染環(huán)境、影響線路維護(hù)作業(yè)、價格昂貴、投資大等缺點(diǎn)。
有人提出采用視頻監(jiān)測方法，但視頻監(jiān)測用于檢測鐵路無縫線路參數(shù)仍存在很多問題(1)需要鋪設(shè)大量電纜，系統(tǒng)造價大、運(yùn)營成本高；(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)仍由人工監(jiān)視識別現(xiàn)場圖像，勞動強(qiáng)度很大，而且對于微小位移人工難以察覺和認(rèn)別；(3)該系統(tǒng)也難以做到自動報警，因線路出現(xiàn)超限時很不易察覺等等。故視頻監(jiān)控系統(tǒng)在實(shí)際中很難達(dá)到監(jiān)測鐵路無縫線路的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足和保證客運(yùn)專線行車安全和預(yù)防事故發(fā)生的需求，提供一種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“智能電子眼”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對鐵路無縫線路實(shí)時在線監(jiān)測及報警的方法。該方法是將攝像技術(shù)、DSP技術(shù)、無線通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)及無縫線路管理集成于一體。具有對參數(shù)檢測準(zhǔn)確，遠(yuǎn)程實(shí)時在線，自動報警，實(shí)時檢測與管理系統(tǒng)相結(jié)合等特點(diǎn)。無須鋪設(shè)電纜，無須寬帶傳輸，高度智能化。系統(tǒng)造價小，運(yùn)營成本低。
本發(fā)明重點(diǎn)解決監(jiān)測點(diǎn)“智能電子眼”DTU的結(jié)構(gòu)，圖像數(shù)據(jù)采集，當(dāng)?shù)貓D象識別處理并生成無縫線路參數(shù)的算法；采用DSP檢測技術(shù)用于無縫線路參數(shù)處理；采用GPRS方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸，正常情況下僅傳輸無縫線路參數(shù)，只在出現(xiàn)故障時傳輸現(xiàn)場圖片；與無縫線路管理系統(tǒng)結(jié)合對超限點(diǎn)進(jìn)行報警。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于所述的“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法中的控制設(shè)備包括“智能電子眼”(DTU)，監(jiān)測中心(MCC)控制機(jī)?！爸悄茈娮友邸睘檫h(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端，安裝在沿線每間隔200～300m的測試點(diǎn)或重點(diǎn)檢測點(diǎn)處，監(jiān)測中心控制機(jī)設(shè)在監(jiān)測中心本地。監(jiān)測中心控制機(jī)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與每個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端構(gòu)成星星數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)。
所述“智能電子眼”是由CCD攝像頭、VC302嵌入式圖像采集卡、TSM320F2812型DSP處理器、GPRS無線模塊及天線、SRAM63LV1024存儲器、調(diào)零電路、太陽能電池組成。
所述CCD攝像頭為400萬像素，輸出PAL制彩色復(fù)合視頻信號，12V電源供電，與VC302嵌入式圖像采集卡相連。所述VC302嵌入式圖像采集卡，是由SAA7113視頻信號與處理芯片、LC4128V型CPLD邏輯電路芯片、AL422B 3Mbit FIFO緩存、接口電路組成。通過I2總線與DSP處理器相接。SAA7113輸出的數(shù)字視頻信號符合ITU601標(biāo)準(zhǔn)。所述GPRS無線模塊、SRAM存儲器、調(diào)零電路分別與DSP處理器相接。GPRS無線模塊內(nèi)部嵌入TCP/IP協(xié)議，通過SNSN和GGSN兩個節(jié)點(diǎn)接入Internet網(wǎng)絡(luò)與地面MCC通信?！爸悄茈娮友邸毕到y(tǒng)由太陽能電池供電。
所述監(jiān)測中心控制機(jī)為PC機(jī)，設(shè)在監(jiān)測中心本地，安裝無縫線路管理軟件。它與Internet網(wǎng)絡(luò)連接，接收遠(yuǎn)程“智能電子眼”DTU實(shí)時數(shù)據(jù)。
一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)利用攝像技術(shù)采集現(xiàn)場無縫線路圖像；(2)采用DSP技術(shù)進(jìn)行圖像識別處理，實(shí)時產(chǎn)生無縫線路參數(shù)；(3)采用GSM無線網(wǎng)絡(luò)傳輸將無縫線路實(shí)時參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；(4)將現(xiàn)場無縫線路實(shí)時測量參數(shù)與無縫線路管理系統(tǒng)相結(jié)合，將理論允許值與實(shí)測值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)無縫線路參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控和報警。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)(1)無須鋪設(shè)電纜、無須寬帶傳輸，節(jié)省投資；(2)實(shí)時在線檢測和實(shí)時報警，保證行車安全和有效預(yù)防事故的發(fā)生；(3)利用視頻圖像檢測無縫線路參數(shù)，檢測精確、便捷；(4)檢測系統(tǒng)和管理系統(tǒng)結(jié)合，自動生成報表；(5)解決了現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時遠(yuǎn)距離傳輸。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明“智能電子眼”現(xiàn)場在線監(jiān)測示意圖；圖3為本發(fā)明“智能電子眼”DTU結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明采用“智能電子眼”技術(shù)實(shí)現(xiàn)對鐵路無縫線路實(shí)時在線監(jiān)測與報警。如圖1所示，在鐵路無縫軌道一側(cè)每隔一定距離，通常為200～300mm，設(shè)置一臺“智能電子眼”裝置，將“智能電子眼”的攝像頭對準(zhǔn)鐵路無縫軌道測試點(diǎn)，如圖2、3可示，即在該測試點(diǎn)由“智能電子眼”實(shí)時在線動態(tài)的對鐵路無縫線路位移進(jìn)行監(jiān)測，圖像采集、圖像識別，然后將圖像數(shù)據(jù)采用DSP技術(shù)處理，直接轉(zhuǎn)化為無縫線路參數(shù)，再通過GSM無線發(fā)射裝置傳送到無縫線路管理系統(tǒng)監(jiān)控中心(MCC)。監(jiān)控中心(MCC)根據(jù)理論計(jì)算值，判斷該測試點(diǎn)的線路參數(shù)超限時進(jìn)行報警。本發(fā)明的這種監(jiān)測方法一般情況下只傳輸線路參數(shù)值，僅在超限時報警根據(jù)需要才傳輸幾幅圖片，大大減少了傳輸數(shù)據(jù)。
本發(fā)明將攝像技術(shù)，DSP技術(shù)、無線通信技術(shù)及圖像處理技術(shù)應(yīng)用于客運(yùn)專線無縫線路參數(shù)(位移)實(shí)時動態(tài)監(jiān)測。該監(jiān)測方法高度智能化，具有以下功能(1)對線路參數(shù)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)測與報警；(2)利用視頻圖像識別技術(shù)形成無縫線路參數(shù)；(3)系統(tǒng)監(jiān)測與管理系統(tǒng)相結(jié)合，自動生成報表；(4)檢測范圍不受地域限制，測試點(diǎn)與監(jiān)控中心可以任意遠(yuǎn)近。
權(quán)利要求
1.一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于所述的基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法中的控制設(shè)備包括“智能電子眼”(DTU)，監(jiān)測中心(MCC)控制機(jī)，監(jiān)測中心控制機(jī)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與每個遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端構(gòu)成星星數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)；所述“智能電子眼”是由CCD攝像頭、VC302嵌入式圖像采集卡、TSM320F2812型DSP處理器、GPRS無線模塊及天線、SRAM63LV1024存儲器、調(diào)零電路、太陽能電池組成；所述CCD攝像頭為400萬像素，輸出PAL制彩色復(fù)合視頻信號，12V電源供電，與VC302嵌入式圖像采集卡相連；VC302嵌入式圖像采集卡通過I2總線與DSP處理器相接；SAA7113輸出的數(shù)字視頻信號符合ITU601標(biāo)準(zhǔn)，所述GPRS無線模塊、SRAM存儲器、調(diào)零電路分別與DSP處理器相接；GPRS無線模塊內(nèi)部嵌入TCP/IP協(xié)議，通過SNSN和GGSN兩個節(jié)點(diǎn)接入Internet網(wǎng)絡(luò)與地面MCC通信；所述監(jiān)測中心控制機(jī)為PC機(jī)，設(shè)在監(jiān)測中心本地，安裝無縫線路管理軟件，它與Intemet網(wǎng)絡(luò)連接，接收遠(yuǎn)程“智能電子眼”DTU實(shí)時數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于“智能電子眼”為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端，安裝在鐵路沿線每間隔200～300m的測試點(diǎn)或重點(diǎn)檢測點(diǎn)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于所述VC302嵌入式圖像采集卡是由SAA7113視頻信號與處理芯片、LC4128V型CPLD邏輯電路芯片、AL422B 3Mbit FIFO緩存、接口電路組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于所述的“智能電子眼”系統(tǒng)由太陽能電池供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)利用攝像技術(shù)采集現(xiàn)場無縫線路圖像；(2)采用DSP技術(shù)進(jìn)行圖像識別處理，實(shí)時產(chǎn)生無縫線路參數(shù)；(3)采用GSM無線網(wǎng)絡(luò)傳輸將無縫線路實(shí)時參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)測中心；(4)將現(xiàn)場無縫線路實(shí)時測量參數(shù)與無縫線路管理系統(tǒng)相結(jié)合，將理論允許值與實(shí)測值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)無縫線路參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控和報警。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于“智能電子眼”的無縫線路參數(shù)實(shí)時監(jiān)測方法，用于鐵路無縫線路參數(shù)的監(jiān)測，該方法包括如下步驟(1)利用攝像技術(shù)采集現(xiàn)場無縫線路圖像；(2)采用DSP技術(shù)進(jìn)行圖像識別處理，實(shí)時產(chǎn)生無縫線路參數(shù)；(3)采用GSM無線網(wǎng)絡(luò)傳輸將無縫線路實(shí)時參數(shù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心；(4)將現(xiàn)場無縫線路實(shí)時測量參數(shù)與無縫線路管理系統(tǒng)相結(jié)合，將理論允許值與實(shí)測值進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)無縫線路參數(shù)的實(shí)時監(jiān)控和報警。使用該方法具有對參數(shù)檢測準(zhǔn)確，遠(yuǎn)程實(shí)時在線檢測，自動報警，無須鋪設(shè)電纜，無須寬帶傳輸，高度智能化，杜絕由于人工檢測疏漏、違章等造成安全隱患等特點(diǎn)。
文檔編號H04N7/18GK1785731SQ20051013185
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月20日
發(fā)明者王俊峰, 陳俊, 張弘毅 申請人:北京交通大學(xué)