【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及鋼軌打磨列車磨屑識別，尤其涉及一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置。
技術(shù)介紹
1、隨著高速鐵路的運營速度的提高和運輸能力的增強，長時間和高強度的輪軌接觸將導(dǎo)致鋼軌表面可能出現(xiàn)各種損傷，如壓潰、側(cè)磨、波磨、剝離和肥邊等形式的損傷和缺陷。如果這些損傷不能及時被處理，則將會降低鋼軌壽命，使輪軌關(guān)系的惡化，對鐵路運輸?shù)慕?jīng)濟性和安全性造成嚴重的影響。
2、在鐵路運輸系統(tǒng)中，影響鋼軌使用壽命的主要因素包括：滾動接觸疲勞和磨耗。因此，鋼軌的養(yǎng)護主要從高質(zhì)量鋼軌的生產(chǎn)和鋼軌打磨兩方面考慮。由于更換鋼軌的效率低下，因此鋼軌打磨成為了最經(jīng)濟有效的養(yǎng)護措施。鋼軌打磨技術(shù)在早期主要采用修復(fù)性打磨和表面打磨，到后來將預(yù)防性打磨作為發(fā)展重點。
3、目前，主要通過鋼軌打磨車對鋼軌進行養(yǎng)護維修，實踐證明，鋼軌打磨是預(yù)防和修理鋼軌病害的有效手段，通過鋼軌打磨可以減緩接觸疲勞，修復(fù)鋼軌波磨、裂紋等鋼軌病害，從而延長鐵路鋼軌的使用壽命、改善車輛運行平穩(wěn)性和減少噪音等。
4、但是，鋼軌打磨車在作業(yè)過程中因高速旋轉(zhuǎn)的砂輪與鋼軌快速摩擦產(chǎn)生的高溫磨屑隨著不斷堆積會結(jié)成塊狀，部分飛落到線路區(qū)間及附近區(qū)域，在打磨作業(yè)完成后，經(jīng)過人工手持設(shè)備敲擊，部分塊狀磨屑未能掉落仍吸附在防火簾內(nèi)側(cè)表面，會引發(fā)一系列的安全隱患：
5、（1）在打磨過程中飛落到線路附近區(qū)域，有引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險，影響線路線纜和設(shè)備安全；
6、（2）在運行過程中若掉落線路上，可能會造成線路上通信、信號設(shè)備損壞；
7、（3）掉落
8、（4）若掉落在道岔區(qū)域，可能導(dǎo)致控制電路故障，引發(fā)行車事故。
9、因此，亟需提供一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，為以解決打磨作業(yè)過程中飛落的高溫塊狀磨屑和自運行過程中掉落的結(jié)塊磨屑帶來的安全隱患。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置。
2、為解決上述問題，本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是：
3、一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，所述典型塊狀磨屑的長寬尺寸大于20mm×20mm；所述鋼軌打磨列車設(shè)置n節(jié)，其包括車頭和打磨作業(yè)車，且所述車頭設(shè)有兩個，分別位于所述列車的兩端；
4、所述智能識別裝置包括可見光相機、光幕傳感器組和集成控制器，其中，所述可見光相機設(shè)置兩個，分別位于兩個車頭上；所述光幕傳感器組設(shè)置n個，分別位于每個所述車頭和打磨作業(yè)車上，且設(shè)置在防火簾的下方；所述集成控制器設(shè)置兩個，分別位于兩個車頭的駕駛室內(nèi)；每個所述集成控制器均與所有的可見光相機和光幕傳感器組連接；
5、列車運行過程中，沿列車運行方向前端車頭作為列車車頭，其上的集成控制器開啟；位于尾端的車頭作為打磨作業(yè)車，其上的集成控制器關(guān)閉；
6、當列車處于第一作業(yè)工況時，位于兩個車頭上的可見光相機將拍攝的圖片發(fā)送至處于開啟狀態(tài)的集成控制器，以所述塊狀磨屑進行識別；當處于第二作業(yè)工況時，所有打磨作業(yè)車上的光幕傳感器組將得到的信號發(fā)送至處于開啟狀態(tài)的集成控制器，對所述塊狀磨屑進行識別。
7、作為專利技術(shù)的一種實施方式，每個所述光幕傳感器組均包括兩個激光對射光幕傳感器，每個所述激光對射傳感器均包括相對設(shè)置的投光器和接收器；
8、每個所述投光器均由多個間隔設(shè)置的多個紅外發(fā)光管構(gòu)成，每個所述接收器均由多個間隔設(shè)置的多個紅外接收管構(gòu)成；
9、每個所述激光對射傳感器均采用同步掃描的方式來識別被擋的通道，以通過兩個激光對射光幕傳感器得到落入防火簾下方的被測物體的尺寸，實現(xiàn)對所述塊狀磨屑的識別。
10、作為專利技術(shù)的一種實施方式，每節(jié)車的四個側(cè)邊均安裝有豎直支撐懸掛架，且每個所述支撐懸掛架均向下延伸至防火簾的下方；
11、位于前側(cè)的兩根支撐懸掛架底部設(shè)置有第一橫梁，位于后側(cè)的兩根支撐懸掛架底部設(shè)置有第二橫梁；位于前側(cè)的兩根支撐懸掛架底部設(shè)置有第一縱梁，位于后側(cè)的兩根支撐懸掛架底部設(shè)置有第二縱梁；
12、所述第一橫梁上設(shè)置有投光器ⅰ或接收器ⅰ，所述第二橫梁設(shè)置有接收器ⅰ或投光器ⅰ；所述第一縱梁上設(shè)置有投光器ⅱ或接收器ⅱ，所述第二縱梁設(shè)置有接收器ⅱ或投光器ⅱ。
13、作為專利技術(shù)的一種實施方式，處于開啟狀態(tài)的集成控制器在得到可見光相機拍攝的圖片后，基于yolov5算法對所述塊狀磨屑進行識別；
14、yolov5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括：輸入端、骨干網(wǎng)絡(luò)、頸部和輸出端，輸入端用于對輸入的圖像進行數(shù)據(jù)增強和自適應(yīng)錨框計算操作；骨干網(wǎng)絡(luò)包括foucs、conv、c3、spp模塊用于圖像的特征提取；頸部通過特征金字塔網(wǎng)絡(luò)和路徑聚合網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合來實現(xiàn)對攜帶不同信息特征層融合能力的強化；輸出端作為網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測部分，其利用提取的特征預(yù)測目標的種類和位置。
15、作為專利技術(shù)的一種實施方式，所述骨干網(wǎng)絡(luò)中，focus模塊用于減少計算量；conv模塊對輸入的特征圖進行卷積、批量歸一化和silu函數(shù)激活操作；
16、在所述c3模塊中，將bottleneckcsp模塊被替換成c3模塊；將殘差輸出后的卷積被去掉了，卷積模塊中的激活函數(shù)變?yōu)榱藄ilu函數(shù)；將圖像分為兩支，一支通過卷積模塊和多個bottleneck堆疊，另一支經(jīng)過一個卷積模塊，最后將兩支進行通道融合；
17、spp模塊使用5×5、9×9、13×13的池化濾波器對輸入圖像進行最大池化，然后將池化后的圖像與原始輸入圖像進行通道融合，最后進行卷積操作。
18、作為專利技術(shù)的一種實施方式，每個所述集成控制器均包括殼體，所述殼體內(nèi)部設(shè)置有集成控制模塊和供電模塊，所述殼體的外部設(shè)置有觸摸顯示屏和報警蜂鳴器；
19、其中，所述控制模塊與所述供電模塊、所述觸摸顯示屏和所述報警蜂鳴器連接，所述供電模塊與所述觸摸顯示屏和所述報警蜂鳴器連接，所述控制模塊還與所有的可見光相機以及光幕傳感器組連接。
20、作為專利技術(shù)的一種實施方式，所述集成控制器執(zhí)行下述步驟：
21、（1）開機啟動塊狀磨屑監(jiān)測程序
22、系統(tǒng)上電后自動啟動鋼軌打磨車塊狀磨屑脫落物監(jiān)測系統(tǒng)程序，并在所述觸摸顯示屏上顯示，工作人員可通過所述觸摸顯示屏對運行參數(shù)、系統(tǒng)參數(shù)進行設(shè)置，其中，所述運行參數(shù)包括報警短信接收手機號；
23、（2）運行界面顯示
24、響應(yīng)于工作人員點擊的運行按鈕，進入運行狀態(tài)，觸摸顯示屏跳轉(zhuǎn)至運行界面，運行界面上綠燈閃表示系統(tǒng)運行正常，紅燈閃表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需聯(lián)系專業(yè)人員進行維修處理；此時，通過集成控制模塊基于可見光相機拍攝的圖片，或者所有光幕傳感器組發(fā)送的信號對塊狀磨屑進行識別；
25、（3）脫落物信息報警
26、在確定識別到塊狀磨屑時，報警蜂鳴器發(fā)出報警音，觸摸顯示屏彈出報警界面，并向設(shè)置的手機號碼發(fā)送報警短信，所述報警短信包括：日本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述典型塊狀磨屑的長寬尺寸大于20mm×20mm；所述鋼軌打磨列車設(shè)置N節(jié)，其包括車頭和打磨作業(yè)車，且所述車頭設(shè)有兩個，分別位于所述列車的兩端；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，每個所述光幕傳感器組均包括兩個激光對射光幕傳感器，每個所述激光對射傳感器均包括相對設(shè)置的投光器和接收器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，每節(jié)車的四個側(cè)邊均安裝有豎直支撐懸掛架，且每個所述支撐懸掛架均向下延伸至防火簾的下方；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，處于開啟狀態(tài)的集成控制器在得到可見光相機拍攝的圖片后，基于YOLOv5算法對所述塊狀磨屑進行識別；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述骨干網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)ocus模塊用于減少計算量；Conv模塊對輸入的特征圖進行卷積、批量歸一化和Silu函數(shù)激活操作；
6.根
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述集成控制器執(zhí)行下述步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述集成控制器還會執(zhí)行短信模塊異常處理步驟，其包括：運行狀態(tài)下對短信模塊進行自檢，當檢測到4G模塊未安裝電話卡、或電話卡異常時，在所述運行界面中重點顯示并標記短信模塊異常信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，在運行狀態(tài)下，可響應(yīng)于工作人員點擊的數(shù)據(jù)查詢按鈕跳轉(zhuǎn)至日志顯示界面；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述典型塊狀磨屑的長寬尺寸大于20mm×20mm；所述鋼軌打磨列車設(shè)置n節(jié)，其包括車頭和打磨作業(yè)車，且所述車頭設(shè)有兩個，分別位于所述列車的兩端；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，每個所述光幕傳感器組均包括兩個激光對射光幕傳感器，每個所述激光對射傳感器均包括相對設(shè)置的投光器和接收器；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，每節(jié)車的四個側(cè)邊均安裝有豎直支撐懸掛架，且每個所述支撐懸掛架均向下延伸至防火簾的下方；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，處于開啟狀態(tài)的集成控制器在得到可見光相機拍攝的圖片后，基于yolov5算法對所述塊狀磨屑進行識別；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼軌打磨列車典型塊狀磨屑智能識別裝置，其特征在于，所述骨干...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高春雷，何國華，劉傳，張銳，宋曉陽，王鵬，徐濟松，劉尚昆，何喆，張鈺熒，周佳亮，王金棟，米芮昕，張洪碩，
申請(專利權(quán))人：中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司鐵道建筑研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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