基于铁路装备TFDS的分类检测方法和系统与流程

基于铁路装备tfds的分类检测方法和系统
技术领域
1.本发明涉及铁路管理技术领域，特别涉及一种基于铁路装备tfds的分类检测方法和系统。


背景技术：

2.货车运行故障图像动态检测系统(tfds)在国内铁路全路推广，即通过布置在轨道上的多个工业相机对运行列车的两侧和底部进行图像采集，然后通过专用网络将图像传输至监控室服务器。在监控室内，列检人员通过图像复示终端软件观察所采集图像，判断是否存在故障。现有tfds系统存在的问题是只负责采集、传输和存储图像；在实际的场景中，由于故障的复杂性和多样性，以及图像质量的影响，tfds系统无法实现对故障的自动识别。
3.铁路的现代化建设需要通过现代信息技术实现，目标是提高列检故障发现率和降低列检人员劳动强度。
4.目前的作业过程中，为了铁路货车运营安全高效，以人工检查货车图像的方式来进行检查，即对每辆经过的货车车辆采取“全面检”的形式进行作业，但“全面检”的作业方式会造成用人成本高，劳动强度大，作业效率低的问题。很明显，这种实际效果与铁路的现代化建设是违和的。
5.因此，在一种更新的关于铁路货车的管理中，需要借用tfds系统作业进行改进，进而实现更优的解决方案。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一是提供一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，其技术方案如下：
7.一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，包括接入通信网络的tfds系统，其特征在于还包括：
8.传感器，所述传感器设置于铁轨的内侧以用于接收车辆行驶中产生的脉冲信号，且所述传感器接入到所述tfds系统；
9.高速摄像机，所述高速摄像机设置于铁轨外侧以用于拍摄经过的车辆，且所述高速摄像机接入到所述tfds系统；
10.射频标签和aei工作站，所述射频标签设置于各车辆且录入有相应车辆的信息，所述aei工作站接入所述tfds系统且与所述射频标签配合；
11.检测管理模块，所述检测管理模块设置于所述tfds系统，所述检测管理5模块通过通信网络发送和接收车辆信息，所述检测管理模块接收所述传感器和aei工作站的信号，所述检测管理模块控制所述高速摄像机进行拍摄，所述检测管理模块利用预设检测规则对车辆信息进行处理以完成检测。
12.在一些优选的实施方式中，所述传感器包括至少一组，且每组所述传感器的数量为四个，四个所述传感器两两设置于两个铁轨的内侧。
13.0在一些优选的实施方式中，所述高速摄像机包括至少一组，每组所述高速摄像机的数量为两个，且一个用于拍摄车辆底部，另一个用于拍摄车辆侧面。
14.在一些优选的实施方式中，还包括补偿光源，所述补偿光源设置于铁轨外侧以用于为所述高速摄像机的拍摄进行补光，所述补偿光源接入所述tfds5系统。
15.本发明的目的之二是提供一种基于铁路装备tfds的分类检测方法，采用上述分类检测系统实现，且所述方法包括如下步骤：
16.tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测；
17.0tfds系统根据检测规则对车辆进行检测；
18.tfds系统将检测过程后获取的车辆检测实况信息上传到管理后台，形成共享信息。
19.在一些优选的实施方式中，所述tfds系统根据检测规则对车辆进行检测包括如下子步骤：5tfds系统通过传感器获取车辆过经过的脉冲信号作为检测要素；
20.tfds系统通过高速摄像机拍摄车辆图片作为检测要素；
21.tfds系统获取射频标签所记录的信息作为检测要素。
22.在一些优选的实施方式中，所述tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信
23.息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测还包括如下子步骤：0检测管理模块控制补偿光源打开，补偿光源对高速摄像机的拍摄进行补光。
24.有益效果：本发明利用tfds系统，通过检测管理模块进行检测，并且通过通信网络将车辆信息传输作为检测的要素，可以实现全面检测和重点检测的区分，同时利用传感器、高速摄像机和射频标签获取车辆信息，实现准确的检测，在保证检测质量的同时，提高了检测作业效率，降低用人成本和劳动强度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
26.图1是本发明分类检测系统的结构框图。
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.如图1所示，一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，包括接入通信网络的tfds系统10、传感器20、高速摄像机30、射频标签50、aei工作站60和检测管理模块70。
32.tfds系统10包括轮边机房设备和列检检测中心，其中轮边机房设备包括图像采集计算机、车辆信息采集计算机和交换机等。列检检测中心包括终端计算机和中心服务器等。tfds系统10通过中心服务器接入以太网。
33.传感器20设置于铁路上铁轨的内侧以用于接收车辆行驶中产生的脉冲信号，且传感器20接入到tfds系统10。
34.在一些优选的实施方式中，传感器20的数量为至少一组，且每组传感器20的数量为四个，四个传感器20两两设置于两个铁轨的内侧。当有列车经过时，车轮经过铁轨上的传感器20产生正弦脉冲信号，正弦脉冲信号经过整形和滤波电路进行处理后输入车辆信息采集计算机，经过计算、车辆匹配，可以得到该列车通过时间、机车数量、总辆数、总轴数和平均速度等信息。
35.高速摄像机30设置于铁轨外侧以用于拍摄经过的车辆，且高速摄像机30接入到tfds系统10。
36.在一些优选的实施方式中，高速摄像机30的数量为至少一组，每组高速摄像机30的数量为两个，且一个用于拍摄车辆底部，另一个用于拍摄车辆侧面。高速摄像机30的开启和关闭控制通过车辆信息采集计算机实现。
37.在一些优选的实施方式中，还包括补偿光源40，补偿光源40设置于铁轨外侧以用于为高速摄像机30的拍摄进行补光，补偿光源40接入tfds系统10。补偿光源40采用sg-15-01k80-50-r型激光光源。补偿光源40的打开和关闭通过计算机控制，计算机控制补偿光源40在机车驾驶舱驶过照明地点的时刻开启，以利于在夜间不至于将灯光直射到司机而影响行车安全。在列车全部经过后，由计算机控制关闭补偿光源40，关闭保护门。
38.在高速摄像机30拍摄的图像数据进行处理时，直方图分布不均匀时打上补偿光源，通过对图像进方图均衡化的处理，可以增强图像的对比度，提高图像的质量。直方图均衡化的方法对光照过暗和偏光现象能进行有效的光照补偿。
39.射频标签50和aei工作站60，射频标签50设置于各车辆且录入有相应车辆的信息，aei工作站60接入tfds系统10且与射频标签50配合。aei工作站60为tfds系统10上的必设部件。
40.检测管理模块70，检测管理模块70设置于tfds系统10，检测管理模块70内包括有检测规则程序，且检测管理模块70通过通信网络发送和接收车辆信息，检测管理模块70接收传感器20和aei工作站60的信号，检测管理模块70控制高速摄像机30进行拍摄，检测管理模块70利用预设检测规则对车辆信息进行处理以完成检测。
41.检测管理模块70包括处理器和存储器。tfds系统10内设置有通信模块，以使得
tfds系统10实现与以太网连接，进而通过通信网络发送和接收所检测车辆的信息。本发明方案具体实施时某个具体的检测单元检测时可以结合前后探测站线路里程、过车用时、故障信息、作业结果等进行智能分级判别，作为当前检测站作业方式的依据。
42.通过通信模块传输的信息，在检测规则判断中，如果车辆通过一检测站时距离上次检测站检测作业时间超过设定的值，或者上次检测站检测作业时因为设备故障漏检，又或者车辆信息显示其为货物卸空后首次经过该检测站时，即判断需要执行全面检测，进而通过全面检测规则进行检测。
43.车辆通过一检测站且距上次作业时间在一定时间范围内，本探测站为重点检。实现检车员重点对选定车辆部位图片的检查，可人工设置重点检查的车型和须查看部位。
44.检测规则为程序模块存储于存储器中，且在检测时通过处理器调用。
45.一种基于铁路装备tfds的分类检测方法，采用上述分类检测系统实现，且包括如下步骤：
46.tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测；
47.tfds系统根据检测规则对车辆进行检测；
48.tfds系统将检测过程后获取的车辆检测实况信息上传到管理后台，形成为共享信息。
49.在步骤tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测中，依据整个系统的设计和网络架构，在一具体的检测站进行检测前，通过网络接收到某一具体车辆的车辆信息，tfds系统通过对车辆信息和设置与tfds系统的判断规则来进行检测判断，即是进行全面检测还是重点检测。
50.检测规则为一程序模块写入到检测管理模块70的存储器中，在进行检测时，处理器调用并运行检测规则。
51.因此，在一些优选的实施方式中所述tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测包括如下子步骤：
52.车辆信息包括车辆通过检测站时距离上次检测站检测作业时间超过设定的值，上次检测站检测作业时因为设备故障漏检和辆信息显示其为货物卸空后首次经过该检测站任意一项或多项时判断为全面检测；或车辆信息包括车辆通过检测站且距上次检测作业时间在设定时间范围值则判断为重点检测。
53.在步骤tfds系统根据检测规则对车辆进行检测中，具体讲各种用于检测的要素进行运算，进而实现检测判断。
54.具体地，在一些优选的实施方式中，步骤tfds系统根据检测规则对车辆进行检测包括如下子步骤：
55.tfds系统通过传感器获取车辆过经过的脉冲信号作为检测要素；
56.tfds系统通过高速摄像机拍摄车辆图片作为检测要素；
57.tfds系统获取射频标签所记录的信息作为检测要素。
58.在步骤tfds系统通过传感器获取车辆过经过的脉冲信号作为检测要素中，基于铁路车辆的运行特点，当有列车经过时，车轮经过铁轨上的传感器产生正弦脉冲信号，正弦脉冲信号经过整形和滤波电路进行处理后输入车辆信息采集计算机，然后经过计算、车辆匹
配，可以得到该列车通过时间、机车数量、总辆数、总轴数和平均速度等信息。这些信息上传到tfds系统可以作为检测要素。
59.在步骤tfds系统通过高速摄像机拍摄车辆图片作为检测要素中，高速摄像机拍摄车辆的实时图片，并将图片的数据进行补偿处理后上传到tfds系统进行处理，进而作为后续的检测要素。
60.在步骤tfds系统获取射频标签所记录的信息作为检测要素中，由于部分车辆有关信息通过射频标签记录，因此可以通过射频读取技术来获取相关的信息作为后续的检测要素，例如机车车型，车次，配属段，列车属性，车型，标准车号，换长，制造日期和制造厂等信息。
61.在步骤tfds系统将检测过程后获取的车辆检测实况信息上传到管理后台，形成为共享信息中，完成检测后将检测产生的关于车辆的结论性信息通过网络上传到管理后台，形成信息共享，以便于其他检测站点进行信息调用。
62.在一些优选的实施方式中，所述tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测还包括如下子步骤：
63.检测管理模块控制补偿光源打开，补偿光源对高速摄像机的拍摄进行补光。
64.在步骤检测管理模块控制补偿光源打开，补偿光源对高速摄像机的拍摄进行补光中通过打开补偿光源，对高速摄像机的拍摄补光，进而使得形成的车辆图像质量更好。
65.在检测中，图像采集设备将采集到的图像进行数字化滤波、增强、亮度均衡和管理等工作，并通过千兆网传输至列检检测分析中心服务器存储。
66.本系统通过管理程序模块对检测结果进行管理，并自动生成列检作业台帐，自动进行故障信息统计和打印(系统在具体实施时，接入打印机)，自动通过通信网络上传故障信息。本系统通过设置管理网络可以实现三级联网和三级复示，进而满足货车管理全程追踪，全线联网，数据集中和信息共享的要求。
67.在进行人工判断时，系统通过速以太网连接于服务器，在检车员的控制下浏览、检索和查看服务器处理过的列车图像信息、过车信息和车号信息，进而进行故障判别。
68.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，包括接入通信网络的tfds系统(10)，其特征在于还包括：传感器(20)，所述传感器(20)设置于铁轨的内侧以用于接收车辆行驶中产生的脉冲信号，且所述传感器(20)接入到所述tfds系统(10)；高速摄像机(30)，所述高速摄像机(30)设置于铁轨外侧以用于拍摄经过的车辆，且所述高速摄像机(30)接入到所述tfds系统(10)；射频标签(50)和aei工作站(60)，所述射频标签(50)设置于各车辆且录入有相应车辆的信息，所述aei工作站(60)接入所述tfds系统(10)且与所述射频标签(50)配合；检测管理模块(70)，所述检测管理模块(70)设置于所述tfds系统(10)，所述检测管理模块(70)通过通信网络发送和接收车辆信息，所述检测管理模块(70)接收所述传感器(20)和aei工作站(60)的信号，所述检测管理模块(70)控制所述高速摄像机(30)进行拍摄，所述检测管理模块(70)利用预设检测规则对车辆信息进行处理以完成检测。2.如权利要求1所述的一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，其特征在于，所述传感器(20)包括至少一组，且每组所述传感器(20)的数量为四个，四个所述传感器(20)两两设置于两个铁轨的内侧。3.如权利要求2所述的一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，其特征在于，所述高速摄像机(30)包括至少一组，每组所述高速摄像机(30)的数量为两个，且一个用于拍摄车辆底部，另一个用于拍摄车辆侧面。4.如权利要求3所述的一种基于铁路装备tfds的分类检测系统，其特征在于，还包括补偿光源(40)，所述补偿光源(40)设置于铁轨外侧以用于为所述高速摄像机(30)的拍摄进行补光，所述补偿光源(40)接入所述tfds系统(10)。5.一种基于铁路装备tfds的分类检测方法，其特征在于，基于如权利要求1至4任一项所述的分类检测系统实现，所述方法包括如下步骤：tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测；tfds系统根据检测规则对车辆进行检测；tfds系统将检测过程后获取的车辆检测实况信息上传到管理后台，形成共享信息。6.如权利要求5所述基于铁路装备tfds的分类检测方法，其特征在于，所述tfds系统根据检测规则对车辆进行检测包括如下子步骤：tfds系统通过传感器获取车辆过经过的脉冲信号作为检测要素；tfds系统通过高速摄像机拍摄车辆图片作为检测要素；tfds系统获取射频标签所记录的信息作为检测要素。7.如权利要求6所述基于铁路装备tfds的分类检测方法，其特征在于，所述tfds系统获取车辆信息，并根据车辆信息和判断规则判断进行全面检测或者重点检测还包括如下子步骤：检测管理模块控制补偿光源打开，补偿光源对高速摄像机的拍摄进行补光。

技术总结
本发明公开了一种基于铁路装备TFDS的分类检测系统，包括接入通信网络的TFDS系统，传感器，高速摄像机，射频标签，AEI工作站和检测管理模块，检测管理模块设置于TFDS系统，检测管理模块内包括有检测规则程序，且检测管理模块通过通信网络发送和接收车辆信息。还包括一种基于铁路装备TFDS的分类检测方法。本发明利用TFDS系统，通过检测管理模块进行检测，并且通过通信网络将车辆信息传输作为检测的要素，可以实现全面检测和重点检测的区分，同时利用传感器、高速摄像机和射频标签获取车辆信息，实现准确的检测，在保证检测质量的同时，提高了检测作业效率，降低用人成本和劳动强度。降低用人成本和劳动强度。降低用人成本和劳动强度。


技术研发人员：李朋 孟晓明 张国彪 魏常庆 贾宇翔 王洪昆 刘洋 边志宏 王蒙 丁颖 王萌 焦杨 马瑞峰 徐建喜
受保护的技术使用者：国能铁路装备有限责任公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/6/14