[发明专利]电气化铁路接触网动态位移在线实时检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气化铁路等轨道交通接触网的动态位移检测方法，特别适应于高速铁路接触网运行检修的动态检测，属于轨道交通及测试技术领域。

背景技术

针对电气化铁路等轨道交通，特别是快速发展的高速铁路，其接触网是重要行车设备，多年来我国已投入运营多条铁路客运专线和高速铁路，运营中的行车安全直接关系到人身和财产安全，铁路部门已发布《高速铁路接触网运行检修暂行规程》，对高速铁路接触网运行检修做出了具体规定。通常接触网是铁路电气化工程的主构架，是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路，为供受电弓取流的高压输电线，主要由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成，露天设置长期经受风吹、雨淋、日晒及大气中各种化学物质污染腐蚀，线路上高速运动着的电力机车，受电弓沿接触线高速滑行，它们之间既产生摩擦又产生撞击，容易引起整个接触网的晃动和不稳定，在长期疲劳受载下会产生结构的破坏和失效，引起供电系统的中断或结构部件脱落，导致重大甚至特大交通事故的发生，在已运营的高速铁路部分线段上已经出现了接触网异常晃动的情况；因此，接触网运行检修极为重要，然而，除了支撑接触网固定在基础上的立柱外，接触网其余部分检测难度非常大，主要表现在：1、接触网部件都较细，整个接触网也较柔，传感装置很难布置；2、即使传感装置能布置也极易脱落，一旦异常掉脱落至轨道上易产生极为严重的后果；3、传感装置的安装需要在铁道部门严格审批后，通常会获批夜间开展检测工作，安排特殊人员安装，拆除之前铁路沿线封锁，传感装置在检测期间外界不能接触到，所以传感装置的能量供应是个问题；4、在线检测时接触网是带有高压电流和100℃左右的温度，大部分传感装置易被直接击穿或烧坏。因此，现有技术中尚没有很好的检测方法和手段。

发明内容

本发明提供一种电气化铁路接触网动态位移在线实时检测方法，通过在接触网产生动态位移待测部位固定反光片，然后用探照灯投射，使反光片呈现出光斑效果，用CCD采集反光片产生光斑的成像，然后用计算机计算对应光斑在接收屏上的位置值，进而推算出接触网动态位移待测点的位置值，实现接触网等特殊结构的动态位移在线实时检测，反光片在夜晚或光线较暗时产生光斑效果较好，较适应高速铁路夜间开展检测工作的实际情况。

本发明的技术方案是这样实现的：

所述电气化铁路接触网动态位移在线实时检测方法，主要由图象采集设备A、信号发射设备B、计算机C组成的装置来实现，其特征是：

信号发射设备B主要由两个反光片5、探照灯4及支架3b构成，在接触网动态位移待测结构每一个测点处设置两个反光片5，用两个反光片5的实际中心距离来标定测试精度；反光片5经探照灯4照射后会形成非常明亮的光斑，支架3b用来支撑和固定探照灯4，探照灯4及支架3b与图象采集设备A一并设置在距接触网动态位移待测结构测点处一定距离的图像采集测试处；

在图象采集测试处设置的图象采集设备A主要由CCD1、镜头2及支架3a构成，镜头2固定在CCD1的固定接口处，用来对反光片5发出的光斑进行成像，结合待测结构现场情况，镜头2一般采用中长焦镜头；CCD1作为整个图象采集部分A的信号采集器件，将光信号转化为图像传输给计算机C；支架3a用来支撑和固定CCD1；

计算机C通过数据线与CCD1连接，给CCD1提供电源并对CCD1传输过来的图像数据进行处理；

所述电气化铁路接触网动态位移在线实时检测方法，其特征是：

在接触网动态位移待测结构每一个测点处固定反光片5，保证探照灯4正常投射使得反光片5反射出显著的光信号；在图象采集测试处将图象采集设备A通过支架3a固定在不动测试点，连接好CCD1和计算机C，开启计算机C中的控制软件，实时显示CCD1所采集的图像，调节支架3a把镜头2对准反光片5，对镜头2进行调焦使计算机C中能清晰显示反光片5，调节CCD1的曝光时间和镜头2的光圈使图像能清晰显示反光片5的光斑，图像中除反光片5光斑外的部分均较暗，使得CCD1能够精确采集图像中反光片5的光斑，由计算机C进行图像分析得到反光片5光斑在接收屏上的位置值加以存储，从而保证计算机C能够按照某个固定频率采集并存储反光片5形成的光斑数据进行接触网测点位移的计算处理；

所述电气化铁路接触网动态位移在线实时检测方法，其特征是：

通过重心法计算图象光斑在接收屏上的位置值(X，Y)，对于一个像素为M×N的CCD，对应图象光斑在接收屏上的位置值(X，Y)，由下列公式确定：