[发明专利]列车转向架的非接触式监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通设备监测领域，具体涉及一种列车转向架的非接触式监测方法及系统。

背景技术

铁路是国民经济的大动脉，它的延伸带动着经济的腾飞，火车作为现代主要交通工具之一，尤其是近十几年来高速列车的高速发展，给人们的生活出行、货物运输以及国家的经济发展方面发挥了极大的作用。铁路在时间、金钱成本，运输条件以及运输量上具有航空和公路运输不可比拟的优势，因此铁路运输在我国经济社会发展中具有重要地位；而在列车运行过程中，转向架起着支撑车体重量，使列车能灵活地沿直线线路运行及顺利地通过曲线等重要作用。列车转向架是车体的核心部件，其各参数也直接决定了车辆的稳定性与舒适性，任何一个地方出现问题，轻则会干扰正常的铁路运输秩序，重则严重威胁乘车人员的生命、财产安全，对铁路事业的发展带来不良的影响甚至威胁乘客生命，造成不可估量的损失。

由于转向架的重要性，目前采取了很多方法保证列车转向架的正常工作状态。转向架主要由轮对轴箱装置、弹性悬挂装置、构架、基础制动装置等部分组成。铁路列车在行驶过程中，机车与钢轨的频繁冲击、车轴和轴承之间的相互摩擦会使列车轴承温度升高，另外列车齿轮箱、牵引电机等相关部件的温度也有一定范围内的升高。当轴承运行状态良好时，有一定的温度升高是正常的，而当轴承内部出现故障时，润滑质量下降使得摩擦加剧，轴承温度急剧升高，达到一定程度便形成热轴，同时，其它部件也会因为内部故障导致的温度异常情况，若未及时发现并采取处理措施，继续发展下去有可能造成燃轴、切轴、甚至甩车等事故。而对于构架等转向架其它部分，大多涉及疲劳损坏问题，如提速客车209HS型转向架的联系梁、吊杆、牵引座的疲劳断裂，提速客车SW-160型转向架的吊杆、构架和横向控制杆的疲劳断裂，提速机车SS8型转向架的端梁断裂等，这些问题造成国民经济遭受巨大损失，严重威胁人们出行的安全。

但传统的列车转向架检测和监控系统在对转向架关键部位进行动应力测试时需要布置大量应变传感器，传感器的稳定性较差，容易受到电磁等外界干扰，出现各种问题，进而影响测试结果；且目前动应力测试均是在新车或者新线运行前或者出现疲劳损坏问题后进行的测试，无法对转向架的应变情况进行实时的判断，及时识别出列车应力较大的关键点，改善受力情况，防止疲劳损坏情况的发生。

因此，亟需设计一种能够实时对转向架进行非接触式监控的监控系统。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种列车转向架的非接触式监测方法及系统，能够以非接触的方式对列车的转向架进行可靠地实时监测，且监测过程快速且准确，有效提高了监测结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种列车转向架的非接触式监测方法，所述监测方法包括：

以非接触方式采集列车上的转向架的红外热图像；

以及，以非接触方式获取转向架的第一特征分布图像和第二特征分布图像，其中，所述第二特征分布图像为所述第一特征分布图像发生位移或形变后所形成的图像；

根据所述第一特征分布图像和第二特征分布图像生成所述转向架的应力云图；

对得到的所述红外热图像及应力云图进行实时显示，并根据所述红外热图像及应力云图对所述转向架进行实时监测。

进一步地，所述根据所述第一特征分布图像和第二特征分布图像生成转向架应力云图，包括：

在所述第一特征分布图像中划分得到各第一子区域，并提取各第一子区域的中心像素点(x₀,y₀)以及第一像素点(x_i,y_i)，其中，所述第一像素点为非中心像素点的任意一个像素点；

在所述第二特征分布图像中确定各第一子区域发生位移或形变后的各第二子区域，以及各第二子区域的中心像素点(x₀',y₀')和第一像素点(x_i',y_i')；

根据各第一子区域的中心像素点以及第一像素点，以及第二子区域的中心像素点和第一像素点，确定所述转向架的应变场；

以及，根据所述转向架的应变场生成所述转向架的应力云图。

进一步地，所述根据各第一子区域的中心像素点以及第一像素点，以及第二子区域的中心像素点和第一像素点，确定所述转向架的应变场，包括：