TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册

TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册西南交通大学成都唐源电气有限责任公司成都唐源电气有限责任公司TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册I目录第一部分技术方案.....................................................................................................................................11.1引言........................................................................................................................................................11.2项目目的...............................................................................................................................................21.3工作原理及方案简介........................................................................................................................21.4技术条件.............................................................................................................................................71.5使用环境...............................................................................................................................................8第二部分硬件使用说明............................................................................................................................92.1设备按钮功能简介..............................................................................................................................92.2设备报警声、报警光提示..............................................................................................................102.3开机启动..............................................................................................................................................12第三部分软件使用说明........................................................................................................................143.1引言........................................................................................................................................................143.2运行环境.............................................................................................................................................143.3系统初始化及启动...........................................................................................................................173.4软件功能介绍及操作说明.............................................................................................................193.5开始检测.............................................................................................................................................223.6数据处理软件功能介绍及操作....................................................................................................24第四部分维护保养说明........................................................................................................................314.1限界检测系统检修规程..................................................................................................................314.2常见软件现象及错误提示分析....................................................................................................324.3常见硬件现象分析及测试.............................................................................................................334.4数据的反馈.........................................................................................................................................334.5平日日常维护事项...........................................................................................................................34成都唐源电气有限责任公司TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册第1页，共34页第一部分技术方案1.1引言隧道是城市轨道交通中重要组成部分，随着车辆的运行和隧道的服役时间的增长，隧道内的一些设备有可能出现螺栓松动、设备脱落等情况，脱落后的物体侵入到设备限界的范围内，严重地危害车辆的运行安全，甚至造成重大地行车事故。隧道内发生物体侵限故障时，危害主要会造成以下情况：（1）造成电力机车无法正常运行；（2）当运营期间发生侵限故障时，严重影响运输安全，对运营的影响较大，影响时间较长，甚至造成上班乘客滞留，影响社会安定。《中华人民共和国铁路技术管理规程》第二十条中规定“隧道限界检查应不少于五年一次”。同时大量的工程实践表明，地铁工程建设、竣工验收以及运行维护等环节都需要地铁限界这个重要指标。目前，在地铁隧道设备限界检测中，检测手段主要局限于静态检测，即主要依据人工实测和经验判断，这种检测方式测量的精度低、工程量大，并且必须是在列车停止运行的情况下进行。由于隧道内限界变化具有突发性的特点，传统的人工检测方式已经不能满足实际工作的需要。因此，研发一种实时、高速、高精度的地铁隧道设备限界动态检测系统，将有助于节省人工、减少开支、提高效率，为地铁隧道安全维护提供依据，提高地铁运行安全性。成都唐源电气有限责任公司TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册第2页，共34页1.2项目目的本项目的目的是通过对地铁隧道全断面进行检测。从而得到隧道内侵限物体信息。主要实现以下功能：（1）设备限界检测：通过车头安装的图像采集系统实时地对隧道断面信息进行采集，经千兆以太网传送到车体内部的综合信息处理系统，最终通过图像预处理、图像识别，图像特征提取和分析隧道断面内物体相对于钢轨坐标位置，同时利用振动补偿系统将车体振动带来的测量影响，及时地和相同位置测量的轮廓断面信息归算到一起，最终得到的测量结果和标准限界模型进行比对，判定侵限，提供侵限信息。（2）隧道断面环境检测：通过隧道断面图像采集设备，能够实时地将整个隧道断面的图像录制下来，以视频格式保存下来，为离线后分析整个隧道断面环境提供依据。（3）检测位置定位：利用速度传感器进行轮径定位，结合电子标签射频技术修正车辆定位，建立测量轮廓数据和所在公里标位置一一对应关系，来定位侵限故障点位置，为快速准确地相关部门提供依据。（4）数据保存：将检测的隧道断面信息存储在硬盘中，其生成文件的名称应与站区名称、检测日期及检测时间对应。1.3工作原理及方案简介1.3.1工作原理为了能够检测地铁隧道全断面参数，最重要的一步就是对检测系统中各个摄成都唐源电气有限责任公司TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册第3页，共34页像机进行标定，标定过程中就是测量图像坐标系和测量位置坐标之间关系的过程，通过这个测量模型的参数，就能够将图像信息进行机器视觉三维立体重建。其中标定方法主要是采用三角测距原理来测量隧道全断面信息。三角测距原理图如下所示，其中Y为被测距离，f为成像系统距离，l为发光点中心到透镜的水平距离，即基线长度，L为某一已知距离，在该距离处成像正好位于CCD中心。X为被测距离在CCD上与已知距离在CCD上的像点距离。因此只要测出X，就能测出Y；同理，只要测出Y，就能测出X。P1P激光器CCD面阵相机1BBLYXl图1-1三角成像原理图根据三角形相似原理得：2222221()()YLXLlLfLlYLLl22()XllfLYlfLXlfYLXYLl1.3.2方案简介成都唐源电气有限责任公司TDXJ-1型地铁限界检测系统产品手册第4页，共34页预留网检、轨检及其它检测设备接口数据库打印机显示器速度传感器补偿2D传感器现场总线现场总线车顶设备车内设备车底设备工控机电子标签阅读器限界2D传感器图1-2限界结构拓扑图如图上图所示：TDXJ-1型限界检测系统分别由各种模块组成，在系统调试过程中，需要先将系统的各个模块先独立进行调试，各模块成功调试后，在进行整个系统的调试。（1）图像采集系统:限界图像采集系统主要由7组高功率工业激光器和高清工业级面阵相机组成，其中主要运用对隧道进行轮廓扫描，并通过