一种基于“智能电子眼”的无缝线路参数实时监测系统

1、一种基于“智能电子眼”的无缝线路参数实时监测系统，该系统中的控制设备包括“智能电子眼”即DTU，监测中心即MCC控制机，监测中心控制机通过GPRS无线网络与每个“智能电子眼”构成星星数据传输结构；所述“智能电子眼”是由CCD摄像头、VC302嵌入式图像采集卡、TSM320F2812型DSP处理器、GPRS无线模块及天线、SRAM63LV1024存储器、调零电路、太阳能电池组成；其特征在于：所述CCD摄像头为400万像素，输出PAL制彩色复合视频信号，12V电源供电，与VC302嵌入式图像采集卡相连；VC302嵌入式图像采集卡通过I2总线与DSP处理器相接；所述GPRS无线模块、SRAM63LV1024存储器、调零电路分别与DSP处理器相接；GPRS无线模块内部嵌入TCP/IP协议，通过SNSN和GGSN两个节点接入Internet网络与监测中心MCC通信；“智能电子眼”为远程数据终端，安装在铁路沿线每间隔200～300m的测试点或重点检测点处，由太阳能电池供电，所述监测中心控制机为PC机，设在监测中心本地，安装无缝线路管理软件，它与Internet网络连接，接收远程“智能电子眼”DTU实时数据。
2、根据权利要求1所述的一种基于"智能电子眼"的无缝线路参 数实时监测系统，其特征在于：该系统工作过程包括如下步骤：(1) 利用摄像技术采集现场无缝线路图像；(2) 采用DSP技术进行图像识别处理，实时产生无缝线路参数； (3 )采用GSM无线网络传输将无缝线路实时参数传输到监测4'心； (4)将现场无缝线路实时测量参数与无缝线路管理系统相结合， 将理论允许值与实测值进行比较，实现无缝线路参数的实时监控和报警。
3、根据权利要求1所述的一种基于"智能电子眼"的无缝线路参数 实时监测系统，其特征在于：所述VC302嵌入式图像采集卡是由SAA7113 视频信号与处理芯片、LC4128V型CPLD逻辑电路芯片、AL422B 3Mbit FIFO缓存、接口电路组成；SAA7113输出的数字视频信号符合ITU601 标准。

一种基于"智能电子眼"的无缝线路参数实时监测系统 技术领域：\n本发明涉及一种实时监测系统，特别涉及一种铁路无缝线路参数 实时在线监测和报警系统。属于铁路线路检测技术领域。 背景技术：\n随着客运专线建设及列车速度的不断提高，无缝线路参数实时监 测对保护行车安全和预防事故发生具有深远的现实意义。目前，对铁 路无缝线路参数的检测是由人工完成的，在铁路沿线每隔两三百米设 置一个观测点。检测内容包括纵向位移、横向位移、轨间位移等。由 于人工检测存在漏检、误检、不检、非实时及管理方面等问题，很容 易造成安全隐患存在。铁路主管部门提出能否采用实时自动检测的方 法；青藏铁路提出监测在冻土线路、路基及桥梁的位移等类似问题。 为此，极待提出一种对客运专线无缝线路参数实时监测的系统来。\n测量位移有多种方法，如有接触式的活动电阻法、电容法、电感 法等；无接触式的红外线法、光栅法、激光法等。这些方法都不同程 序的存在测量精度不够、安装不方便、不能适应震动及污染环境、影 响线路维护作业、价格昂贵、投资大等缺点。\n有人提出采用视频监测方法，但视频监测用于检测铁路无缝线路 参数仍存在很多问题：（1)需要铺设大量电缆，系统造价大、运营成 本高；（2)视频监控系统仍由人工监视识别现场图像，劳动强度很大，\n而且对于微小位移人工难以察觉和认别；（3)该系统也难以做到自动 报警，因线路出现超限时很不易察觉等等。故视频监控系统在实际中 很难达到监测铁路无缝线路的目的。 发明内容：\n本发明的目的在于针对上述现有技术的不足和保证客运专线行车 安全和预防事故发生的需求，提供一种具有自主知识产权的"智能电 子眼"技术，实现对铁路无缝线路实时在线监测及报警的系统。该系 统是将摄像技术、DSP技术、无线通信技术、图像处理技术及无缝线 路管理集成于一体。具有对参数检测准确，远程实时在线，自动报警， 实时检测与管理系统相结合等特点。无须铺设电缆，无须宽带传输， 高度智能化。系统造价小，运营成本低。\n本发明重点解决监测点"智能电子眼"DTU的结构，图像数据\n采集，当地图象识别处理并生成无缝线路参数的算法；采用DSP检 测技术用于无缝线路参数处理；采用GPRS方式进行远距离数据传 输，正常情况下仅传输无缝线路参数，只在出现故障时传输现场图片； 与无缝线路管理系统结合对超限点进行报警。\n为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案： 一种基于"智能电子眼"的无缝线路参数实时监测系统，其特征 在于：所述的"智能电子眼"的无缝线路参数实时监测系统中的控制 设备包括"智能电子眼"即DTU，监测中心即MCC的控制机。"智 能电子眼"为远程数据终端，安装在沿线每间隔200〜300m的测试点 或重点检测点处，监测中心控制机为PC机，设在监测中心本地。监\n测中心控制机通过GPRS无线网络与每个"智能电子眼"构成星星数 据传输结构。\n所述"智能电子眼"是由CCD摄像头、VC302嵌入式图像釆集 卡、TSM320F2812型DSP处理器、GPRS无线模块及天线、 SRAM63LV1024存储器、调零电路、太阳能电池组成。\n所述CCD摄像头为400万像素，输出PAL制彩色复合视频信号， 12V电源供电，与VC302嵌入式图像采集卡相连。所述VC302嵌入 式图像采集卡，是由SAA7113视频信号与处理芯片、LC4128V型 CPLD逻辑电路芯片、AL422B3MbitFIFO缓存、接口电路组成。通 过12总线与DSP处理器相接。SAA7113输出的数字视频信号符合 ITU601标准。所述GPRS无线模块、SRAM63LV1024存储器、调零 电路分别与DSP处理器相接。GPRS无线模块内部嵌入TCP/IP协议， 通过SNSN和GGSN两个节点接入Internet网络与地面MCC通信。 "智能电子眼"由太阳能电池供电。\n所述监测中心控制机为PC机，设在监测中心本地，安装无缝线 路管理软件。它与Internet网络连接，接收远程"智能电子眼"DTU 实时数据。\n一种基于"智能电子眼"的无缝线路参数实时监测系统，其特征 在于：该系统的工作过程包括如下步骤：\n(1) 利用摄像技术采集现场无缝线路图像；\n(2) 采用DSP技术进行图像识别处理，实时产生无缝线路参数；\n(3) 采用GSM无线网络传输将无缝线路实时参数传输到监控中心;\n(4)将现场无缝线路实时测量参数与无缝线路管理系统相结合，将\n理论允许值与实测值进行比较，实现无缝线路参数的实时监控和报塾。\n本发明与现有技术相比，具有如下特点：\n(1) 无须铺设电缆、无须宽带传输，节省投资；\n(2) 实时在线检测和实时报警，保证行车安全和有效预防事故的发 生；\n(3) 利用视频图像检测无缝线路参数，检测精确、便捷；\n(4) 检测系统和管理系统结合，自动生成报表；\n(5) 解决了现场数据的实时远距离传输。 附图说明：\n下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。 图1为本发明检测系统结构示意图； 图2为本发明"智能电子眼"现场在线监测示意图； 图3为本发明"智能电子眼"DTU结构示意图。 具体实施方式：\n本发明采用"智能电子眼"技术实现对铁路无缝线路实时在线监 测与报警。如图1所示，在铁路无缝轨道一侧每隔一定距离，通常为 200〜300m，设置一台"智能电子眼"装置，将"智能电子眼"的摄 像头对准铁路无缝轨道测试点，如图2所示，即在该测试点由"智能 电子眼"实时在线动态的对铁路无缝线路位移进行图像采集、图像识 另!j，然后将图像数据采用DSP技术处理，直接转化为无缝线路参数，\n再通过GSM无线发射装置传送到无缝线路管理系统监控中心MCC。 监控中心MCC根据理论计算值，判断该测试点的线路参数超限时进 行报警。本发明的这种监测方法一般情况下只传输线路参数值，仅在\n超限时报警根据需要才传输几幅图片，大大减少了传输数据。\n本发明将摄像技术，DSP技术、无线通信技术及图像处理技术应 用于客运专线无缝线路参数（位移）实时动态监测。该监测系统高度 智能化，具有以下功能-\n(1) 对线路参数进行实时动态监测与报警；\n(2) 利用视频图像识别技术形成无缝线路参数；\n(3) 系统监测与管理系统相结合，自动生成报表；\n(4) 检测范围不受地域限制，测试点与监控中心可以任意远近。