способ дистанционного контроля за коммерческими неисправностями на подвижном составе

Формула изобретения

Система дистанционного контроля за коммерческими неисправностями на подвижном составе, содержащая датчик начала состава и П-образную несущую конструкцию, установленную над рельсовым путем, телекамеру крыши вагона, закрепленную на перекладине несущей конструкции, датчик счета вагонов, закрепленный на вертикальных опорах несущей конструкции, выходы датчиков связаны через блок индикации и согласования с входом системного блока автоматизированного рабочего места, отличающаяся тем, что в нее введены прожекторы, закрепленные на несущей конструкции, телекамера левого борта вагона и телекамера правого борта вагона, закрепленные на вертикальных опорах несущей конструкции, и датчик счета колес, при этом датчик начала состава и датчик счета колес закреплены на вертикальных опорах несущей конструкции, выход датчика счета колес связан через блок индикации и согласования с входом системного блока автоматизированного рабочего места, выходы всех телекамер связаны с соответствующими видеовходами системного блока автоматизированного рабочего места, который выполнен с возможностью вывода на экран компьютерного монитора в реальном масштабе времени видеоизображения проходящего состава одновременно с трех телекамер в режиме “ПОЛИЭКРАН”, а также полноэкранного просмотра состава с одной выбранной телекамеры, записи на жесткий диск сжатого видеоизображения с трех телевизионных камер, воспроизведения видеозаписи и создания видеоархива.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к устройствам автоматики и телемеханики, осуществляющим видеоконтроль сохранности, правильности размещения и крепления груза на открытом подвижном составе, исправности бортов, крыш вагонов и цистерн, наличия остатков груза и реквизитов крепления.

Известны промышленные телевизионные установки (ПТУ), серийно выпускаемые промышленностью и предназначенные для наблюдения (Техника промышленного телевидения, Л.: Лениздат, 1970). Недостаток установок заключается в том, что они требуют непрерывного участия оператора в процессе наблюдения за объектом.

Известна система дистанционного контроля сохранности грузов в движущемся железнодорожном составе (RU 2138077 С1, 6 G 08 В 13/196), предназначенная для обеспечения возможности оперативного обнаружения факта несанкционированного доступа в движущемся железнодорожном составе. В парке прибытия производится внешний осмотр подвижного состава посредством неподвижных телевизионных камер общего и детального осмотра.

Недостаток изобретения заключается в том, что при визуальном наблюдении подвижного состава в реальном масштабе времени оператор может наблюдать только перспективное изображение поезда (в частности, крыши движущегося вагона), формируемое камерой общего обзора. Изображения бортов вагона формируются телекамерой детального обзора, имеющей узкое поле зрения и предназначенной для визуализации малоразмерных объектов (пломб и т.д.). С указанной телекамеры детального обзора производят непрерывную запись изображения быстро перемещающихся в ее поле зрения объектов поиска, которые не могут быть непосредственно обнаружены оператором визуально. Распознают отклонения образа наблюдаемого объекта от исходного состояния путем его сравнения с эталонным образом, а по результатам сравнения судят о сохранности груза, эталонный образ наблюдаемого объекта предварительно создают в парке отправления, произведя видеозапись подвижного состава в идентичных условиях движения, который затем передают в парк прибытия до прихода наблюдаемого объекта.

Известно устройство дистанционного контроля за коммерческими неисправностями на подвижном составе, содержащее датчик начала состава и П-образную несущую конструкцию, установленную над рельсовым путем, датчик счета вагонов, закрепленный на опоре несущей конструкции, телекамеру крыши вагона, шарнирно закрепленную на перекладине несущей конструкции и связанную по радиоканалу посредством блока сопряжения с автоматизированным рабочим местом оператора, содержащим видеомагнитофон, персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), блок индикации (RU 2066282 С1, 6 В 61 К 9/02).

Недостаток устройства заключается в установке на перекладине П-образной несущей конструкции одной телекамеры, не обеспечивающей возможности осмотра бортов вагонов, записи видеоизображения от телекамеры на аналоговый видеомагнитофон, что снижает надежность устройства, в необходимости установки дополнительных опор для размещения оптоэлектронного датчика начала состава. Однако по своей технической сущности и достигаемому результату данное решение наиболее близко предлагаемому.

Задачей предлагаемой системы дистанционного контроля за коммерческими неисправностями на подвижном составе является обеспечение возможности оперативного обнаружения коммерческих неисправностей на подвижном составе, в том числе и проверка целостности запорно-пломбировочных устройств, контроль за состоянием погрузки на открытом подвижном составе.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в систему дистанционного контроля за коммерческими неисправностями на подвижном составе, содержащую оптоэлектронный датчик начала состава и П-образную несущую конструкцию, установленную над рельсовым путем, телекамеру крыши вагона, закрепленную на перекладине несущей конструкции, оптоэлектронный датчик счета вагонов, закрепленный на вертикальных опорах несущей конструкции, выходы датчиков связаны через блок индикации и согласования с входом специализированного системного блока автоматизированного рабочего места, к выходу которого подключен монитор, дополнительно введены телекамера левого борта вагона, телекамера правого борта вагона, закрепленные на вертикальных опорах несущей конструкции, оптоэлектронный датчик счета колес и прожекторы, при этом оптоэлектронный датчик начала состава, оптоэлектронный датчик счета колес закреплены на опорах, а прожекторы - на опорах и ригеле несущей конструкции. Выходы всех датчиков через блок индикации и согласования связаны с входом специализированного системного блока. Выходы всех телекамер связаны с соответствующими видеовходами специализированного системного блока автоматизированного рабочего места, который выполнен с возможностью вывода на экран компьютерного монитора в реальном масштабе времени видеоизображения проходящего состава одновременно с трех телекамер в режиме “ПОЛИЭКРАН”, а также полноэкранного просмотра состава с одной выбранной телекамеры, записи на жесткий диск сжатого видеоизображения с трех телевизионных камер, воспроизведения видеозаписи и создания видеоархива. Введение двух дополнительных телекамер дает возможность осмотра подвижного состава с левого борта вагона и правого борта вагона, введение прожекторов обеспечивает работу телекамер в условиях недостаточной освещенности, введение датчика счета колес обеспечивает точность счета вагонов при наличии в составе вагонов различного типа и назначения, расположение датчика начала состава не требует установки дополнительных опор.

Программное обеспечение автоматизированного рабочего места обеспечивает выполнение следующих функций: управление блоком индикации и согласования; протоколирование данных о проходящих составах; вывод на экран видеоизображения проходящего состава с трех телевизионных камер; выбор телекамеры для полноэкранного просмотра; запись на жесткий диск сжатого видеоизображения с трех телевизионных камер; хранение в архиве видеоизображений, ограниченное только размером жесткого диска; просмотр видеоархива на экране ПЭВМ в оконном или полноэкранном режимах; воспроизведение изображения с произвольной скоростью в прямом и обратном направлении; покадровый просмотр и режим стоп-кадра; поиск видеоинформации по времени прохождения состава, порядковому номеру вагона; масштабирование произвольных областей изображения в режиме стоп-кадра; передачу по локальной сети сообщения с информацией о составе.

Техническим результатом предлагаемой системы является обеспечение визуального контроля состояния подвижного состава с левого борта вагона, крыши вагона и правого борта вагона при прохождении его в зоне контроля посредством телекамеры левого борта вагона, телекамеры крыши вагона и телекамеры правого борта вагона в реальном масштабе времени на экране компьютерного монитора в режиме "ПОЛИЭКРАН" (одновременное отображение трех изображений) и в режиме просмотра записываемой видеоинформации от одной произвольно выбранной телевизионной камеры на весь экран монитора. В автоматическом режиме обеспечивается запись изображения от трех телевизионных камер на жесткий диск специализированного системного блока автоматизированного рабочего места в следующих режимах: комплексная запись информации трех телекамер; запись с сопроводительной информацией “текущее время, дата, порядковый номер вагона”. Обеспечивается возможность воспроизведения видеозаписи в следующих режимах: просмотр в замедленном темпе для детального выявления дефектов вагона; просмотр комплексной видеозаписи (три вида) на мониторе; просмотр каждого из трех видов на полном экране монитора; стоп-кадр при воспроизведении изображения вагона; режим масштабирования произвольной области экрана.

При прохождении состава в зоне контроля обеспечивается возможность создания видеоархива.

На фиг.1 представлена структурная схема системы. На фиг.2 представлена схема

расположения системы на несущей конструкции.

На несущей конструкции закреплены: телекамера левого борта вагона (ТК1), телекамера крыши вагона (ТК2), телекамера правого борта вагона (ТК3), датчик счета вагонов (ДСВ), датчик счета колес (ДСК), датчик начала состава (ДНС). Каждый из датчиков представляет собой двухпозиционное устройство, состоящее из блока излучателя (БИ) и блока приемника (БП). Телевизионные камеры ТК1-ТК3 устанавливаются в специальные защитные контейнеры-термостаты КТ1-КТ3 соответственно, датчики - в обогреваемые контейнеры. В состав автоматизированного рабочего места (АРМ) входит: специализированный системный блок (ССБ), монитор компьютерный (М), сетевой концентратор (6), блок индикации и согласования (БИС). Для обеспечения работы в условиях недостаточной освещенности в системе имеется группа прожекторов, которые закрепляются на несущей конструкции и обеспечивают подсветку зон наблюдения телевизионных камер. Включение прожекторов в темное время суток осуществляется автоматически за счет фотореле. ССБ АРМ оснащен платами видеозахвата (1-3), мультипортовой платой (4) и сетевой платой (5). Телевизионные камеры ТК1-ТК3 соединены с видеоплатами 1-3 специализированного системного блока соответственно. Управление работой блока индикации и согласования производится ПЭВМ в процессе обмена по каналу связи в соответствии со стандартом RS-232. Питание устройств осуществляется от источника бесперебойного питания (ИБП).

Система работает следующим образом.

При входе состава в зону контроля локомотив пересекает луч ДНС. Информация о пересечении луча формируется БП датчика, выходной сигнал поступает на БИС. БИС формирует электрический импульс и передает на мультипортовую плату 4 ССБ АРМ сигнал о начале записи видеоинформации. Видеосигналы от ТК1-ТК3 поступают соответственно на видеовходы 1-3 ССБ АРМ, а на мониторе отображается информация от телевизионных камер. БИС осуществляет счет вагонов в зоне контроля по перекрытию ДСК и ДСВ. При срабатывании ДСВ БИС формирует электрический импульс для управления наложением на видеосигналы служебной информации и передает на мультипортовую плату 4 ССБ АРМ текущий номер вагона. Логическая обработка видеосигналов и сигналов от БИС происходит по специальному алгоритму, обеспечивающему выполнение следующих функций: протоколирование данных о проходящих составах; вывод на экран видеоизображения проходящего состава с трех телевизионных камер; выбор телекамеры для полноэкранного просмотра; запись на жесткий диск сжатого видеоизображения с трех телевизионных камер; хранение в архиве видеоизображений, ограниченное только размером жесткого диска; просмотр видеоархива на экране ПЭВМ в оконном или полноэкранном режимах; воспроизведение изображения с произвольной скоростью в прямом и обратном направлении; покадровый просмотр и режим стоп-кадра; поиск видеоинформации по времени прохождения состава, порядковому номеру вагона; масштабирование произвольных областей изображения в режиме стоп-кадра; передачу по локальной сети сообщения с информацией о составе.

Геометрия установки телекамер и датчиков относительно несущей конструкции должна обеспечивать выполнение ряда специальных требований:

- для крепления телекамер к вертикальным опорам и перекладине телевизионных камер используются специальные хомуты, охватывающие вертикальные опоры и место их установки на перекладине;

- в целях получения полного и высококачественного изображения стенок и крыши кузовов вагонов камера левого борта вагона (ТК1) и камера правого борта вагона (ТК3) устанавливаются на высоте 3 м от головки рельса, а камера крыши вагона (ТК2) на высоте 9,4 м на перекладине (по продольной оси пути);

- на вертикальных опорах монтируются с помощью хомутов излучатели и приемники датчиков;

- БИ и БФ ДСК устанавливаются на высоте 80 мм от головки рельса;

- БИ ДСВ устанавливаются на высоте Н=0,213(5868+L2)мм, где L2 - измеренное расстояние от центра колеи железнодорожного пути до центра правой опоры (по уровню головок рельс); БФ ДСВ устанавливаются на высоте Н=0,213(5 868-L1)мм, где L1 - измеренное расстояние от центра колеи железнодорожного пути до центра левой опоры (по уровню головок рельс);

- БИ и БФ ДНС устанавливаются на высоте 2,6 м от головки рельса;

- электропитание телевизионных камер, осветительных ламп и датчиков, а также передача видеосигналов осуществляется по соответствующим кабелям.

Геометрия установки несущей конструкции должна обеспечивать выполнение ряда специальных требований:

- расстояние от несущей конструкции до ближайшего стрелочного перевода должно быть не менее 30 м (с обеих сторон);

- ось каждой из вертикальных опор должна находиться на расстоянии не менее чем 3800 мм от продольной оси пути;

- высота от уровня головки рельса до нижнего пояса перекладины - не менее 9400 мм;

- должно быть обеспечено симметричное расположение установленных строго вертикально опор несущей конструкции относительно продольной оси пути.