目前，城市交通压力大，交通噪声和空气污染减少，实现绿色出行。地铁的运行安全是一项重要的工作，所以，地铁的生产和运营方都非常关注其运行和相关设备的检查。在轨道交通中，轨道交通是电力系统的重要组成部分，它是保障城市轨道交通安全的重要组成部分。
下接触式地下输电接触轨道的最大截面面积为0.01平方米，单根长度为15米，90至120米为一根铆钉，各铆钉末端与托架固定连接，构成2根铆钉，在各铆钉段的中央有一个扩张接头，其余部位为可移动头部支撑件，间距大约5米。由于线路长直径较大，受自身结构、变形、外力干扰等因素的影响，在长时间的使用过程中，会产生较大的变形，对集电靴的工作产生不利的影响。因此，对线路的变形状况进行监测是每一天都必须进行的一项检查。
目前，地铁输送接触轨道的检测方法有两种，一种是在地铁停运后的一段有限的时间（4小时）内进行人工探测，其主要检测指标为：输送接触轨道的支撑是否发生变形和受流面的直线度，检测方法主要是依靠人的眼睛；二是在地铁停运后，采用地铁综合检测器对线路进行检测，它的工作主要是检测相邻线路与接触轨道的水平和竖直方向的距离，并对监测数据进行实时采集，但不记录、不存储，不能进行离线分析和预报。第一种是人工检测，只有在没有明显异常的情况下，才能准确地判断，但效率低，精度低，需要大量的人力和时间，检测速度最多3公里/小时；第二种综合式检测器检测法，它是通过测量导线与导轨之间的水平距离和导轨与导轨顶部之间的纵向距离来判断导线的工作状况，但是，如果这个参数发生了问题，则主要是由于导线导轨的变形引起的。
该项目的核心技术在于发现影响导线变形的主要因素，并对其进行有针对性的测试。文章阐述了支架形态检测的原理、方法和实现技术要点。
1.整体规划设计
大量的工程实例表明，最主要的原因在于它的支架卡住，它的纵向调节自由度受到限制，而当它发生伸缩时，它的第一个表现就是它的变形，当它的变形达到一定程度时，它就会发生在导线的受流面中心到走行轨的水平距离和从受流面到走行轨的垂直距离。首先，支架的变形是从左到右向后倾斜，进而造成支架的损伤，如果能够及早发现问题，对于今后的维修工作将起到至关重要的作用。
该系统主要由编码器，激光光电传感器，视觉传感器，激光测距传感器，上位机和检测软件组成。在检测车辆在轨道上以一定的速度行驶时，感应器接触到支架的侧面会产生一个触发信号，由视觉传感器将图像数据通过以太网传输到上位机，存储到数据库中；同时，激光测距传感器读取一套接触导流面垂直面内的直线度数据，并由A/D模块传输到可编程控制器；该编码器由一条同步齿形皮带与行走机构的前轴相联接，用于记录所述步行机构的运动位置，并由该系统的高速输入端口将该编码信号传送给可编程控制器。控制盒中装有可编程控制器，通过RS232与PC计算机连接，并将可编程控制器的数据传输到PC端，并将其存储到PC机的历史数据库中。
该编码器在步行轨道上记录行走机构的行走位移；激光测距传感器可以实时读取与接触轨道之间的距离，获得接触轨道的形状数据，也就是直线度，然后将其上传到PC端，由PC主机根据直线度的变化，自动发出警告，由编码器进行计算，并将超差位置进行记录，从而检测到接线处有无“错位”；激光光电开关感应“支撑桩”的位置，在接触到“支撑桩”的侧面后，会发出一个触发信号，由视觉传感器实时获取“支撑桩”的图像，并与标准模型进行比对，确定有无异常，并发出警告，由编码器进行位移计算，并将“异常”的位置记录下来；同时，利用以太网通信技术将视觉传感器所获取的实时数据传输给PC；以上所有的实时数据都保存在一个历史数据库中，用于离线分析，离线分析可以在计算机上对任何时间、任何时间的接触轨道的平直度和“支撑桩”的图像数据进行历史对比、趋势分析、故障诊断与维修。
2.基于传输轨道的可视化传感装置的状态监测与数据处理
该设备的核心技术是对接触网支架的识别、读取和数据的处理，因此，如何选用合适的可视化传感器和检测手段，将直接影响到整个系统的工作效率。
2.1.图像辨识和可视化传感器的选取
该检测系统中的检测车辆的设计最高时速为15公里/小时，以两支架的最近距离为4米（通常是5米），检测车辆以15公里/小时的速度通过两个支架之间的间隔大约1秒，因此检测、运算、处理和存储一个支架需要1秒。通过实验对比，选择OMRON智能视觉传感器FZ-SLC15作为传输接触轨道支架的选择，并配备了FZ4-H115高性能控制器。视觉传感器的识别速度在0.25秒以内，快门速度为1/30000秒，图像读取时间为12.5毫秒，垂直图像检索处理时间不到10毫秒，数据存储时间不到30毫秒，满足检测时间要求。
通过外接的激光开关，智能视觉传感器完成了对图像的采集，并从所输入的图像中寻找到与所要寻找的标志模型最接近的区域，并快速地提取出相应的相似性。这种搜索方法是将被测物体的特征信息作为一种图像模式，通过对所采集到的数据进行检索，寻找与所采集到的最接近的样本，并对其进行定位。可输出相关值，代表测量对象的位置和倾角。
2.2.“输电接触轨”支架图像采集控制
为了使支架在合适的时间、合适的位置上进行，必须在支架到达视觉传感器的正前方的一刹那完成。此处所选的可视传感器具有触发延时功能，可在接收到触发信号（TRIG）后延时进行拍摄，但由于检测车辆的行驶速度不确定，需要计算车辆的移动速度与延时时间的关系，需要大量的系统CPU，并且在触发位置与拍摄地点接近时，其运算速度难以达到要求，因此，利用机械手调节结构实现了触发器与照相的协调。
2.3.图像存储、传输和处理
常规的视觉传感器由于其本体的记忆容量很低，只能储存数十幅相片，因此，只能储存一幅判定为NG的影像，而不能完全保存全部影像。该系统使用的视觉传感器具有多种USB接口，能够与USB外接，从而大大扩充了图像的存储能力。此外，视觉传感器采用非协议的指令，利用UDP协议在Ethernet上与PC进行通讯，将当前时间、当前图像的显示状态及图像数量存入PC实时和历史数据库。通过所存储的所有影像，可以进行历史资料的趋势分析，然后依据接触轨道的垂直度变化趋势，预先预测接触轨道的变形。另外，它还具有RGB模拟视频输出接口，能够将采集到的影像信息实时地显示在计算机上，并能及时地分析NG影像的相关信息。
参考文献
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