Sistema de videovigilancia móvil

Pantógrafo CCTV Sistema de Análisis Inteligente para material rodante

2024-02-18 09:20

1. Información general

Por disposición del Ministerio de Maquinaria y Vehículos del Grupo Ferroviario Nacional sobre el análisis inteligente del sistema de monitoreo de video del pantógrafo, el sistema de monitoreo de video del pantógrafo existente analiza de manera inteligente los requisitos de instalación, identifica anomalías en la estructura mecánica del pantógrafo, fallas eléctricas y otros problemas , y ayuda a los mecánicos a juzgar las fallas del pantógrafo.

A través del análisis del modo de falla del vehículo existente y la lógica de protección del vehículo, principalmente para fallas del pantógrafo que no pueden ser detectadas por el propio automóvil, como la inclinación del pantógrafo, la deformación de la estructura del pantógrafo, etc. Tales fallas no se identifican fácilmente durante la operación y llevar a consecuencias más severas. La función de análisis inteligente del sistema de monitoreo de video del pantógrafo puede analizar las imágenes de monitoreo de video del pantógrafo, identificar las fallas del pantógrafo y emitir avisos de alarma para ayudar al mecánico a juzgar y tomar medidas efectivas para evitar peligros más significativos.

2. Composición del sistema CCTV de pantógrafo

El sistema CCTV de pantógrafo se utiliza para monitorear el estado operativo de los pantógrafos y la red de contactos en el techo del tren en tiempo real durante la operación. La función de análisis inteligente agrega tecnología de identificación inteligente al sistema de monitoreo de video original para lograr la identificación automática en tiempo real de condiciones anormales del pantógrafo. Guarde videos del estado de funcionamiento de los pantógrafos durante la operación del tren e imágenes de anomalías estructurales en los pantógrafos para proporcionar videos de vigilancia complementarios e imágenes de análisis para que los mecánicos acompañantes se ocupen de fallas anormales en la red de proa.

La función de análisis inteligente del sistema CCTV de pantógrafo para material rodante consta de los siguientes componentes principales: servidor de monitoreo de video de pantógrafo, host de análisis inteligente, cámara de pantógrafo y pantalla de monitoreo.

3. Condiciones de aplicación de la función de análisis inteligente del sistema CCTV pantógrafo

 

La función de análisis inteligente del sistema de vigilancia por vídeo del pantógrafo identifica principalmente los fallos del pantógrafo durante el funcionamiento del vehículo. Para fallas significativas del pantógrafo, como conductos rotos y patines de carbón desalojados, el pantógrafo se bajará automáticamente sin más juicio y operación por parte del mecánico.

Esta función de análisis inteligente alerta sobre anomalías en la proa que no se detectan fácilmente de forma directa, como la inclinación del pantógrafo y la deformación estructural del pantógrafo, dando prioridad a la identificación de anomalías estructurales en la proa, ya que tienen el impacto más grave.

En combinación con el análisis de elementos técnicos de fallas del pantógrafo en el sistema de alta tensión del material rodante, los elementos de aplicación para los cuales la función de análisis inteligente del sistema de monitoreo de video del pantógrafo ayuda al mecánico a tomar decisiones se identificaron de la siguiente manera.

1. El pantógrafo se inclina durante el funcionamiento. En este momento, el conducto del pantógrafo no se rompe y no bajará automáticamente la proa. Si no se proporciona una alarma, el pantógrafo inclinado puede ser jalado por la red de contacto o golpeado por otros objetos extraños, causando un daño secundario severo, por lo que se requiere identificación de fallas y alarma bajo esta condición de funcionamiento.

2. La deformación estructural ocurre durante la operación del pantógrafo; los tipos de deformación estructural incluyen ángulos de arco faltantes y deformación por flexión de la estructura del arco, etc., cuando el conducto no está roto. La falla de la alarma puede ocasionar problemas como la perforación de arcos, por lo que se requiere la identificación de fallas y alarmas para esta condición.

3. Objetos extraños atrapados en el pantógrafo durante el funcionamiento. Identificación y alarma de objetos extraños colgados en la estructura de proa e identificación y aviso de objetos extraños en la estructura de soporte.

4. Cuando se generan grandes chispas durante la operación del pantógrafo y las chispas ocurren en el área de trabajo, se requieren funciones de análisis inteligente para identificar efectivamente las grandes chispas y proporcionar alarmas para evitar accidentes secundarios. Las pequeñas chispas generadas durante la operación no se identifican y alarman por el momento porque no son un peligro significativo.

5. Hay una pequeña cantidad de suciedad en la cámara del sistema CCTV del pantógrafo, con una pequeña porción en la estructura de proa capturada por la cámara cuando se requiere el análisis inteligente para permitir la fragmentación y la identificación sin interferencia de objetos extraños.

4. Identificación de anomalías en la estructura del pantógrafo

4.1 Alarma de deformación de la estructura del pantógrafo

Hay una pequeña cantidad de suciedad en la cámara del sistema CCTV del pantógrafo, con una pequeña porción en la estructura de proa capturada por la cámara cuando se requiere el análisis inteligente para permitir la fragmentación y la identificación sin interferencia de objetos extraños.

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                                                        Imagen de pantógrafo en condiciones normales

Después de funcionar durante algún tiempo, el pantógrafo del vehículo está sujeto a deformación estructural por el impacto de objetos extraños; es necesario identificar efectivamente este tipo de falla y alarma a través del sistema de monitoreo de video del pantógrafo; la imagen de identificación se muestra a continuación.

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                                                        Imagen de falla de la estructura del pantógrafo

4.2 Alarma de inclinación del pantógrafo

Las fallas de inclinación del pantógrafo pueden ocurrir durante la operación y deben llamar la atención del mecánico a tiempo para que juzgue y tome medidas. Sin embargo, la estructura del pantógrafo y la posición de la cámara del pantógrafo instalada en diferentes modelos son diferentes, por lo que la decisión del ángulo de inclinación del pantógrafo es diferente. Combinado con el video relevante de la inclinación del pantógrafo, se debe proporcionar el ángulo de inclinación de la alarma.

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                                                Identificación inteligente de imágenes de ángulo de inclinación del pantógrafo

4.3 Alarma de rotura del ángulo del pantógrafo

Hay dos escenarios para la rotura del ángulo del pantógrafo, uno en el que el ángulo está roto y suspendido pero no desalojado, y otro en el que el ángulo está roto y desalojado. Ambos escenarios requieren probar la integridad de la proa y enviar una señal de alarma a la pantalla de monitoreo cuando el formulario del pantógrafo está incompleto. La diferencia radica en la configuración del umbral de compensación necesaria en ambos casos para reducir la tasa de alarmas perdidas. También debe combinarse con pruebas de video para definir que una imagen superior a 40 cuadros en 3 segundos es una falla que enviará una condición de alarma.

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                                                         Imágenes del proceso de bajada del pantógrafo.

 

(1)Fractura de cuerno de arco no separada

La situación es la que se muestra en el siguiente diagrama cuando el ángulo del pantógrafo está roto y no desalojado de la falla.

pantograph cctv system

                                            Imagen de pantógrafo con ángulo de arco roto no desalojado

El análisis inteligente de tales situaciones requiere la identificación correcta de fallas y alarmas y la prueba real de rotura sin desalojar la detección de video.

(2)Ángulo de proa completamente roto

Este tipo de falla del pantógrafo debe identificarse cuando se produce una ruptura completa en el ángulo del arco del pantógrafo, de la siguiente manera.

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                                            Identificación inteligente de la rotura completa del ángulo del pantógrafo

El análisis inteligente de tales situaciones requiere la identificación correcta de fallas y alarmas y la prueba real de rotura sin desalojar la detección de video.

 

4.4 Alarma de intrusión de objetos extraños del pantógrafo

Las falsas alarmas causadas por varios factores se consideran cuando el mainframe de análisis inteligente del pantógrafo identifica fallas de intrusión de objetos extraños en el pantógrafo. El análisis de los resultados de intrusión actualmente solo identifica fallas de intrusión de objetos extraños que cuelgan de la proa durante mucho tiempo.

(1)Cuerpo de pantógrafo

Para la intrusión de objetos extraños en la proa del pantógrafo, es necesario identificar si hay una intrusión de objetos extraños, como se muestra en el diagrama a continuación, lo que requiere la detección aparente de un objeto extraño en una bolsa de plástico que cuelga del pantógrafo. del"follando" D1702.

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                       Identificación inteligente de cuerpos extraños colgados del cuerpo del pantógrafo

4.5 Alarma de chispa del pantógrafo

Actualmente, las pequeñas chispas del pantógrafo no se analizan para su identificación debido a su impacto menor en la seguridad del vehículo.

El análisis inteligente de pantógrafo de las chispas del pantógrafo identifica solo fallas de chispa significativas (área de chispa>la mitad del área de la cabeza del pantógrafo; este indicador se puede modificar para la configuración). Se considera que la chispa está en el área de trabajo del patín de carbón (x1 a x2, como se muestra en la imagen a continuación) para evitar falsas alarmas.

El resultado de la alarma de identificación inteligente de chispas de pantógrafo grande se muestra en la siguiente imagen de la alarma de identificación inteligente de chispa grande.

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                               Imagen de las coordenadas de la zona donde se produjo la chispa

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                              Imagen de resultado de alarma de identificación inteligente de chispa grande de pantógrafo

5. Reconocimiento inteligente de fallas del pantógrafo y alarma para condiciones de operación particulares

Al abrir la función de análisis inteligente del sistema de monitoreo de video de pantógrafo, las condiciones de trabajo especiales pueden tener un impacto significativo en la función de análisis inteligente, lo que resulta en alarmas perdidas y falsas. Se requieren las siguientes condiciones especiales.

5.1 Alarma modo túnel

Durante el proceso de entrar y salir del túnel y correr en el túnel, la exposición de la cámara y la influencia del entorno en el túnel afectarán la función de análisis inteligente, de la siguiente manera.

Al entrar y salir del túnel, se deben diseñar algoritmos para reconocer los patrones de entrada y salida del túnel y filtrar las falsas alarmas de exposición para el proceso de entrada y salida del túnel. El siguiente diagrama muestra que las imágenes de exposición deben filtrarse y no se realizan advertencias.

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                                              Imagen de exposición instantánea de entrar en el túnel.

En el túnel, es necesario identificar si el entorno actual es adecuado para la detección, es decir, si la pantalla de monitoreo de video del pantógrafo está borrosa o no. Si la pantalla está borrosa debido a una intensidad de luz de relleno insuficiente o falla de luz de relleno, entonces la función de detección de identificación inteligente se apaga. Si no es confuso, entonces se activa la detección, como se muestra en la imagen del sistema que generalmente funciona en el túnel. Además, se recomienda incluir en la categoría de detección inadecuada los escenarios de falsa alarma provocados por los reflejos de las luces de relleno, con la función de alarma desactivada, como se muestra en la imagen de la borrosidad de la proa provocada por los reflejos de las luces de relleno en el túnel.

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                                                Imágenes del sistema en funcionamiento en el túnel 


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                                      Imagen del desenfoque del arco causado por los reflejos de la luz de relleno en el túnel

5.2 Alarma de modo de fondo

(1)Factores de fondo como puentes, equipos de suministro de energía

Las interferencias causadas por factores de fondo, como puentes, equipos de suministro de energía, etc., son algunos cuadros que ocasionalmente se detectarán como anomalías durante el análisis inteligente. La alarma se disparará cuando haya una anomalía superior a un cierto número de fotogramas para que las imágenes falsas se puedan filtrar de manera efectiva. El algoritmo específico debe configurarse junto con la velocidad del vehículo, se cuenta el tiempo consumido por el automóvil para pasar objetos de fondo a diferentes velocidades (es decir, el número de fotogramas) y los umbrales se optimizan para excluir dicha interferencia en última instancia.

Por ejemplo, al analizar las barandillas de fondo que se muestran a continuación, se encontró que el tren ocupó un total de aproximadamente 4 fotogramas al pasar por las instalaciones de fondo anteriores. El resultado de la detección del pantógrafo es normal después de 4 fotogramas, así que configúrelo para este tipo de fondo de barandilla. Es posible configurar más de 20 fotogramas en 1 segundo para un reconocimiento normal sin alarma.

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                                                         Imagen de interferencia del patrón de fondo

(2)Factores de fondo para las paradas de tren

Para las paradas de tren, el umbral de velocidad debe establecerse en 0, es decir, la función de identificación inteligente se desactiva cuando la velocidad es 0. A continuación se muestra la imagen de vigilancia de vídeo del pantógrafo de la parada del tren. La imagen de la izquierda muestra la interferencia de fondo, que dará lugar a falsas alarmas. En la imagen de la derecha, si el pantógrafo se detiene en la barandilla detrás de la imagen después de que el tren haya dejado de producir una superposición, se producirán falsas alarmas, por lo que establecer la velocidad en 0 cuando la función de análisis inteligente está desactivada filtrará dichas alarmas. interferencia.

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                                            Imágenes de videovigilancia de pantógrafos en paradas de tren

(3)Factores contextuales de entrada al tren

Durante el avance del tren, la función de análisis inteligente puede verse afectada por falsas alarmas debido a cambios en el fondo de la estación. Debido al estado de baja velocidad, las anormalidades del pantógrafo tienen menos impacto en la seguridad de operación del vehículo, y es menos probable que el estado de baja velocidad cause problemas anormales en la estructura del pantógrafo. Se debe establecer un cierto umbral de velocidad para proteger la estación de falsas alarmas de interferencia. La función de análisis inteligente de monitoreo de video del pantógrafo se apaga por debajo de una velocidad de operación específica. De acuerdo con el límite de velocidad de entrada y salida del vehículo de la estación, establecido tentativamente por debajo de 40 km / h, el umbral de velocidad se puede ajustar de acuerdo con la aplicación del análisis para minimizar la ocurrencia de problemas de falsa alarma.

5.3 Alarma de modo sucio

El modo sucio afecta la claridad de la cámara del sistema de circuito cerrado de televisión de pantógrafo y, por lo tanto, la alarma de la función de identificación inteligente. El análisis inteligente se puede desactivar directamente para reducir las falsas alarmas de manchas sucias con un impacto significativo, como arena, polvo, lluvia intensa o nieve. En el caso de suciedad menos impactante, como manchas pequeñas, es necesario reducir las falsas alarmas.

El juicio de la influencia de la suciedad se puede realizar identificando si la imagen de video está borrosa.

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                                                    Imagen de comparación de claridad de imagen de video de pantógrafo

La cantidad de intrusión sucia necesita ser identificada para su juicio.

Por ejemplo, como se muestra en el siguiente diagrama, si configura el análisis inteligente para que se apague cuando la intrusión de agua de lluvia supere el 30 %. El siguiente gráfico no identifica el pantógrafo como un todo, es decir, la suciedad del agua de lluvia invade el área del pantógrafo en más del 30%. Se considera que la lluvia es demasiado intensa y se desactiva el análisis inteligente. Si la suciedad del agua de lluvia que invade el área del pantógrafo es inferior a un cierto umbral, la función de identificación inteligente no se apaga.

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                                     Imágenes de videovigilancia con pantógrafo en condiciones de lluvia intensa

En los casos en que la suciedad es menor, la imagen de video se identifica como borde sucio y la estructura general del arco no se ve afectada; por lo tanto, no se activa ninguna alarma, como se muestra a continuación.

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                                       Imágenes de videovigilancia de pantógrafo afectadas por bordes sucios

Para casos de suciedad menores, el área sucia de la lente se fija principalmente.

 

6.Cliente


cuando la función de análisis inteligente detecta una anomalía en el pantógrafo, aparece un cuadro de alarma directamente en la interfaz de la pantalla de monitoreo de video del pantógrafo, que contiene el tipo de falla del pantógrafo y la imagen de la falla. Al mismo tiempo, puede hacer clic en el"Vídeo asociado"botón en el cuadro de alarma para llamar y reproducir el video de 2 minutos donde se encuentra la imagen de falla (1 minuto antes y 1 minuto después de la imagen de alarma de falla), como se muestra en la figura a continuación.

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                                           Imagen de alarma de video de falla de pantalla de monitoreo de pantógrafo

 


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