一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统的制作方法

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1.本实用新型涉及轨道交通直流牵引供电领域，具体为一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统。

背景技术：

2.随着国内城市轨道交通及科学技术的高速发展，地铁已成为城市轨道交通系统的重要主成部分。目前地铁系统中均采用直流供电系统，而轨道交通直流成套开关设备是整个轨道交通牵引变电所的关键设备，由于它们直接与移动负载
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电动列车联系，负载波动大，瞬时过电压高，负载故障机会多，直接影响到牵引设备安全可靠运行，轨道交通直流成套开关设备应能承受上述苛刻运行条件，轨道交通直流成套开关设备的安全稳定性直接关系到电动列车安全可靠，准点运营。
3.国内轨道交通市场中，现有的直流成套开关设备主要采用限位开关进行状态的识别，对于现场出现状态的异常，无法直观预判及追溯，进而不能保证用户时刻掌握数据。

技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，以解决上述问题。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现。
6.一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统,包括集中监控终端、柜体设备、监控总模块，所述监控总模块设在柜体设备上，所述集中监控终端与柜体设备上的监控总模块进行数据交换，所述柜体设备包括进线柜、馈线柜、负极柜、端子柜、轨电位柜，所述监控总模块包括手车位置识别智能视频单元、断路器开关状态识别智能视频单元、隔离开关状态智能视频单元、轨电位接触器状态智能视频单元、开关柜柜门智能视频单元、开关燃弧智能视频单元、显示单元、处理控制器这八个组成部分的数量各设有若干个，采用智能视频单元实现各状态视频数据采集，包括手车位置识别智能视频单元，断路器开关状态识别智能视频单元，隔离开关状态智能视频单元，轨电位接触器状态智能视频单元、开关柜柜门智能视频单元及开关燃弧智能视频单元，其集成视频数据传输，分析以及通讯等功能，利用新型显示单元，采集的智能视频单元数据实现就地显示；采用处理控制器实现数据采集、比较与综合判断，发出报警、跳闸等信号；采用集中监控终端，获取个智能视频单元视频数据进行展示，并与各个柜内处理控制器进行通讯，展示设备运行状态及报警信息。
7.优选的，所述进线柜、馈线柜两者内部分别包括断路器手车、断路器动静触头，所述手车位置识别智能视频单元分别设置在进线柜、馈线柜两者的柜体内部，且监测位置对准各自的断路器手车。
8.优选的，所述断路器开关状态识别智能视频单元分别设置在进线柜、馈线柜两者的断路器手车上，且监测位置对准各自的断路器动静触头。
9.优选的，所述负极柜包括隔离开关，所述隔离开关状态智能视频单元分别设置在
负极柜的隔离开关正后方或侧面，且监测位置对准隔离开关触头。
10.优选的，所述轨电位柜包括轨电位柜接触器，所述轨电位接触器状态智能视频单元设置在轨电位柜接触器一侧，且监测位置对准轨电位柜接触器的触头。
11.优选的，所述开关柜柜门智能视频单元分别设置在进线柜、馈线柜、负极柜、端子柜、轨电位柜的柜门上。
12.优选的，所述进线柜、馈线柜、负极柜、轨电位柜这四者的内部还分别包括开关柜断路器高压灭弧室，所述开关燃弧智能视频单元分别设置在上述四者的开关柜断路器高压灭弧室侧面，且监测位置对准开关柜断路器高压灭弧室。
13.优选的，所述进线柜、馈线柜、负极柜、端子柜、轨电位柜这五者还分别设有操作面板、处理控制器，所述显示单元分别设置在上述五者的操作面板上。
14.优选的，所述处理控制器分别设在进线柜、馈线柜、负极柜、端子柜、轨电位柜的内部，用于采集数字量信号。
15.优选的，所述数字量信号包括智能视频单元输出结果及机械监测元件的信号量，处理控制器进行运算及执行正确的逻辑判断，并向集中监控终端及显示单元输出报警及最终结果。
16.相比于现有技术而言，本实用新型公开了一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，包括集中监控终端、柜体设备、监控总模块，采用智能视频单元实现各状态视频数据采集，包括手车位置识别智能视频单元，断路器开关状态识别智能视频单元，隔离开关状态智能视频单元，轨电位接触器状态智能视频单元、开关柜柜门智能视频单元及开关燃弧智能视频单元，其集成视频数据传输，分析以及通讯等功能，利用新型显示单元，采集的智能视频单元数据实现就地显示；采用处理控制器实现数据采集、比较与综合判断，发出报警、跳闸等信号；采用集中监控终端，获取个智能视频单元视频数据进行展示，并与各个柜内处理控制器进行通讯，展示设备运行状态及报警信息。
附图说明
17.图1为本实用新型一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统的结构示意图；
18.图2为本实用新型柜体设备的结构示意图；
19.图3为本实用新型监控总模块的结构示意图；
20.图4为本实用新型进线柜与监控总模块连接示意图；
21.图5为本实用新型馈线柜与监控总模块连接示意图；
22.图6为本实用新型负极柜与监控总模块连接示意图；
23.图7为本实用新型端子柜与监控总模块连接示意图；
24.图8为本实用新型轨电位柜与监控总模块连接示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
26.一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，包括集中监控终端1、柜体设备2、监控总模块3，所述监控总模块3设在柜体设备2上，所述集中监控终端1与柜体设备2上的监控总模块3进行数据交换，集中监控终端1可为电脑，所述柜体设备2包括进线柜21、馈线柜22、负极柜23、端子柜24、轨电位柜25，所述监控总模块3包括两个手车位置识别智能视频单元31、两个断路器开关状态识别智能视频单元32、一个隔离开关状态智能视频单元33、一个轨电位接触器状态智能视频单元34、五个开关柜柜门智能视频单元35、四个开关燃弧智能视频单元36、五个显示单元37、五个处理控制器38，手车位置识别智能视频单元31、断路器开关状态识别智能视频单元32、隔离开关状态智能视频单元33、轨电位接触器状态智能视频单元34、开关柜柜门智能视频单元35、开关燃弧智能视频单元36这六者提及的智能视频单元可采用cmos图像传感器，配置广角镜头及补光灯，广角镜头的使用增加了可视范围，缩短镜头与监测位置所需的距离，满足柜体设备2内近距离拍摄的应用场景需求；补光灯的选用弥补了柜体设备2内密闭空间黑暗条件下的不足，适应了多样复杂环境。处理控制器38对视频数据进行实时分析判断监测设备状态，生成的状态信息输出信号，并将视频及识别结果通过接口传入新型显示单元37及集中监控终端1。
27.所述进线柜21、馈线柜22两者内部分别包括断路器手车、断路器动静触头，所述手车位置识别智能视频单元31分别设置在进线柜21、馈线柜22两者的柜体内部，且监测位置对准各自的断路器手车，监测断路器手车位置的变化，以数字量形式输出断路器手车位置状态：断路器手车工作位置、断路器手车试验位置及断路器手车位置异常，并可直接向处理控制器38上传视频画面。
28.所述断路器开关状态识别智能视频单元32分别设置在进线柜21、馈线柜22两者的断路器手车上，且监测位置对准各自的断路器动静触头，监测断路器动静触头的变化，以数字量形式输出断路器开关状态：断路器分位、断路器合位及断路器位置异常，并可直接向处理控制器38上传视频画面。
29.所述负极柜23包括隔离开关，所述隔离开关状态智能视频单元33分别设置在负极柜23的隔离开关正后方或侧面，且监测位置对准隔离开关触头，监测隔离开关触头的位置变化，以数字量形式输出隔离开关状态：隔离开关分位、隔离开关合位及隔离开关位置异常。并可直接向处理控制器38上传视频画面。
30.所述轨电位柜25包括轨电位柜25接触器，所述轨电位接触器状态智能视频单元34设置在轨电位柜25接触器一侧，且监测位置对准轨电位柜25接触器的触头，监测轨电位柜25接触器触头的位置变化，以数字量形式输出隔离开关状态：接触器分位、接触器合位及接触器位置异常，并可直接向处理控制器38上传视频画面。
31.所述开关柜柜门智能视频单元35分别设置在进线柜21、馈线柜22、负极柜23、端子柜24、轨电位柜25的柜门上，监测各个开关柜柜门的位置变化，以数字量形式输出状态：开关柜柜门打开状态及开关柜柜门关闭状态。并可直接向处理控制器38上传视频画面。
32.所述进线柜21、馈线柜22、负极柜23、轨电位柜25这四者的内部还分别包括开关柜断路器高压灭弧室，所述开关燃弧智能视频单元36分别设置在上述四者的开关柜断路器高压灭弧室侧面，且监测位置对准开关柜断路器高压灭弧室，监测断路器大电流断开时灭弧的状态及视频画面。
33.所述进线柜21、馈线柜22、负极柜23、端子柜24、轨电位柜25这五者还分别设有操
作面板、处理控制器38，所述显示单元37分别设置在上述五者的操作面板上，显示单元37可就地显示实时断路器位置监测的视频画面，方便用户观看操作结果，并以文字形式动态显示状态其他信息。
34.所述处理控制器38分别设在进线柜21、馈线柜22、负极柜23、端子柜24、轨电位柜25的内部，用于采集数字量信号，每个柜内配置一台处理控制器38，负责数字量信号的采集包括各个智能视频单元输出结果及机械监测元件的信号量，进行运算及执行正确的逻辑判断，并向集中监控平台及显示单元37输出报警及最终结果。
35.各个智能视频单元可为集成式智能视觉识别装置，其采集视频图像数据并对图像进行分析，视频数据通过网络传输给显示单元37及集中监控平台。识别出的结果由本体输出干接点信号，由处理控制器38接收相关数据信号并执行相应逻辑，执行的结果上送至显示单元37及处理控制器38在经过数据交换传输至集中监控终端1进行显示。
36.就地操作安全的实现：显示单元37通过以太网通讯网络获取各个智能视频单元的视屏数据流，并进行数据解析及实时显示，可通过按键切换显示视频单元画面进行切换查看，当有异常时，可弹出报警进行警告。
37.电气安全系统的实现：处理控制器38实时监测智能视频单元监测的状态信号与外部机械节点信号，将这些数据同时进行逻辑运算及比较，并输出最终的结果及告警信息。相比仅由外部机械节点信号，其提高了系统的稳定性，不仅可以进行系统的预警，并且可以避免某些情况下跳闸事件的发生。
38.系统异常故障的追溯：集中监控终端1可采集各装置运行状态信息并保存智能视频单元视频数据，当异常事件发生后，其自动记录该异常产生时的视频画面，方便追溯故障原因。
39.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
40.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
41.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：包括集中监控终端(1)、柜体设备(2)、监控总模块(3)，所述监控总模块(3)设在柜体设备(2)上，所述集中监控终端(1)与柜体设备(2)上的监控总模块(3)进行数据交换，所述柜体设备(2)包括进线柜(21)、馈线柜(22)、负极柜(23)、端子柜(24)、轨电位柜(25)，所述监控总模块(3)包括手车位置识别智能视频单元(31)、断路器开关状态识别智能视频单元(32)、隔离开关状态智能视频单元(33)、轨电位接触器状态智能视频单元(34)、开关柜柜门智能视频单元(35)、开关燃弧智能视频单元(36)、显示单元(37)、处理控制器(38)这八个组成部分的数量各设有若干个。2.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述进线柜(21)、馈线柜(22)两者内部分别包括断路器手车、断路器动静触头，所述手车位置识别智能视频单元(31)分别设置在进线柜(21)、馈线柜(22)两者的柜体内部，且监测位置对准各自的断路器手车。3.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述断路器开关状态识别智能视频单元(32)分别设置在进线柜(21)、馈线柜(22)两者的断路器手车上，且监测位置对准各自的断路器动静触头。4.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述负极柜(23)包括隔离开关，所述隔离开关状态智能视频单元(33)分别设置在负极柜(23)的隔离开关正后方或侧面，且监测位置对准隔离开关触头。5.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述轨电位柜(25)包括轨电位柜(25)接触器，所述轨电位接触器状态智能视频单元(34)设置在轨电位柜(25)接触器一侧，且监测位置对准轨电位柜(25)接触器的触头。6.根据权利要求所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述开关柜柜门智能视频单元(35)分别设置在进线柜(21)、馈线柜(22)、负极柜(23)、端子柜(24)、轨电位柜(25)的柜门上。7.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述进线柜(21)、馈线柜(22)、负极柜(23)、轨电位柜(25)这四者的内部还分别包括开关柜断路器高压灭弧室，所述开关燃弧智能视频单元(36)分别设置在上述四者的开关柜断路器高压灭弧室侧面，且监测位置对准开关柜断路器高压灭弧室。8.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述进线柜(21)、馈线柜(22)、负极柜(23)、端子柜(24)、轨电位柜(25)这五者还分别设有操作面板、处理控制器(38)，所述显示单元(37)分别设置在上述五者的操作面板上。9.根据权利要求1所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述处理控制器(38)分别设在进线柜(21)、馈线柜(22)、负极柜(23)、端子柜(24)、轨电位柜(25)的内部，用于采集数字量信号。10.根据权利要求9所述的基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，其特征在于：所述数字量信号包括智能视频单元输出结果及机械监测元件的信号量，所述处理控制器(38)进行运算及执行正确的逻辑判断，并向集中监控终端(1)及显示单元(37)输出报警及最终结果。

技术总结

本实用新型公开了一种基于视觉识别的轨道交通直流开关设备电气安全系统，包括集中监控终端、柜体设备、监控总模块，采用智能视频单元实现各状态视频数据采集，包括手车位置识别智能视频单元，断路器开关状态识别智能视频单元，隔离开关状态智能视频单元，轨电位接触器状态智能视频单元、开关柜柜门智能视频单元及开关燃弧智能视频单元，其集成视频数据传输，分析以及通讯等功能，利用新型显示单元，采集的智能视频单元数据实现就地显示；采用处理控制器实现数据采集、比较与综合判断，发出报警、跳闸等信号；采用集中监控终端，获取个智能视频单元视频数据进行展示，并与各个柜内处理控制器进行通讯，展示设备运行状态及报警信息。展示设备运行状态及报警信息。展示设备运行状态及报警信息。