Комплекс видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети

Полезная модель относится к области диагностики состояния проводной контактной сети (КС), более конкретно, к комплексу видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети (ВКУЗ), устанавливаемому в вагоне-лаборатории для испытаний состояния КС.Комплекс ВКУЗ содержит систему видеоконтроля компенсирующих устройств (КУ), систему видеоконтроля заземляющих устройств (ЗУ), а также систему синхронизации и обработки для синхронизации работы систем видеоконтроля и обработки и/или сохранения получаемых ими данных. Системы видеоконтроля КУ и ЗУ содержат модули камер КУ и ЗУ, соответственно, оборудованные защитными стеклами, датчиками температуры и нагревателями для предотвращения запотевание стекол, а также средствами защиты и очистки стекол и полей зрения камер. В частности, установленные под вагоном модули камер ЗУ оборудованы защитными кожухами, охватывающим поля зрения камер ЗУ, и системой подачи воздуха в кожухи для создания в них воздушной завесы. Камеры ЗУ имеют линейный сенсор с глобальным электронным затвором для регистрации однострочных изображений околорельсового пространства, где находятся места подключения ЗУ к рельсу, через равные промежутки по длине пути вагона, которые объединяются в единую непрерывную ленту изображения вдоль пути вагона. Каждая из систем видеоконтроля КУ и ЗУ оборудована осветителями для подсветки полей зрения камер. Комплекс ВКУЗ обеспечивает возможность эффективного контроля состояния КУ и ЗУ в любых погодных условиях и при любых условиях освещенности, в чем заключается технический результат полезной модели.

Область техники, к которой относится полезная модель

Полезная модель относится к области диагностики состояния проводной контактной сети электрифицированных железных дорог, и более конкретно, к комплексу видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети (ВКУЗ), устанавливаемому в вагоне-лаборатории для испытаний состояния контактной сети (КС).

Уровень техники

Заземление конструкций и устройств КС обеспечивает надежную работу защиты от токов коротких замыканий, электробезопасность обслуживающего персонала, нормальное функционирование рельсовых цепей автоблокировки и электрической централизации, ограничения утечки тяговых токов. От правильной работы компенсирующих устройств зависит натяжение и стрелы провеса компенсированных проводов, что влияет на обеспечение непрерывного токосъема на высоких скоростях движения.

В современных условиях развитой структуры железнодорожного транспорта, для проверки состояния контактных сетей требуются автоматизированные комплексы, позволяющие контролировать состояние КС и другого оборудования без больших временных затрат и с минимальным привлечением обслуживающего персонала.

Известна (создана авторами данной полезной модели) телевизионная система измерения высоты основных стержней фиксаторов на опорах контактной сети [1], содержащая две линейные цифровые телевизионные камеры, установленные в вагоне-лаборатории со стороны опоры, поля зрения которых развернуты одно относительного другого в направлении поперек оси движения вагона. Упомянутые камеры выдают векторные отсчеты, представляющие угловые положения зарегистрированных камерой объектов через равные расстояния по пути вагона, посредством чего измеряется угловая скорость перемещения основного стержня фиксатора, на основании которой (а также известной линейной скорости перемещения вагона) вычисляется расстояние между камерой и основным стержнем фиксатора. Указанная система [1] не предназначена для контроля компенсирующих устройств (КУ) опор КС, однако, принцип применения установленных по бортам вагона-лаборатории телевизионных камер для регистрации изображений целевых объектов контроля с последующим анализом полученных изображений представляется выгодным и применимым к задаче контроля КУ опор КС.

Известны и коммерчески доступны системы для видеоконтроля состояния рельсовых стыковых накладок [2, 3] и компонентов рельсового пути [4].

Эти системы основаны на применении установленных под кузовом вагона видеокамер, которые регистрируют изображение рельсовой колеи, в частности, головок рельсов и околорельсового пространства.

В качестве наиболее близкого аналога можно выделить известную систему видеоконтроля для проверки состояния компонентов рельсового пути [5], содержащую источник света для подсветки рельсов; устройство синхронизации, связанное с датчиком поворота колеса и конфигурированное для выдачи сигналов запуска; однострочную быстродействующую видеокамеру для регистрации, в соответствии с сигналами запуска, строчных изображений исследуемых компонентов железнодорожного пути, подсвеченных источником света; и компьютер для объединения полученных строчных изображений в непрерывное изображение, обработки, анализа и сохранения таких изображений. Исследуемыми компонентами в системе [5] являются рельсы и рельсовые стыковые накладки.

Преимуществами известной системы [5] являются наличие источника света для подсветки рельсов, синхронизации со скоростью движения вагона и применение однострочной камеры, которая позволяет получать строчные изображения с очень высокой скоростью, за счет чего система может работать при больших скоростях движения вагона. Хотя система [5] направлена на контроль состояния рельсов и рельсовых стыковых накладок, она наиболее близка по технической сущности заявленной полезной модели и выбрана в качестве ее прототипа.

Известная система [5] имеет ряд недостатков. А именно, в указанной системе не предусмотрено каких-либо средств защиты поля зрения камеры от осадков, грязи и пыли, которые присутствуют в пространстве под движущимся вагоном и затрудняют или даже делают невозможной регистрацию изображений околорельсового пространства. Нет в этой системе и средств очистки объектива видеокамеры в случае его загрязнения. Кроме того, хорошо известно, что работа видеокамеры в сложных температурных условиях, например, при отрицательной температуре окружающей среды, может быть невозможна. В частности, при низкой температуре окружающей среды будет наблюдаться запотевание объектива камеры. Запуск камеры в условиях отрицательной температуры сопряжен с риском выхода камеры из строя.

Известен ряд решений для защиты и очистки поля зрения камер в системах видеоконтроля компонентов рельсового пути. В частности, известно устройство защиты оптического пути [6] для системы проверки состояния железнодорожного пути, содержащее механизм автоматической подачи чистой пленки, очищающей окно, закрывающее сенсор установленной под вагоном видеокамеры.

Преимуществом устройства защиты оптического пути [6] является автоматизация очистки защитного стекла видеокамеры, что позволяет производить очистку во время движения вагона и работы камеры, без остановки вагона и привлечения персонала. Однако устройство [6] представляется избыточно сложным, а сама по себе очистка защитного стекла камеры не решает проблему загрязнения остального поля зрения камеры.

Раскрытие полезной модели

Целью создания настоящей полезной модели является устранение отмеченных выше недостатков решений предшествующего уровня техники. В частности, целью настоящей полезной модели является создание единого комплекса видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети (ВКУЗ), способного эффективно работать в любое время суток, в любое время года, а также в неблагоприятных условиях атмосферных осадков. Для достижения поставленной цели в заявленном комплексе ВКУЗ реализованы функции управления температурой камер заземляющих устройств (ЗУ), установленных под кузовом вагона-лаборатории, отключения камер ЗУ в случае слишком низкой температуры, а также освещения и автоматизированной защиты полей зрения камер ЗУ и КУ. Технический результат полезной модели заключается в достижении указанной выше цели, а именно, создание единого комплекса ВКУЗ, способного эффективно работать в любых погодных условиях и при любых условиях освещенности.

В частности, предлагаемый комплекс ВКУЗ содержит:

- систему видеоконтроля компенсирующих устройств (КУ), включающую в себя контроллер, по меньшей мере четыре модуля камер КУ, оборудованные защитными стеклами и средством очистки защитных стекол, установленные по разным бортам вагона-лаборатории так, что с каждого борта вагона установлено по меньшей мере два модуля камер КУ, поля зрения камер которых ориентированы поперек оси вагона, под такими углами к оси вагона в плане сверху, чтобы регистрировать изображения КУ по направлению и против направления движения вагона, соответственно, и по меньшей мере два модуля осветителей КУ, установленные с каждого борта вагона для подсветки полей зрения соответствующих камер КУ;

- систему видеоконтроля заземляющих устройств (ЗУ), включающую в себя контроллер, по меньшей мере два оборудованных защитными стеклами модуля камер ЗУ, установленные под кузовом вагона-лаборатории так, что поля зрения камер ЗУ разных модулей ориентированы поперек оси вагона для регистрации изображений околорельсового пространства разных рельсов, в котором находятся места подключения защитного заземления к рельсу, и по меньшей мере два модуля осветителей ЗУ, установленные под кузовом вагона для подсветки полей зрения соответствующих камер ЗУ; и

- систему синхронизации и обработки, содержащую датчик поворота колеса вагона и вычислительное устройство, причем система синхронизации и обработки соединена с каждой из системы видеоконтроля КУ и системы видеоконтроля ЗУ, и выполнена с возможностью синхронизации работы систем видеоконтроля на основании показаний датчика поворота колеса вагона, обработки получаемых от систем видеоконтроля данных с привязкой их к координате пройденного пути и/или сохранения получаемых данных на машиночитаемом носителе.

При этом отличия предлагаемого комплекса ВКУЗ от наиболее близкого аналога, известного из документа [5], состоят в том, что:

- каждая камера ЗУ имеет линейный сенсор с электронным затвором и конфигурирована для регистрации одной строки изображения околорельсового пространства через равные промежутки по длине пути вагона, причем контроллер модуля камеры ЗУ конфигурирован для объединения получаемых строк изображений от камеры ЗУ в единую непрерывную ленту изображения околорельсового пространства по длине пути вагона-лаборатории;

- каждый модуль камеры ЗУ дополнительно содержит по меньшей мере два датчика температуры, установленные на защитном стекле модуля и в непосредственной близости от камеры ЗУ, соответственно, и по меньшей мере два нагревателя, выполненные с возможностью нагрева защитного стекла и корпуса камеры ЗУ, соответственно, причем датчики температуры и нагреватели подключены к контроллеру модуля камеры ЗУ, который конфигурирован для управления нагревом защитного стекла и камеры ЗУ и управления подачей питания на камеру ЗУ в зависимости от показаний датчиков температуры;

- каждый модуль осветителя ЗУ включает в себя линейный источник света, установленный под таким углом к полю зрения соответствующей камеры ЗУ, чтобы исключить регистрацию данной камерой ЗУ зеркальной составляющей света источника, отраженного от головки рельса, и конфигурированный для создания максимальной освещенности в плоскости регистрации объектов данной камеры ЗУ при любых углах наклона и боковых смещениях кузова вагона; и

- каждый модуль камеры ЗУ дополнительно содержит защитный кожух поля зрения камеры и устройство подачи воздуха, выполненное с возможностью подачи воздуха в защитный кожух для создания в нем воздушной завесы.

В одном варианте осуществления контроллер каждого модуля камеры ЗУ конфигурирован для отключения подачи питания на камеру ЗУ, если температура камеры ЗУ, регистрируемая соответствующим датчиком температуры, меньше 5°С.

В другом варианте осуществления линейный сенсор каждой камеры ЗУ представляет собой КМОП-линейку.

В еще одном варианте осуществления величина промежутка по длине пути вагона, через который камеры ЗУ регистрируют одну строку изображения, задается в диапазоне 0,5-1 мм.

Согласно другому варианту осуществления, защитный кожух каждого модуля камеры ЗУ в сечении поперек оси движения вагона имеет большую ширину, чем в сечении вдоль оси движения вагона.

При этом в сечении поперек оси движения вагона защитный кожух имеет форму расширяющейся в сторону железнодорожного полотна трапеции, а в сечении вдоль оси движения вагона по меньшей мере часть защитного кожуха имеет форму прямоугольника.

Краткое описание чертежей

Сущность полезной модели поясняется ниже на примере варианта осуществления комплекса ВКУЗ, проиллюстрированного на Фиг.1 и 2.

Фиг.1 изображает блок-схему системы видеоконтроля компенсирующих устройств (КУ) комплекса ВКУЗ согласно варианту осуществления полезной модели.

Фиг.2 изображает блок-схему системы видеоконтроля заземляющих устройств (ЗУ) комплекса ВКУЗ согласно варианту осуществления полезной модели.

Осуществление полезной модели

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.1 и 2, комплекс ВКУЗ состоит из двух систем видеоконтроля - системы видеоконтроля компенсирующих устройств (КУ) с четырьмя камерами КУ, и системы видеоконтроля заземляющих устройств (ЗУ) с двумя камерами ЗУ. Кроме этого, комплекс ВКУЗ также содержит систему синхронизации и обработки (не показана на фигурах).

Как показано на фиг.1, система видеоконтроля КУ содержит две одинаковые подсистемы (10 и 20), каждая из которых содержит два модуля камер КУ (11, 12 и 21, 22, соответственно), контроллер (13 и 23) управления, два датчика (14, 15 и 24, 25) температуры, нагреватель (16 и 26) и осветитель (17 и 27).

Подсистемы 10 и 20 видеоконтроля КУ устанавливаются с разных бортов вагона-лаборатории. Причем поля зрения двух камер КУ с каждого борта вагона ориентируются поперек оси вагона в плане сверху, под такими углами к оси вагона, чтобы регистрировать изображения КУ по направлению и против направления движения вагона, соответственно, для полного осмотра арматуры КУ. Для выполнения требуемой ориентации камер КУ они устанавливаются на специальном кронштейне, обеспечивающем возможность регулировки их положения. Осветители КУ с каждого борта вагона ориентируются для подсветки полей зрения соответствующих камер КУ.

Камеры КУ в модулях 11, 12, 21, 22 камер КУ представляют собой матричные цифровые видеокамеры, обеспечивающие высококачественное изображение. В одном конкретном варианте осуществления камеры КУ выдают изображение в формате HDTV (телевидение высокого разрешения) с разрешением 1980х1080 пикселей, однако полезная модель не ограничивается этим примером. Работа камер КУ синхронизируется системой синхронизации и обработки комплекса ВКУЗ, связанной с каждой из систем видеоконтроля в его составе, так что камеры КУ регистрируют изображения через равные промежутки по длине пути вагона, в частности, через 1 м пути, или менее.

Система синхронизации и обработки комплекса ВКУЗ содержит по меньшей мере датчик поворота колеса, установленный на колесе вагона-лаборатории и вычислительное устройство, и связана с каждой из системы видеоконтроля КУ и системы видеоконтроля ЗУ. В конкретном варианте осуществления связь системы синхронизации и обработки с системами видеоконтроля КУ и ЗУ осуществляется через многоканальный мультиплексор. При этом, вычислительное устройство конфигурировано для осуществления синхронизации работы систем видеоконтроля на основании показаний датчика поворота колеса вагона, в частности, путем вычисления необходимых временных интервалов для запуска камер КУ и ЗУ через равное расстояние по пути вагона в зависимости от его скорости движения, и передачи сигналов запуска, синхронизирующих временные периоды работы камер систем видеоконтроля со скоростью движения вагона-лаборатории. В результате указанной синхронизации, камеры КУ и ЗУ регистрируют изображения через равные промежутки по длине пути вагона. Отметим, что промежутки работы камер КУ отличаются от промежутков работы камер ЗУ. Вычислительное устройство системы синхронизации и обработки также конфигурировано для обработки получаемых от систем видеоконтроля данных с привязкой их к координате пройденного пути и/или сохранения получаемых данных на машиночитаемом носителе для последующей обработки, например, на стороннем вычислительном устройстве. Работа и конструкция описанной системы синхронизации и обработки будет понятна специалистам в данной области техники, поскольку известна из уровня техники, например, из документа [1]. Соответственно, подробное описание системы синхронизации и обработки опущено здесь для краткости и ясности изложения.

Контроллер 13 и 23 в каждой из подсистем 10 и 20 видеоконтроля КУ конфигурирован для управления освещением (осветителем 17 или 27), нагревом (нагревателем 16 или 26) защитных стекол модулей камер КУ, а также работой камер (11, 12 и 21, 22) КУ и датчиков температуры (14, 15 или 24, 25) посредством управления подачей питания на указанные элементы и/или обмена с ними сигналами управления и данных. В частности, контроллеры подсистем видеоконтроля КУ управляют подачей питания на соответствующие камеры КУ в зависимости от показаний датчиков температуры. Датчики температуры устанавливаются на защитных стеклах модулей камер КУ и в непосредственной близости от самих камер, чтобы измерять их температуру. Питание каждой из подсистем 10, 20 видеоконтроля КУ осуществляется посредством подачи питания 24 В через контроллеры 13, 23. К каждому из осветителей 17, 27 отдельно подается питание 220 В, подачей которого также управляет соответствующий контроллер.

Контроллеры 13, 23 управляют нагревом защитных стекол модулей камер КУ для предотвращения их запотевания, анализируя температуру окружающей среды и непосредственно стекол. Также контроллеры осуществляют управление освещением (включением и выключением осветителей 17 и 27) для подсветки полей зрения камер КУ в условиях недостаточной освещенности (в темное время суток). Осветители (модули 17 и 27) системы видеоконтроля КУ располагаются на бортах вагона-лаборатории и ориентированы для подсветки вдоль полей зрения соответствующих камер КУ.

Дополнительно, каждый из модулей камер КУ оборудован стеклоочистителями и смывателями (не показаны на фиг.1), конфигурированными для очистки защитных стекол модулей камер от загрязнения, например, в условиях выпадения осадков.

Таким образом, система видеоконтроля КУ комплекса ВКУЗ обеспечивает возможность контроля состояния и положения КУ с целью выявления мест их неправильной работы в любых погодных условиях и при любых условиях освещенности.

В некоторых вариантах осуществления система видеоконтроля КУ комплекса ВКУЗ может содержать большее количество каких-либо из ее элементов, чем указано выше и изображено на фиг.1. В частности, система может содержать большее количество камер КУ, контроллеров, нагревателей, осветителей, датчиков температуры, в зависимости от конкретного варианта осуществления и приложения. Дополнительные элементы могут устанавливаться в любых подходящих местоположениях внутри системы и на/в вагоне-лаборатории для достижения необходимого результата. Наличие таких дополнительных элементов не изменяет сущности заявленного комплекса ВКУЗ, и все варианты осуществления комплекса ВКУЗ с такими дополнительными элементами, обеспечивающие достижение заявленного технического результата, попадают в объем настоящей полезной модели.

В других вариантах осуществления система видеоконтроля КУ может содержать меньшее количество каких-либо из ее элементов, чем указано выше и изображено на фиг.1, обеспечивая при этом достижение технического результата полезной модели. В частности, как будет понятно специалистам в данной области техники, возможен вариант осуществления системы видеоконтроля КУ с одним контроллером, управляющим работой обеих подсистем видеоконтроля на разных бортах вагона-лаборатории. Аналогично, система видеоконтроля КУ может содержать меньшее количество камер КУ, нагревателей, осветителей, датчиков температуры, в зависимости от конкретного варианта осуществления и приложения. Все варианты осуществления комплекса ВКУЗ с меньшим количеством элементов, которые обеспечивают достижение заявленного технического результата, попадают в объем настоящей полезной модели

Соответственно, полезная модель не ограничена конфигурацией примерного варианта осуществления системы видеоконтроля КУ, изображенного на фиг.1.

Далее описывается система видеоконтроля ЗУ согласно варианту осуществления, изображенному на фиг.2. Как можно видеть на фиг.2, система видеоконтроля ЗУ разделяется на две одинаковые подсистемы (30 и 40) для видеоконтроля ЗУ в околорельсовом пространстве двух рельсов. Каждая из подсистем 30, 40 видеоконтроля ЗУ содержит модуль камеры ЗУ (31 и 41, соответственно), контроллер (33 и 43) управления, два датчика (34, 35 и 44, 45) температуры, два нагревателя (36А, 36В и 46А, 46В) и осветитель (37 и 47). Подсистемы 30 и 40 видеоконтроля ЗУ устанавливаются под кузовом вагона-лаборатории на специальной раме; одна подсистема устанавливается со стороны одного рельса, и вторая - со стороны другого рельса. Поля зрения камер ЗУ в каждом из модулей (31 и 41) камер ЗУ ориентируются для регистрации изображений околорельсового пространства у соответствующих рельсов, в котором находятся места подключения защитного заземления к рельсу.

Контроллеры 33, 43 управления в каждой из подсистем 30 и 40 видеоконтроля ЗУ конфигурированы для управления освещением (осветителями 37 и 47), нагревом (нагревателями 36А, 36В и 46А, 46В) камер ЗУ и защитных стекол модулей камер ЗУ, а также работой камер (31 и 41) ЗУ и датчиков температуры (34, 35 и 44, 45) посредством управления подачей питания на указанные элементы и/или обмена с ними сигналами управления и данных. Питание каждой из подсистем 30, 40 видеоконтроля ЗУ осуществляется посредством подачи питания 24В через контроллеры 33, 43. К каждому из осветителей 37, 47 отдельно подается питание 220 В, подачей которого также управляет соответствующий контроллер. Схема установки датчиков температуры в модулях камер ЗУ сходна с таковой в модулях камер КУ: датчики температуры 34, 35, 44, 45 в модулях камер ЗУ устанавливаются на защитных стеклах модулей и в непосредственной близости от самих камер ЗУ. При этом, контроллеры 33, 43 управляют подачей питания на соответствующие камеры ЗУ в зависимости от показаний датчиков температуры в модулях камер ЗУ, выключая камеры ЗУ, если их температура находится вне рабочего диапазона камеры. В одном варианте осуществления, контроллеры 33, 43 подсистем видеоконтроля ЗУ отключают подачу питания (выключают камеры ЗУ) при температуре камер ЗУ (измеренной датчиками температуры, установленными в непосредственной близости с камерами) менее 5°С. Вместе с выключение камеры ЗУ соответствующий контроллер запускает подогрев камеры ЗУ нагревателем (36 или 46, соответственно), для возвращения температуры камеры в рабочий диапазон. В другом варианте осуществления контроллеры 33, 43 конфигурированы для запуска подогрева камер ЗУ при приближении температуры камер к границам рабочего диапазона, чтобы предотвратить их выключение. Поскольку установленные под вагоном камеры ЗУ находятся в более неблагоприятных внешних условиях, чем камеры КУ на бортах вагона (в том числе по температуре), функции автоматического отключения камер ЗУ при температуре вне рабочего диапазона камеры (ниже пороговой температуры) и их подогрева для возвращения в рабочее состояние, являются особенно важными и полезными для повышения надежности работы комплекса ВКУЗ. Кроме того, на основании показаний датчиков температуры в модулях камер ЗУ, контроллеры 33, 43 управляют нагревом защитных стекол модулей для предотвращения их запотевания, аналогично тому, как это осуществляется в модулях камер КУ.

Камеры ЗУ в модулях 31, 41 имеют линейный сенсор с электронным затвором и, таким образом, регистрируют однострочное изображение околорельсового пространства в данный момент времени. Работа камер ЗУ синхронизируется системой синхронизации и обработки (как было описано выше) таким образом, что камеры ЗУ регистрируют одну строку изображения околорельсового пространства через равные промежутки по длине пути вагона, причем эти промежутки задаются весьма малыми. Контроллер (33, 43) соответствующей подсистемы видеоконтроля ЗУ объединяет получаемые строчные изображения от данной камеры ЗУ в единую непрерывную «ленту» изображения околорельсового пространства по длине пути вагона-лаборатории. Таким образом, развертка изображения от камер ЗУ осуществляется автоматически, в процессе движения вагона.

В одном конкретном варианте осуществления камеры ЗУ имеют сенсор из КМОП (комплементарный металлооксидный полупроводник) линейки на 2048 пикселей и синхронизируются для съемки однострочного изображения через каждые 0,5-1 мм пути. Таким образом, каждый модуль камер ЗУ выдает высококачественное непрерывное изображение (ленту изображения) околорельсового пространства по длине пути вагона-лаборатории.

Далее, контроллеры 33, 43 управления в каждой из подсистем 30 и 40 видеоконтроля ЗУ конфигурированы для управления освещением (включением и выключением осветителей 37 и 47) для подсветки полей зрения камер ЗУ, т.е. рельсов и околорельсового пространства. В отличие от модулей камер КУ, подсветка полей зрения камер ЗУ должна осуществляться постоянно из-за плохой освещенности пространства под вагоном. Кроме того, поскольку камеры ЗУ имеют линейные сенсоры, осветители ЗУ выполнены в виде линейных, предпочтительно, светодиодных, источников света, и установлены под таким углом к полю зрения соответствующей камеры ЗУ, чтобы исключить регистрацию данной камерой ЗУ зеркальной составляющей света данного источника, отраженного от головки рельса. Для создания оптимальных условий работы камер ЗУ, осветители ЗУ устанавливаются и настраиваются для создания максимальной освещенности в плоскости регистрации объектов камер ЗУ при любых углах наклона и боковых смещениях кузова вагона.

Дополнительно, каждый модуль камеры ЗУ содержит защитный кожух (не показаны на фиг.2) поля зрения камеры и устройство (38, 48) подачи воздуха в кожух, создающее воздушную завесу в защитном кожухе модуля. В конкретном варианте осуществления устройство (38, 48) подачи воздуха представляет собой воздуходувку, а защитный кожух выполнен в виде параллелепипеда, вытянутого вдоль и охватывающего поле зрения камеру ЗУ, имеющего малую высоту поперек поля зрения камеры ЗУ, и вытянутого в сторону железнодорожного полотна. Другими словами защитный кожух выполнен по существу плоским по оси поперек поля зрения камеры ЗУ, охватывает поле зрения камеры ЗУ (линия сенсора камеры), и вытянут вниз, к железнодорожному полотну. В предпочтительном варианте осуществления защитный кожух имеет форму «плоского рупора», расширяющегося в сторону железнодорожного полотна, т.е. в сечении поперек оси движения вагона (и соответственно, поперек линии поля зрения камеру ЗУ) защитный кожух имеет форму расширяющейся в сторону железнодорожного полотна трапеции. В сечении вдоль оси движения вагона, в данном варианте осуществления, по меньшей мере часть защитного кожуха имеет форму прямоугольника с малой шириной (меньшей, чем меньшее основании вышеупомянутой трапеции), вытянутого в сторону железнодорожного полотна. Полезная модель не ограничена указанными вариантами формы защитного кожуха модуля камеры ЗУ. Главные принципы реализации защитного кожуха состоят в обеспечении охвата кожухом поля зрения камеры ЗУ, без его усечения, и одновременном обеспечении возможности эффективного создания воздушной завесы в кожухе посредством подачи в него воздуха от воздуходувки. После ознакомления с данным описанием и формулой полезной модели специалистами в данной области техники могут быть предложены различные формы реализации защитного кожуха, обеспечивающие такой же полезный результат и не выходящие за пределы объема полезной модели. Дополнительно, защитные кожухи модулей камер ЗУ выполнены с возможностью удобного закрытия их щитками или чехлами при транспортировании и хранении, т.е. в нерабочее время комплекса.

Согласно одному варианту осуществления, воздуходувки (устройства 38, 48 подачи воздуха) устанавливаются на раме крепления модулей камер ЗУ, предпочтительно, в непосредственной близости от них, и снабжены воздуховодами, по которым воздух подается в защитные кожухи модулей камер ЗУ. Воздух, поступающий по воздуховодам, попадает в защитный кожух модуля камеры ЗУ, создавая в нем воздушную завесу, которая защищает от осадков и грязи защитные стекла модуля и поле зрения камеры ЗУ. На каждую из воздуходувок отдельно подается питание 220 В, подачей которого управляют соответствующие контроллеры.

Создание воздушной завесы в защитных кожухах модулей камер ЗУ обеспечивает нормальный режим работы установленного под вагоном видеооборудования, постоянно находящегося в условиях повышенного загрязнения из-за пыли, грязи, осадков и т.п.

Таким образом, система видеоконтроля ЗУ комплекса ВКУЗ обеспечивает возможность контроля состояния защитного заземления опор КС на рельс и определять места его подключения, выполненного с нарушением правил, в любых погодных условиях и при любых условиях освещенности.

Как и система видеоконтроля КУ, система видеоконтроля ЗУ в некоторых вариантах осуществления комплекса ВКУЗ может содержать большее количество каких-либо из ее элементов, чем указано выше и изображено на фиг.2. В частности, система может содержать большее количество камер ЗУ, контроллеров управления, нагревателей, осветителей, датчиков температуры, устройств подачи воздуха, в зависимости от конкретного варианта осуществления и приложения. Дополнительные элементы могут устанавливаться в любых подходящих местоположениях внутри системы и под вагоном-лабораторией для достижения необходимого результата. Наличие таких дополнительных элементов не изменяет сущности заявленного комплекса ВКУЗ, и все варианты осуществления комплекса ВКУЗ с такими дополнительными элементами, обеспечивающие достижение заявленного технического результата, попадают в объем настоящей полезной модели.

С другой стороны, в некоторых вариантах осуществления система видеоконтроля ЗУ может содержать меньшее количество каких-либо из ее элементов, чем указано выше и изображено на фиг.2, обеспечивая при этом достижение технического результата полезной модели. В частности, как будет понятно специалистам в данной области техники, возможен вариант осуществления системы видеоконтроля ЗУ с одним контроллером, управляющим работой обеих подсистем видеоконтроля ЗУ. Аналогично, система видеоконтроля ЗУ может содержать меньшее количество камер ЗУ, нагревателей, осветителей, датчиков температуры, в зависимости от конкретного варианта осуществления и приложения. Все варианты осуществления комплекса ВКУЗ с меньшим количеством элементов, которые обеспечивают достижение заявленного технического результата, попадают в объем настоящей полезной модели

Соответственно, полезная модель не ограничена конфигурацией примерного варианта осуществления системы видеоконтроля ЗУ, изображенного на фиг.2.

Комплекс ВКУЗ согласно полезной модели позволяет контролировать состояние защитного заземления (ЗУ) опор КС на рельс и определять места его подключения, выполненных с нарушением правил, контролировать состояния и положения КУ с целью выявления мест их неправильной работы. Комплекс ВКУЗ также позволяет анализировать состояние других элементов и устройств КС, и состояние устройств и элементов путевого хозяйства, расположенных в зоне видимости камер ЗУ и КУ.

Описанные выше варианты осуществления полезной модели являются лишь примерными и приведены для раскрытия сущности полезной модели, но не ограничения ее объема. Объем и сущность полезной модели полностью определяются прилагаемой формулой полезной модели и ее эквивалентами, которые станут очевидными для специалистов в данной области техники после ознакомления с настоящим описанием, прилагаемыми чертежами и формулой.

Используемые сокращения:

КС - Контактная сеть

ВКУЗ - Комплекс видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети

КУ - Компенсирующее устройство

ЗУ - Заземляющее устройство

КМОП - Комплементарный металлооксидный полупроводник

Ссылки на источники информации:

1 - Заявка на патент РФ на полезную модуль 2013102640, подана 21.01.2013

2 - Joint Bar (Fish Plate) Inspection System (JBIS) производства фирмы ENSCO, http://www.ensco.com/products-services/rail-technologies/track-inspection-systems/track-imaging-systems.htm

3 - Fishplate Inspection System производства фирмы MERMEC Group, http://www.mermec.corn/diagnostic-solutions/track-inspection/65/1/fishplate-inspection.php

4 - Track Component Imaging System (TCIS) производства фирмы ENSCO, http://www.ensco.com/products-services/rail-technologies/track-inspection-systems/track-imaging-systems.htm

5 - Патент США на изобретение 7755660 (US 7755660 B2), опубликован 13.07.2010

6 - Патент США на изобретение 8345099 (US 8345099 B2), опубликован 01.01.2013

1. Комплекс видеоконтроля состояния компенсирующих устройств и заземлений опор контактной сети (ВКУЗ), содержащий

систему видеоконтроля компенсирующих устройств (КУ), включающую в себя контроллер, по меньшей мере четыре модуля камер КУ, оборудованные защитными стеклами и средством очистки защитных стекол, установленные по разным бортам вагона-лаборатории так, что с каждого борта вагона установлено по меньшей мере два модуля камер КУ, поля зрения камер которых ориентированы поперек оси вагона, под такими углами к оси вагона в плане сверху, чтобы регистрировать изображения КУ по направлению и против направления движения вагона соответственно, и по меньшей мере два модуля осветителей КУ, установленные с каждого борта вагона для подсветки полей зрения соответствующих камер КУ;

систему видеоконтроля заземляющих устройств (ЗУ), включающую в себя контроллер, по меньшей мере два оборудованных защитными стеклами модуля камер ЗУ, установленные под кузовом вагона-лаборатории так, что поля зрения камер ЗУ разных модулей ориентированы поперек оси вагона для регистрации изображений околорельсового пространства разных рельсов, в котором находятся места подключения защитного заземления к рельсу, и по меньшей мере два модуля осветителей ЗУ, установленные под кузовом вагона для подсветки полей зрения соответствующих камер ЗУ; и

систему синхронизации и обработки, содержащую датчик поворота колеса вагона и вычислительное устройство, причем система синхронизации и обработки соединена с каждой из системы видеоконтроля КУ и системы видеоконтроля ЗУ и выполнена с возможностью синхронизации работы систем видеоконтроля на основании показаний датчика поворота колеса вагона, обработки получаемых от систем видеоконтроля данных с привязкой их к координате пройденного пути и/или сохранения получаемых данных на машиночитаемом носителе;

отличающийся тем, что

каждая камера ЗУ имеет линейный сенсор с электронным затвором и конфигурирована для регистрации одной строки изображения околорельсового пространства через равные промежутки по длине пути вагона, причем контроллер модуля камеры ЗУ конфигурирован для объединения получаемых строк изображений от камеры ЗУ в единую непрерывную ленту изображения околорельсового пространства по длине пути вагона-лаборатории;

каждый модуль камеры ЗУ дополнительно содержит по меньшей мере два датчика температуры, установленные на защитном стекле модуля и в непосредственной близости от камеры ЗУ соответственно, и по меньшей мере два нагревателя, выполненные с возможностью нагрева защитного стекла и корпуса камеры ЗУ соответственно, причем датчики температуры и нагреватели подключены к контроллеру модуля камеры ЗУ, который конфигурирован для управления нагревом защитного стекла и камеры ЗУ и управления подачей питания на камеру ЗУ в зависимости от показаний датчиков температуры;

каждый модуль осветителя ЗУ включает в себя линейный источник света, установленный под таким углом к полю зрения соответствующей камеры ЗУ, чтобы исключить регистрацию данной камерой ЗУ зеркальной составляющей света источника, отраженного от головки рельса, и конфигурированный для создания максимальной освещенности в плоскости регистрации объектов данной камеры ЗУ при любых углах наклона и боковых смещениях кузова вагона; и

каждый модуль камеры ЗУ дополнительно содержит защитный кожух поля зрения камеры и устройство подачи воздуха, выполненное с возможностью подачи воздуха в защитный кожух для создания в нем воздушной завесы.

2. Комплекс по п.1, в котором контроллер каждого модуля камеры ЗУ конфигурирован для отключения подачи питания на камеру ЗУ, если температура камеры ЗУ, регистрируемая соответствующим датчиком температуры, меньше 5°С.

3. Комплекс по п.1, в котором линейный сенсор каждой камеры ЗУ представляет собой КМОП-линейку.

4. Комплекс по п.1, в котором величина промежутка по длине пути вагона, через который камеры ЗУ регистрируют одну строку изображения, задается в диапазоне 0,5-1 мм.

5. Комплекс по п.1, в котором защитный кожух каждого модуля камеры ЗУ в сечении поперек оси движения вагона имеет большую ширину, чем в сечении вдоль оси движения вагона.

6. Комплекс по п.5, в котором в сечении поперек оси движения вагона защитный кожух имеет форму расширяющейся в сторону железнодорожного полотна трапеции.

7. Комплекс по п.5, в котором в сечении вдоль оси движения вагона по меньшей мере часть защитного кожуха имеет форму прямоугольника.