一种调车机车状态参数在线检测和预警方法与流程

本发明涉及轨道交通，具体的说，涉及了一种调车机车状态参数在线检测和预警方法。

背景技术：

1、调车机车是专门用于编组站或调车场进行列车编组、解体作业的机车。调车机车的使用部门为机务段，负责对机车的日常维修和保养，确保调车机车能够以良好的状态进行作业。调车机车属于铁路大型机具设备，设备造价一般一二千万元，对于国铁和地方铁路都是一项重大支出。一般情况下，调车机车的使用年限都是数十年，然而，随着时间的推移，机车线路老化、油管渗油、机械传动摩擦高温等都易造成火灾；大线脱落、参数异常等都可能造成机车损坏；轴温出现异常、机油颗粒污染度和油液水分过高等都可能造成。因此，调车机车在运用过程中，实时掌握运行中机车工作状态非常关键，有助于及时发现机车异常情况，实时预警，将机车事故消灭于萌芽状态，对于机车的运用和保养具有非常重大的意义。

2、cn201521024666.7提供了一种基于stp系统的调车机油量实时监测系统，包括设置在stp系统车载主机中的油量信息采集板，安装在调车机油箱中的油位传感器，设置于司机室内的lkj2000型列车运行监控记录装置，以及地面服务器；所述油位传感器实时监测油箱中的油位信息，所述stp系统车载主机通过所述油量信息采集板获得油位信息并计算出油量信息；所述lkj2000型列车运行监控记录装置实时显示油量信息，所述地面服务器对所有机车的油量进行实时监测。乘务员可以通过lkj2000型列车运行监控记录装置的车载显示器查看油量，同时，机车运用部门也能够实时掌握所有机车油量，为调车机车的入库加油提供了技术支持。

3、cn107577555b提供了一种无线调车机车信号和监控系统维护管理方法，利用既有微机监测网通道实现分析中心与无线调车机车信号和监控系统中各站机设备的远程连接，并由分析中心对各站机设备进行维护管理，包括：对各站机设备的运行状态进行监控，当接收到某一站机设备发送的报警信号时，对相应站机设备的重要数据进行备份；通过在线查询指令查询指定站机设备的相关数据，还通过向各站机设备发送检索指令，来获取各站机设备调取的符合检索条件的历史记录数据，进而对各站机设备的健康状态做出评估。该方法可以提高设备维护、升级、管理的效率，确保系统在现场的安全应用。

4、然而，上述技术方案中，利用的是传感器技术和设备历史运行记录来判断调车机车运行是否正常，实际中，调车机车还有好多设备和区域，如电器柜部位、司机室以及干燥塔等，对于调车机车的运行和维护也至关重要，然而这些设备和区域通常没有设置传感器，也无法获取相应的运行记录，故无法针对这些设备和区域设进行监测和预警，从而无法对机车进行及时维护。

5、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种调车机技术状态参数在线检测和预警方法，基于视频监控对调车机车的重点设备、区域进行集中监测、智能分析和实时预警。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，包括以下步骤：

3、实时获取调车机车关键部位的视频图像；

4、采用预设的关键部位分类模型对每帧视频图像进行处理，识别出关键部位的类型；

5、调用与关键部位的类型关联的关键点定位模型对视频图像进行处理，定位出重要roi区域；

6、调用与关键部位的类型关联的基于反卷积知识蒸馏的半监督工业图像异常检测模型对上一步骤获取的重要roi区域进行检测以识别异常情况，在出现异常情况时及时预警以及对异常视频帧进行存储，并将预警信息和异常视频帧进行推送。

7、本发明第二方面提供一种调车机车状态参数在线检测和预警系统，包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括摄像头，所述地面设备包括固定ip智能监测分析主机、监控终端及5g网络设备，所述摄像头实时采集关键部位视频信息，并通过5g网络设备发送至所述固定ip智能监测分析主机；

8、所述固定ip智能监测分析主机内置有前述的调车机车状态参数在线检测和预警方法，基于所述调车机车状态参数在线检测和预警方法对采集的关键部位视频进行处理，以识别异常情况，并在出现异常情况时及时预警以及对异常情况进行抓拍，进行数据存储以及将预警信息和抓拍的异常图片通过5g网络设备推送给监控终端。

9、本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明调车机车状态参数在线检测和预警方法主要是利用视频监控对调车机车的重点设备、区域进行监控，并采用关键部位分类模型和关键点定位模型对机车关键部位进行智能检测和分析，获取关键部位的重要roi区域，采用基于反卷积知识蒸馏的半监督工业图像异常检测模型对重要roi区域进行检测以识别异常情况，从而实现了对调车机车的重点设备、区域进行集中监测、智能分析和实时预警。

10、利用5g通信技术实现车载设备、智能监测分析主机、监控终端的通信，并可以对所有技术参数数据进行记录，为调车机车状态情况和机车运维提供了大量的数据支撑，再加上对机车关键部位的履历纳入管理，从而使调车机的维护更加精准，为机务部门提供了一个对调车机进行智能化维护的技术手段。

技术特征：

1.一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，其特征在于：基于反卷积知识蒸馏的半监督工业图像异常检测模型包括教师网络和学生网络，所述教师网络和所述学生网络均包括resnet18网络，其中在所述resnet18网络的卷积层后增加反卷积层，以将经过卷积操作得到的特征图还原为原始输入图像的大小使用反卷积重新调整输入图像的大小；并在模型训练阶段采用半监督学习的方式实施教师网络与学生网络之间的知识蒸馏操作。

3.根据权利要求1或2所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，其特征在于：所述关键部位分类模型基于cnn模型构建。

4.根据权利要求1或2所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，其特征在于：所述关键点定位模型基于yolov5s模型构建。

5.一种调车机车状态参数在线检测和预警系统，其特征在于：包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括摄像头，所述地面设备包括固定ip智能监测分析主机、监控终端及5g网络设备，所述摄像头实时采集关键部位视频信息，并通过5g网络设备发送至所述固定ip智能监测分析主机；

6.根据权利要求5所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警系统，其特征在于：所述车载设备还包括烟雾传感器、红外测温传感器、监测车载主机、adlc数据获取模块、stp信息获取模块以及在线式油液污染度水分检测仪、rs485串行接口和rs232串行接口，所述adlc数据获取模块通过物理转换盒以can总线的方式获取主辅发电机的状态参数；所述stp信息获取模块通过can总线从stp主机获取司机号、平调信号、速度、限速、防护距离、机车报警和制动信息；红外测温传感器用于采集烟管温度；烟雾传感器用于采集烟雾浓度信息；通过rs485串行接口方式从机车走行部车载监测装置获取轴温数据；通过rs232串行接口方式从在线式油液污染度水分检测仪中获取机油的状态信息。

7.根据权利要求6所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警系统，其特征在于：所述固定ip智能监测分析主机内还设置有防火检测模型、油液检测模型、油液检测模型、轴温检测模型、烟管温度监测模型、烟管温度监测模型以及adlc监测模型；

8.根据权利要求5或6或7所述的一种调车机车状态参数在线检测和预警系统，其特征在于：所述地面设备还包括移动终端，所述移动终端通过网络设备与所述固定ip智能监测分析主机通信连接。

技术总结本发明提供一种调车机车状态参数在线检测和预警方法，包括以下步骤：实时获取调车机车关键部位的视频图像；采用预设的关键部位分类模型对视频图像进行处理，识别出关键部位的类型；调用与关键部位的类型关联的关键点定位模型对视频图像进行处理，定位出重要ROI区域；调用与关键部位的类型关联的基于反卷积知识蒸馏的半监督工业图像异常检测模型对上一步骤获取的重要ROI区域进行检测以识别异常情况，在出现异常情况时及时预警以及对异常视频帧进行存储，并将预警信息和异常视频帧进行推送。技术研发人员：刘寰,罗广智,韩坤,王玺,梁硕,曲阳,李恩源,金东,王文英,张卢恒受保护的技术使用者：山东港口烟台港集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20