軌道交通的故障檢測系統(tǒng)研究

吉寧+楊慧斌+王樂+周程力

摘要：研究了應用四旋翼無人機來進行軌道故障檢測的方法。以小型四旋翼無人機為載體，搭載成像設備應對突發(fā)道路狀況執(zhí)行智能化、快速高效的故障檢測，提高道路安全水平。系統(tǒng)通過遠距離無線實時影像數(shù)據(jù)回傳，在地面信息處理中心進行影像數(shù)據(jù)處理，以便可以快速分析故障發(fā)生原因以及對故障發(fā)生地點進行GPS定位，為交通管理部門、市民提供實時可靠的軌交故障信息，進而能使軌道交通快速恢復運行。

關鍵詞：四旋翼無人機；軌道交通；故障檢測；圖像處理

中圖分類號：TB

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.099

0引言

眾所周知，軌道交通對我們的生活起著重要的影響。當軌道等設施出現(xiàn)故障時，檢測故障產生原因以及對故障進行定位，成了軌交故障檢測的關鍵問題。按照以往的老辦法，就是用人力進行排除，這種辦法雖然可行，但是不免費時費力，本文研究了一種更加省時省力的方法來進行軌道的故障排除工作，進而能使軌道交通更加快捷的恢復運行。使用四旋翼無人機進行故障檢測就是一個比較好的辦法，它有幾個優(yōu)點：首先，它是在空中飛行檢測，速度較之人力要更加快捷；其次，四旋翼無人機體積小，能進入人不能進入的地方進行故障檢驗，保障工作人員的生命安全，為交通管理部門及時提供故障路段實時圖像，為交通部門快速定位軌交故障點提供技術保障。

1軌道交通故障檢測系統(tǒng)的組成

（1）飛行系統(tǒng)：飛行系統(tǒng)是由四旋翼無人機、圖像采集傳輸模塊、GPS定位模塊構成，主要作用于軌道故障部分的圖像采集以及對故障軌道的位置定位。

（2）控制系統(tǒng)：由無人機遙控器加上采集的圖像對無人機進行聯(lián)合控制。保證無人機能夠準確的進行對故障的檢測。

（3）數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)：數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是由地面接收站和無人機上的數(shù)據(jù)傳輸模塊構成，主要作用是進行圖像的實時傳輸以及對目標地點的GPS信息的實時接受。

（4）地面信息處理中心：針對軌道檢測及四旋翼無人機的特性，在地面設置信息處理及控制中心，具體功能為信息的采集和處理和無人機的飛行控制數(shù)據(jù)及圖像數(shù)據(jù)。四旋翼飛行器的實時航拍及GPS定位系統(tǒng)，不僅可以實現(xiàn)飛行器的平穩(wěn)飛行、姿態(tài)控制，還能通過攝像頭實時監(jiān)控飛行環(huán)境，GPS模塊采集飛行器位置數(shù)據(jù)，使飛行器的功能更加全面，實現(xiàn)了小型無人機的人性化和實用化。四大系統(tǒng)協(xié)同作用，共同構成無人機的軌道交通故障檢測系統(tǒng)，系統(tǒng)組成架構如圖1所示。

2實時圖像及GPS信息傳輸軟件的開發(fā)

基于四旋翼無人機的軌道交通故障檢測系統(tǒng)的優(yōu)點在于能夠準確的將軌道故障部分進行實時的圖像采集以及GPS定位數(shù)據(jù)的實時傳輸，為此需要開發(fā)地面工作站的應用程序。該軟件主要由圖像接收、飛行數(shù)據(jù)接收、圖像顯示以及飛行數(shù)據(jù)顯示等四部分組成。

航拍圖像通過無線模塊傳入地面圖像采集卡，通過調用圖像采集卡提供的接口函數(shù)，可以實時獲取和顯示圖像。飛行數(shù)據(jù)通過數(shù)傳電臺傳至地面接收模塊，接收模塊與計算機之間為串口通信，通過循環(huán)讀取計算機串口數(shù)據(jù)，即可獲得實時飛行數(shù)據(jù)。

3無人機軌道交通故障檢測檢測系統(tǒng)的工作流程

本系統(tǒng)可以應用于軌道故障的快速檢測以及日常巡檢，由無人機上的圖像采集攝像頭對地面軌道進行實時抓拍，并且通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實時傳輸至地面接收站，同時無人機上的GPS定位系統(tǒng)也將實時作用并且將實時傳輸至地面接收站，而無人機采集的圖像和位置信息將通過接受軟件的處理，將圖像，位置兩者進行融合，觀測人員就能夠在地面接收站獲取軌道某位置的故障情況，從而能夠對精確定位的故障軌道進行快速檢修，使得軌道交通盡快恢復運作，避免因人力排除緩慢而對交通帶來的影響。

4結論

針對軌道交通故障，采用無人機進行故障檢測，同時實時傳輸圖像和GPS定位數(shù)據(jù)，能夠更好的更快的解決問題。經(jīng)實際運行，無人機故障檢測系統(tǒng)能夠更加準確的將軌道的故障部分檢測出來，較之于人力，更加迅速，便捷。

參考文獻

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