1。概要

パンタグラフ ビデオ監視システムのインテリジェント分析に関する国鉄グループ機械車両省の取り決めにより、既存のパンタグラフ ビデオ監視システムは、設置要件をインテリジェントに分析し、パンタグラフの機械構造の異常、電気的障害、およびその他の問題を特定します。 、およびパンタグラフの故障を判断する際にメカニックを支援します。

主に、パンタグラフの傾き、パンタグラフ構造の変形など、車両自体では検知できないパンタグラフの故障を対象に、既存車両の故障モードと車両保護ロジックを解析します。より深刻な結果につながります。パンタグラフ ビデオ監視システムのインテリジェントな分析機能は、パンタグラフ ビデオ監視画像を分析し、パンタグラフの障害を特定し、アラーム プロンプトを作成して、整備士が判断し、より重大な危険を回避するための効果的な措置を講じるのを支援します。

2. パンタグラフ CCTV システム構成

パンタグラフCCTVシステムは、列車の運行中にリアルタイムで列車の屋根にあるパンタグラフと連絡網の動作状況を監視するために使用されます。インテリジェント分析機能は、パンタグラフの異常状態の自動リアルタイム識別を実現するために、オリジナルのビデオ監視システムにインテリジェント識別技術を追加します。列車運行中のパンタグラフの作動状態の動画とパンタグラフの構造異常の写真を保存し、付随する整備士が異常な船首ネットワーク障害に対処するための補足的な監視ビデオと分析画像を提供します。

鉄道車両用パンタグラフ CCTV システムのインテリジェント分析機能は、パンタグラフ ビデオ監視サーバー、インテリジェント分析ホスト、パンタグラフ カメラ、および監視画面の主要コンポーネントで構成されます。

3.パンタグラフCCTVシステムのインテリジェント解析機能の適用条件

パンタグラフ映像監視システムのインテリジェント解析機能は、主に車両運行中のパンタグラフの故障を特定します。ダクトの破裂やカーボンスキッドの脱落など、パンタグラフに重大な障害が発生した場合、パンタグラフは、整備士による判断や操作なしで自動的に下降します。

パンタグラフの傾きやパンタグラフの構造変形など、直接的には検知しにくい船首の異常を、最も影響の大きい船首の構造異常を優先して警報するインテリジェント解析機能です。

鉄道車両高圧系統のパンタグラフ故障の技術項目分析と合わせて、パンタグラフ映像監視システムのインテリジェント解析機能が整備士の判断を補助する適用項目を以下のように特定した。

1. パンタグラフが傾いて運転している。この時、パンタグラフダクトは壊れず、自動的に船首を下げません。アラームが提供されていない場合、傾斜したパンタグラフが連絡網によって引っ張られたり、他の異物によってノックアウトされたりして、深刻な二次被害を引き起こす可能性があるため、この動作条件下では障害の特定とアラームが必要です。

2. パンタグラフ運転中に構造変形が発生する。構造変形の種類には、ダクトが破損していない場合の船首角の欠落や船首構造の曲げ変形などがあります。アラームの故障は、掘削船首などの問題を引き起こす可能性があるため、この状態には故障の特定とアラームが必要です。

3. 運転中のパンタグラフへの異物の挟み込み。船首構造物にぶら下がっている異物の識別とアラーム、およびサポート フレーム上の異物の識別と通知。

4. パンタグラフの動作中に大きな火花が発生し、火花が作業領域で発生した場合、大きな火花を効果的に特定し、アラームを提供して二次事故を回避するために、インテリジェントな分析機能が必要です。動作中に発生する小さな火花は識別されず、重大な危険性がないため、当分の間アラームが発生します。

5. パンタグラフ CCTV システム カメラには少量の汚れがあり、異物の干渉を受けずにチャンク化と識別を可能にするためにインテリジェントな分析が必要なときに、船首構造の小さな部分がカメラによってキャプチャされます。

4. パンタグラフ構造異常の特定

4.1 パンタグラフ構造変形警報

パンタグラフ CCTV システム カメラには少量の汚れがあり、異物の干渉を受けずにチャンク化と識別を可能にするためにインテリジェントな分析が必要なときに、船首構造の小さな部分がカメラによってキャプチャされます。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフ正常時の写真

車両のパンタグラフは、しばらく走行すると異物の衝突により構造が変形します。パンタグラフ ビデオ監視システムを使用して、この種の障害とアラームを効果的に特定する必要があります。識別画像を以下に示します。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフ構造物破損写真

4.2 パンタグラフ傾斜警報

パンタグラフの傾斜障害は操作中に発生する可能性があり、判断と行動に間に合うように整備士の注意を引く必要があります。ただし、機種によってパンタグラフの構造やパンタグラフカメラの位置が異なるため、パンタグラフの傾斜角度の決め方が異なります。関連するパンタグラフの傾きのビデオと組み合わせて、アラームの傾き角度を指定する必要があります。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフの傾斜角度画像のインテリジェントな識別

4.3 パンタグラフ角度切れ警報

パンタグラフ アングルの破損には 2 つのシナリオがあります。1 つはアングルが破損して停止しているが外れていない場合、もう 1 つはアングルが破損して外れている場合です。どちらのシナリオでも、船首の完全性をテストし、パンタグラフ フォームが不完全な場合に監視画面にアラーム信号を送信する必要があります。違いは、両方のケースでアラームの見逃し率を下げるために必要なトレードオフのしきい値設定にあります。また、ビデオ テストと組み合わせて、3 秒間に 40 フレームを超える画像がアラーム状態を送信する障害であることを定義する必要があります。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;パンタグラフ下降過程の写真

(1)弓角の骨折が取れていない

パンタグラフの角度が壊れて断層から外れていない場合は下図のようになります。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; 折れ曲がった船首角が外れていないパンタグラフの写真

このような状況をインテリジェントに分析するには、障害とアラームを正しく識別し、ビデオ検出を無効にすることなく破損を実際にテストする必要があります。

(2)船首角が完全に壊れた

このタイプのパンタグラフの障害は、次のように、パンタグラフのアーチ角度が完全に壊れたときに特定する必要があります。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフ角度破損のインテリジェントな識別

このような状況をインテリジェントに分析するには、障害とアラームを正しく識別し、ビデオ検出を無効にすることなく破損を実際にテストする必要があります。

4.4 パンタグラフ異物侵入警報

パンタグラフインテリジェント分析メインフレームがパンタグラフ内の異物侵入障害を特定する場合、さまざまな要因による誤警報が考慮されます。侵入結果からの解析では、現在、船首から長時間ぶら下がっている異物侵入障害のみを特定しています。

(1)パンタグラフ本体

パンタグラフの船首部への異物侵入は、下図のように異物侵入の有無を判別する必要があり、パンタグラフから吊り下げられたビニール袋に異物が入っていることを見かけ上検出する必要があります。の"復興" D1702.

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;パンタグラフ本体にぶら下がっている異物をインテリジェントに識別

4.5 パンタグラフ火花警報

現在、小さなパンタグラフの火花は、車両の安全性への影響が小さいため、識別のために分析されていません。

パンタグラフ スパークのパンタグラフ インテリジェント分析は、重要なスパーク フォルトのみを識別します (スパーク エリア>パンタグラフのヘッド領域の半分。このインジケータは、構成のために変更できます)。誤警報を避けるため、火花はカーボンスキッド (下の図に示すように x1 から x2) の作業領域にあると判断されます。

大型パンタグラフ スパーク インテリジェント識別アラームの結果は、次の大型スパーク インテリジェント識別アラームの図に示されています。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;火花が発生した領域の座標のイメージ

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフ大型火花インテリジェント識別警報結果画像

5.インテリジェントなパンタグラフの故障認識と特定の動作条件に対するアラーム

パンタグラフ ビデオ監視システムのインテリジェント分析機能を開くと、特殊な作業条件がインテリジェント分析機能に重大な影響を与え、アラームの見逃しや誤報が発生する可能性があります。以下の特別な条件が必要です。

5.1 トンネルモードアラーム

トンネルに出入りし、トンネル内を走行する過程で、カメラの露出とトンネル内の環境の影響は、次のようにインテリジェント分析機能に影響を与えます。

トンネルに出入りするとき、アルゴリズムは、トンネルの出入り口のパターンを認識し、出入り口のトンネル入り口プロセスの誤った露出アラームを除外するように設計する必要があります。下の図は、露出画像をフィルターで除外する必要があり、警告が表示されないことを示しています。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; トンネルに入る瞬間の露出写真

トンネル内では、現在の環境が検知に適しているかどうか、つまりパンタグラフのビデオ監視画面がぼやけていないかどうかを識別する必要があります。補助光の強度が不十分であるか、補助光が故障しているために画面がぼやけている場合は、インテリジェントな識別検出機能がオフになります。紛らわしくない場合は、トンネル内で一般的に動作しているシステムの写真に示すように、検出がアクティブになります。また、トンネル内の補助灯の反射による船首のぼやけの写真のように、補助灯の反射による誤警報のシナリオは、警報機能をオフにして、不適切な検出のカテゴリに含めることをお勧めします。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; トンネル内で稼働中のシステムの写真  ;

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; トンネル内のフィルライトの反射による船首ボケのイメージ

5.2 バックグラウンドモードアラーム

(1)橋梁、電源設備などの背景要因

ブリッジ、電源装置などのバックグラウンド要因によって引き起こされる干渉は、インテリジェント分析中に異常として検出されることがある少数のフレームです。特定のフレーム数を超える異常が発生した場合にアラームがトリガーされるため、誤った画像を効果的に除外できます。車両の速度に合わせて特定のアルゴリズムを設定する必要があり、車がさまざまなレートで背景のオブジェクトを通過するのにかかる時間 (フレーム数) がカウントされ、そのような干渉を最終的に除外するようにしきい値が最適化されます。

例えば、以下に示す背景の手すりを分析すると、列車は上記の背景施設を通過する際に、合計で約 4 フレームを使用したことがわかりました。4フレーム後のパンタグラフ検出結果は正常なので、このような手すり背景の場合はそれを設定します。アラームなしの正常な認識では、1 秒間に 20 フレーム以上設定することができます。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;背景模様干渉画像

(2)停車の背景要因

列車の停留所の場合、速度のしきい値を 0 に設定する必要があります。つまり、速度が 0 の場合、インテリジェント識別機能はオフになります。列車の停留所のパンタグラフ ビデオ モニタリング画像を以下に示します。左の画像は、誤ったアラームを発生させるバックグラウンド干渉を示しています。右の写真では、列車が重なりを解消した後、パンタグラフが画像の後ろの手すりに停止すると、誤警報が発生するため、インテリジェント分析機能がオフのときに速度を 0 に設定すると、そのようなことが除外されます。干渉。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; 駅のパンタグラフ監視映像

(3)エントリのコンテキスト要因を訓練する

列車の進行中、インテリジェント分析機能は、駅の背景の変化による誤報の影響を受ける可能性があります。低速状態であるため、パンタグラフの異常による車両運行の安全性への影響が少なく、低速状態であるとパンタグラフ構造の異常が発生しにくくなります。誤った干渉アラームからステーションを保護するには、特定の速度しきい値を設定する必要があります。パンタグラフ ビデオ モニタリング インテリジェント分析機能は、特定の動作速度を下回るとオフになります。暫定的に時速 40 km 未満に設定されたステーションの速度制限内外の車両によると、誤警報の問題の発生を最小限に抑えるために、分析のアプリケーションに従って速度しきい値を調整できます。

5.3 汚れモード警報

ダーティ モードは、パンタグラフ CCTV システム カメラの鮮明度に影響を与え、インテリジェントな識別機能のアラームに影響を与えます。インテリジェントな分析を直接オフにして、砂、ほこり、大雨、雪などの重大な影響を与える汚れの誤報を減らすことができます。小さな汚れのような影響の少ない汚れについては、誤警報を減らす必要があります。

汚れの影響の判断は、映像がぼやけているかどうかを識別することで実現できます。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ; パンタグラフ動画鮮明度比較画像

ダーティな侵入の量を特定して判断する必要があります。

例えば、下図のように、雨水の浸入が30%を超えたらインテリジェント解析をオフに設定した場合。下のグラフは、パンタグラフ全体を特定するものではありません。つまり、雨水による汚れがパンタグラフ領域に 30% 以上侵入しています。雨が強すぎると判断され、インテリジェント分析がオフになります。パンタグラフ領域に侵入する雨水の汚れが一定のしきい値未満の場合、インテリジェント識別機能はオフになりません。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;大雨時のパンタグラフ監視映像

汚れが軽微な場合、ビデオ画像はエッジの汚れとして識別され、船首の全体的な構造には影響しません。したがって、以下に示すようにアラームは発生しません。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;汚れたエッジの影響を受けたパンタグラフ ビデオ監視の写真

より軽微な汚れの場合、レンズの汚れた領域は主に修正されます。

6.クライアント

インテリジェント分析機能がパンタグラフの異常を検出すると、アラーム ボックスがパンタグラフ ビデオ監視画面のインターフェイスに直接ポップアップ表示されます。これには、パンタグラフの障害の種類と障害の画像が含まれます。同時に、"関連動画"下の図に示すように、アラーム ボックスの ボタンをクリックして、障害画像がある 2 分間のビデオ (障害アラーム画像の 1 分前と 1 分後) を呼び出して再生します。

  ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;   ;パンタグラフ監視画面異常映像警報映像