一种列车检查作业系统及TFDS智能识别方法技术方案

一种列车检查作业系统，其中：该作业系统结构包括三层：用于采集列车行进中部件图像的数据采集层、用于智能识别列车部件状况的智能识别层、用于报警并显示故障信息的故障报警显示及现场作业层，数据采集层所采集的图片发送给智能识别层进行计算机处理，智能识别层识别的故障信息发送给故障报警显示及现场作业层进行故障显示和报警通知。进行故障显示和报警通知。进行故障显示和报警通知。

【技术实现步骤摘要】
一种列车检查作业系统及TFDS智能识别方法


[0001]本专利技术涉及列车智能检修
，尤其涉及一种列车检查作业系统及TFDS智能识别方法。

技术介绍

[0002]以货车车辆领域的图像识别应用系统为例，现有技术中的基于人工智能的作业具有如下特点：
[0003]1、异地作业和本地作业都是通过有线网络将存储设备与AI算法设备连接通讯实现。
[0004]2、存储设备与AI算法设备之间遵循的TCP/IP协议通过标准数据资源调配实现交互、共享、识别。
[0005]3、多个采集层的存储设备之间并行运行，每套存储设备同智能识别层的数据资源调配交互是唯一设定好的。
[0006]4、检测信息采集设备分为面阵模式和线阵模式。
[0007]5、线阵模式比面阵模式多拍摄车体侧面部件，相同部件的拍摄部位是一致的，成像的原理分为面阵扫描和线阵扫描两种方式。
[0008]6、在智能识别算法方面，不论线阵、面阵，识别的原理是一致的。
[0009]7、在识别结果呈现方面无任何差异性。
[0010]现有技术的智能识别的作业系统，其在实际应用中的不足之处如下：
[0011](1)智能识别技术参差不齐，效果不一；
[0012](2)智能识别算力资源不均衡；
[0013]当某采集站点密集过车时(5
‑
8分/列)，由于智能识别的算力资源有限，导致识别用时过长，影响作业。当某探测站车流密度小的时候，智能识别服务长时间闲置，导致算力资源浪费。
[0014](3)频繁出现漏识别的现象并无法第一时间预警：
[0015]车辆部件漏识别的情况，且无法自动预警，均为事后人工手动分析时才能发现。漏识别的现象发生严重影响行车安全。
[0016](4)作业任务分配带来混乱：
[0017]不同的智能识别算法服务，且故障识别范围不尽相同，在识别用时、漏检预警、误报差异等方面给作业组织带来极大不便利、甚至出现作业混乱情况。
[0018](5)组网方式缺乏统一规划：
[0019]AI算法服务器同采集层的存储设备当前均为1对1的服务方式，缺少集中并行处理数据的规范，给设备维护带来诸多不确定的节点因素。

技术实现思路

[0020]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种列车检查作业系统及TFDS智能识别方
法。
[0021]一种基于TFDS智能识别的作业系统包括数据采集层、智能识别层、现场作业层，自下而上分为三层行业标准和规范。
[0022]数据采集层包括检测信息采集设备、信息处理传输设备及存储设备构成；
[0023]智能识别层包括AI算法设备、数据标准接口组成；
[0024]现场作业层包括存储及应用分发设备、复示终端及网络传输设备构成；
[0025]数据采集层存储设备与智能识别层AI算法设备之间基于TCP/IP网络协议实现通讯连接；
[0026]所述的智能识别层AI算法设备和现场作业层应用设备之间基于TCP/IP协议实现数据资源调配转换。
[0027]所述的TFDS智能识别的作业系统，其中：数据资源调配包括数据资源请求、数据样本分类、数据监测、数据结果输出等模块。
[0028]本专利技术提供的一种列车检查作业系统及TFDS智能识别方法，在每个站点设置数据采集层、智能识别层、现场作业层，通过联网，实现各站点运算能力的统一调配，解决了现有技术中算力资源浪费的问题，大大提高整个系统的综合使用率以及大大提高列车故障的识别准确性。
附图说明
[0029]图1所示为本专利技术一种列车检查作业系统技术方案的整体结构图；
[0030]图2所示为ORACLE调用接口发送消息请求进入队列排队的示意图；
[0031]图3所示数据资源调配示意图；
[0032]图4所示为应用分发设备示意图；
[0033]图5所示为阀防盗罩丢失标注图；
[0034]图6所示为钩舌圆销丢失标注图。
具体实施方式
[0035]一种基于TFDS智能识别的作业系统，其中：检测信息采集设备包括相机阵列，主动控制补偿光源，相机保护装置，相机保护控制装置，车轮传感器。信息处理传输设备包括图像采集/前端数字图像处理计算机。存储设备包括存储服务器。
[0036]当探测列车通过时，数据采集层通过图像采集计算机自动抓拍车底(摄像头位于两钢轨中间，由下向上抓拍)、车体两侧(摄像头位于轨外侧，由外向内抓拍车体侧下部)所有图片，将采集到的图像进行数字化滤波、增强、亮度均衡、管理等工作，并通过千兆网传输至存储设备。通过布置于钢轨上的车轮传感器采集车辆信息并传输存储至存储设备。采集计算机经过精确计算，由主动控制补偿光源在适当时刻开启主动补偿光源，补偿光照的不足。
[0037]一种基于TFDS智能识别的作业系统，所述的AI算法设备是对神经网络模型的一种深度封装，利用网络解空间中的局部最优解来对单个网络做模型集成。通过循环调整网络学习率可使网络依次收敛到不同的局部最优解。将网络学习率η设置为随模型迭代轮数t(一次批处理随机梯度下降称为一个迭代轮数)改变的函数，即：
[0038]其中，η0为初始学习率，一般设置0.1或0.2；t为模型迭代轮数，即批处理训练次数；T为模型中的处理训练次数；M为学习率循环退火次数，对应了模型将收敛到的局部最优解个数，包括判定丢失类、折断类；利用余弦函数cos的循环性来循环更新网络学习率，将学习率从0.1随t的增长逐渐减缓到0，之后将学习率重新放大从而跳出该局部最优解，自此开始下一轮训练，直至M个循环结束，对每个循环结束后的模型保存，将多个模型集成，产生多个布局最优解的模型集合；如丢失类标注图：图5所述的阀防盗罩丢失标注图及图6所示的钩舌圆销丢失标注图。
[0039]依据TCP/IP协议，通过数据标准接口提供图像数据字节流，完成不同车辆部位的识别过程，将识别结果预报在前端界面。
[0040]所述的存储及应用分发设备是对识别结果的存储及应用，通过复示终端呈现。存储及应用分发设备同复示终端采用有线网络传输，通过数据处理、分析方法将数据流、码流以图像、文字呈现至计算机终端。其传递过程如下：
[0041]应用分发设备数据处理模块将智能识别结果实时输送至终端界面预警展示，人工确认故障是否属实，对于属实的故障由数据处理模块将全部的状态和结果发给应用分发设备进行属实记录、存储。对于不属实的则由人工标注隐藏。
[0042]综上，本专利技术提供的一种新型的基于TFDS智能识别的作业系统，网络架构趋向扁平化、标准化，系统设计采取高内聚、低耦合原则，提高了系统应用的可靠性和健壮性。优化后的作业系统可以提高AI算法的利用率，提升作业效率，减少设备重复投资，布局更加科学合理，适用范围更广泛。
[0043]本专利技术一种列车检查作业系统技术方案的整体结构图如图1所示，包括数据采集层、智能识别层、现场作业层，自下而上分为三层行业标准和规范。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车检查作业系统，其特征在于：该作业系统结构包括三层：用于采集列车行进中部件图像的数据采集层、用于智能识别列车部件状况的智能识别层、用于报警并显示故障信息的故障报警显示及现场作业层，数据采集层所采集的图片发送给智能识别层进行计算机处理，智能识别层识别的故障信息发送给故障报警显示及现场作业层进行故障显示和报警通知。2.如权利要求1所述的列车检查作业系统，其特征在于：所述的数据采集层包括各列车车站站点、列车检测机构设置的信号采集终端，信号采集终端均包括：列车车轮传感器、相机阵列、相机控制模块、主动补偿光源、光源控制模块、相机保护模块，相机保护控制模块、采集点处理器、图片采集存储器；相机阵列包括位于铁轨中间且镜头朝上的车底抓拍相机组、位于铁轨第一侧且镜头朝向车体第一侧的车体第一侧相机组、位于铁轨第二侧且镜头朝向车体第二侧的车体第二侧相机组；车底抓拍相机组用于拍摄中间部、中间部侧部、制动梁、互钩差、车钩钩缓，车体第一侧相机组用于拍摄一面车体侧面，车体第二侧相机组用于拍摄另一面车体侧面。列车车轮传感器的信号输出端连接采集点处理器的列车检测信号输入端；采集点处理器的相机阵列控制信号输出端连接相机控制模块的信号输入端，相机控制模块的车底相机控制信号输出端控制连接车底抓拍相机组，相机控制模块的车体第一侧相机控制信号输出端控制连接车体第一侧相机组，相机控制模块的车体第二侧相机控制信号输出端控制连接车体第二侧相机组；主动补偿光源包括车底抓拍相机组补偿光源、车体第一侧相机组补偿光源、车体第二侧相机组补偿光源；采集点处理器的补光信号输出端连接光源控制模块的信号输入端，光源控制模块的车底抓拍相机组补偿光源信号输出端控制连接车底抓拍相机组补偿光源的控制信号输入端，光源控制模块的车体第一侧相机组补偿光源信号输出端控制连接车体第一侧相机组补偿光源的控制信号输入端，光源控制模块的车体第二侧相机组补偿光源信号输出端控制连接车体第二侧相机组补偿光源的控制信号输入端；相机保护模块包括车底抓拍相机组保护装置、车体第一侧相机组保护装置、车体第二侧相机组保护装置；采集点处理器的相机保护控制信号输出端连接相机保护控制装置的信号输入端；相机保护控制装置的车底抓拍相机组保护装置控制信号输出端连接车底抓拍相机组保护装置的控制信号输入端，车底抓拍相机组保护装置的控制信号输出端控制连接车底抓拍相机组保护装置；相机保护控制装置的车体第一侧相机组保护装置控制信号输出端连接车体第一侧相机组保护装置的控制信号输入端，车体第一侧相机组保护装置的控制信号输出端控制连接车体第一侧相机组保护装置；相机保护控制装置的车体第二侧相机组保护装置控制信号输出端连接车体第二侧相机组保护装置的控制信号输入端，车体第二侧相机组保护装置的控制信号输出端控制连接车体第二侧相机组保护装置；车底抓拍相机组的采集图片信号输出端连接采集点处理器的车底图片采集信号输入端，车体第一侧相机组的采集图片信号输出端连接采集点处理器的车体第一侧图片采集信号输入端，车体第二侧相机组的采集图片信号输出端连接采集点处理器的车体第二侧图片采集信号输入端；采集点处理器的汇总图片信号输出端通过通信光纤连接图片采集存储器的存储信号
输入端；图片采集存储器的存储信号输出端通过有线网络连接智能识别层的采集信号输入端；采集点处理器将收到的同一列车编号的列车图像分为7大部件，每个部件的图像构成均遵循统一的标准及格式，为：侧架样本、制动梁样本、互钩差样本、车钩钩缓样本、中间部样本、中间部侧部样本、车体侧面样本。3.如权利要求2所述的列车检查作业系统，其特征在于：智能识别层包括各列车车站站点、列车检测机构设置的AI智能处理模块，AI智能处理模块均包括AI智能处理计算机、数据资源调配模块；各站点中AI智能处理计算机与该站点数据资源调配模块的数据输出/输出端口对接，数据资源调配模块的图片采集信号输入端连接当前站点\列车检测机构的图片采集存储器的信号输出端；各数据资源调配模块的资源调配通讯端口通过通信网络互相连接。4.如权利要求3所述的列车检查作业系统，其特征在于：故障报警显示及现场作业层包括各列车车站站点、列车检测机构设置的故障报警终端、现场作业终端，各故障报...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋范忠，张军，孙涛，李敢峰，刘蕾，李月龙，谭韧斯，王楠，葛文义，暴丹，王艳刚，李伟，张巧丽，张帅辉，张毅行，潘一帆，杜佳琪，仝晓磊，陈明高，
申请(专利权)人：北京京天威科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：