【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢轨打磨列车磨屑识别，尤其涉及一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置。
技术介绍
1、随着高速铁路的运营速度的提高和运输能力的增强，长时间和高强度的轮轨接触将导致钢轨表面可能出现各种损伤，如压溃、侧磨、波磨、剥离和肥边等形式的损伤和缺陷。如果这些损伤不能及时被处理，则将会降低钢轨寿命，使轮轨关系的恶化，对铁路运输的经济性和安全性造成严重的影响。
2、在铁路运输系统中，影响钢轨使用寿命的主要因素包括：滚动接触疲劳和磨耗。因此，钢轨的养护主要从高质量钢轨的生产和钢轨打磨两方面考虑。由于更换钢轨的效率低下，因此钢轨打磨成为了最经济有效的养护措施。钢轨打磨技术在早期主要采用修复性打磨和表面打磨，到后来将预防性打磨作为发展重点。
3、目前，主要通过钢轨打磨车对钢轨进行养护维修，实践证明，钢轨打磨是预防和修理钢轨病害的有效手段，通过钢轨打磨可以减缓接触疲劳，修复钢轨波磨、裂纹等钢轨病害，从而延长铁路钢轨的使用寿命、改善车辆运行平稳性和减少噪音等。
4、但是，钢轨打磨车在作业过程中因高速旋转的砂轮与钢轨快速摩擦产生的高温磨屑随着不断堆积会结成块状，部分飞落到线路区间及附近区域，在打磨作业完成后，经过人工手持设备敲击，部分块状磨屑未能掉落仍吸附在防火帘内侧表面，会引发一系列的安全隐患：
5、（1）在打磨过程中飞落到线路附近区域，有引发火灾的风险，影响线路线缆和设备安全；
6、（2）在运行过程中若掉落线路上，可能会造成线路上通信、信号设备损坏；
7、（3）掉落
8、（4）若掉落在道岔区域，可能导致控制电路故障，引发行车事故。
9、因此，亟需提供一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，为以解决打磨作业过程中飞落的高温块状磨屑和自运行过程中掉落的结块磨屑带来的安全隐患。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置。
2、为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
3、一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，所述典型块状磨屑的长宽尺寸大于20mm×20mm；所述钢轨打磨列车设置n节，其包括车头和打磨作业车，且所述车头设有两个，分别位于所述列车的两端；
4、所述智能识别装置包括可见光相机、光幕传感器组和集成控制器，其中，所述可见光相机设置两个，分别位于两个车头上；所述光幕传感器组设置n个，分别位于每个所述车头和打磨作业车上，且设置在防火帘的下方；所述集成控制器设置两个，分别位于两个车头的驾驶室内；每个所述集成控制器均与所有的可见光相机和光幕传感器组连接；
5、列车运行过程中，沿列车运行方向前端车头作为列车车头，其上的集成控制器开启；位于尾端的车头作为打磨作业车，其上的集成控制器关闭；
6、当列车处于第一作业工况时，位于两个车头上的可见光相机将拍摄的图片发送至处于开启状态的集成控制器，以所述块状磨屑进行识别；当处于第二作业工况时，所有打磨作业车上的光幕传感器组将得到的信号发送至处于开启状态的集成控制器，对所述块状磨屑进行识别。
7、作为专利技术的一种实施方式，每个所述光幕传感器组均包括两个激光对射光幕传感器，每个所述激光对射传感器均包括相对设置的投光器和接收器；
8、每个所述投光器均由多个间隔设置的多个红外发光管构成，每个所述接收器均由多个间隔设置的多个红外接收管构成；
9、每个所述激光对射传感器均采用同步扫描的方式来识别被挡的通道，以通过两个激光对射光幕传感器得到落入防火帘下方的被测物体的尺寸，实现对所述块状磨屑的识别。
10、作为专利技术的一种实施方式，每节车的四个侧边均安装有竖直支撑悬挂架，且每个所述支撑悬挂架均向下延伸至防火帘的下方；
11、位于前侧的两根支撑悬挂架底部设置有第一横梁，位于后侧的两根支撑悬挂架底部设置有第二横梁；位于前侧的两根支撑悬挂架底部设置有第一纵梁，位于后侧的两根支撑悬挂架底部设置有第二纵梁；
12、所述第一横梁上设置有投光器ⅰ或接收器ⅰ，所述第二横梁设置有接收器ⅰ或投光器ⅰ；所述第一纵梁上设置有投光器ⅱ或接收器ⅱ，所述第二纵梁设置有接收器ⅱ或投光器ⅱ。
13、作为专利技术的一种实施方式，处于开启状态的集成控制器在得到可见光相机拍摄的图片后，基于yolov5算法对所述块状磨屑进行识别；
14、yolov5网络结构包括：输入端、骨干网络、颈部和输出端，输入端用于对输入的图像进行数据增强和自适应锚框计算操作；骨干网络包括foucs、conv、c3、spp模块用于图像的特征提取；颈部通过特征金字塔网络和路径聚合网络相结合来实现对携带不同信息特征层融合能力的强化；输出端作为网络的预测部分，其利用提取的特征预测目标的种类和位置。
15、作为专利技术的一种实施方式，所述骨干网络中，focus模块用于减少计算量；conv模块对输入的特征图进行卷积、批量归一化和silu函数激活操作；
16、在所述c3模块中，将bottleneckcsp模块被替换成c3模块；将残差输出后的卷积被去掉了，卷积模块中的激活函数变为了silu函数；将图像分为两支，一支通过卷积模块和多个bottleneck堆叠，另一支经过一个卷积模块，最后将两支进行通道融合；
17、spp模块使用5×5、9×9、13×13的池化滤波器对输入图像进行最大池化，然后将池化后的图像与原始输入图像进行通道融合，最后进行卷积操作。
18、作为专利技术的一种实施方式，每个所述集成控制器均包括壳体，所述壳体内部设置有集成控制模块和供电模块，所述壳体的外部设置有触摸显示屏和报警蜂鸣器；
19、其中，所述控制模块与所述供电模块、所述触摸显示屏和所述报警蜂鸣器连接，所述供电模块与所述触摸显示屏和所述报警蜂鸣器连接，所述控制模块还与所有的可见光相机以及光幕传感器组连接。
20、作为专利技术的一种实施方式，所述集成控制器执行下述步骤：
21、（1）开机启动块状磨屑监测程序
22、系统上电后自动启动钢轨打磨车块状磨屑脱落物监测系统程序，并在所述触摸显示屏上显示，工作人员可通过所述触摸显示屏对运行参数、系统参数进行设置，其中，所述运行参数包括报警短信接收手机号；
23、（2）运行界面显示
24、响应于工作人员点击的运行按钮，进入运行状态，触摸显示屏跳转至运行界面，运行界面上绿灯闪表示系统运行正常，红灯闪表示系统出现故障，需联系专业人员进行维修处理；此时，通过集成控制模块基于可见光相机拍摄的图片，或者所有光幕传感器组发送的信号对块状磨屑进行识别；
25、（3）脱落物信息报警
26、在确定识别到块状磨屑时，报警蜂鸣器发出报警音，触摸显示屏弹出报警界面，并向设置的手机号码发送报警短信，所述报警短信包括：日本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述典型块状磨屑的长宽尺寸大于20mm×20mm；所述钢轨打磨列车设置N节，其包括车头和打磨作业车，且所述车头设有两个，分别位于所述列车的两端；
2.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，每个所述光幕传感器组均包括两个激光对射光幕传感器，每个所述激光对射传感器均包括相对设置的投光器和接收器；
3.根据权利要求2所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，每节车的四个侧边均安装有竖直支撑悬挂架，且每个所述支撑悬挂架均向下延伸至防火帘的下方；
4.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，处于开启状态的集成控制器在得到可见光相机拍摄的图片后，基于YOLOv5算法对所述块状磨屑进行识别；
5.根据权利要求4所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述骨干网络中，Focus模块用于减少计算量；Conv模块对输入的特征图进行卷积、批量归一化和Silu函数激活操作；
6.根
7.根据权利要求6所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述集成控制器执行下述步骤：
8.根据权利要求7所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述集成控制器还会执行短信模块异常处理步骤，其包括：运行状态下对短信模块进行自检，当检测到4G模块未安装电话卡、或电话卡异常时，在所述运行界面中重点显示并标记短信模块异常信息。
9.根据权利要求7所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，在运行状态下，可响应于工作人员点击的数据查询按钮跳转至日志显示界面；
...【技术特征摘要】
1.一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述典型块状磨屑的长宽尺寸大于20mm×20mm；所述钢轨打磨列车设置n节，其包括车头和打磨作业车，且所述车头设有两个，分别位于所述列车的两端；
2.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，每个所述光幕传感器组均包括两个激光对射光幕传感器，每个所述激光对射传感器均包括相对设置的投光器和接收器；
3.根据权利要求2所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，每节车的四个侧边均安装有竖直支撑悬挂架，且每个所述支撑悬挂架均向下延伸至防火帘的下方；
4.根据权利要求1所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，处于开启状态的集成控制器在得到可见光相机拍摄的图片后，基于yolov5算法对所述块状磨屑进行识别；
5.根据权利要求4所述的一种钢轨打磨列车典型块状磨屑智能识别装置，其特征在于，所述骨干...
【专利技术属性】
技术研发人员：高春雷，何国华，刘传，张锐，宋晓阳，王鹏，徐济松，刘尚昆，何喆，张钰荧，周佳亮，王金栋，米芮昕，张洪硕，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：
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