轨道交通

新一代转辙机缺口图像采集方案

一、    简介

E361/S是深圳迈进科技研发的新一代转辙机缺口监测图像采集终端，它集成了宽带电力线载波，H.265/H.264高清视频编码，振动加速度传感器，多路模拟量采集，以及显示单元接口等功能。

可以实现对转辙机电流油压油位等数据的监测。可扩展CAN总线或RS485总线，外接阻力或密贴等其它传感器。提供多达4路高清摄像头接口，可同时采集缺口及其它关键部位图像。各项性能指标完全满足铁总315标准要求，并适应未来新标准要求。

E361S集成了AI图像算法，可实现对转辙机缺口位置的实时监测和缺口宽度测量功能。

二、    方案特点

E361/S相比上一代产品，芯片性能更强，接口更多，集成度更高。内置AI算法，可扩展无线接入功能。软件也进行了升级，支持RTSP/RTMP/HTTP等标准协议，便于用户集成。

1.      硬件升级

• 芯片内置4核CORTEX-A7处理器，5GHZ，主频更快，处理能力更强；
• 支持4路模拟高清摄像头接口，可同时采集其中2路高清，或4路标清;
• 支持265/H.264双编码，可节约带宽30%；
• 支持数字MIC，实现更好的音频采集效果；
• 内置2TOPS算力，可集成深度学习算法；
• 可扩展CAN/RS485总线，外接其它传感器；
• 支持全国产化芯片方案，减少供应链风险；

2.      软件升级

• 支持标准HTTP协议文件上传和下载，便于用户集成；
• 支持标准RTSP/RTMP协议视频输出，便于实时预览和用户集成；
• 优化的设备控制协议，采用json编码，方便MQTT等物联网平台对接；
• 可设置多种事件策略，自动根据检测条件触发拍照，录像，数据采集和上传等动作;
• 支持油压，油位，电流，振动，缺口宽度等传感器实时数据通过RTSP协议输出，结合上位机软件可实现实时数据同步可视化预览和采集；
• 内置WEB服务器，支持参数设置和基本功能测试，方便用户操作；

3.      无线扩展

• 支持通过PU200显示单元实现设备端无线接入功能，无需改变现有采集器安装，部署灵活；
• 支持完整TCP/IP功能，平板软件可兼容现有标准网络应用；
• 无线速率可达200~300kbps，满足现场设备调试和图像预览速率要求；
• 可实现现场免开盖，通过平板接入采集终端，查看缺口图像，传感器数据，进行设备调试和运维；
• 可通过接入点访问网络内其它采集终端，减少现场运维人员行走距离，提高安全性；
• 可通过接入点访问机房内网络服务器，获取设备历史数据。也可将现场维护记录及时提交到机房服务器，提高运维效率；
• 结合设备内置AI图像算法功能，可通过平板在现场完成缺口基准标定和测试，无需上位机协助，提高设备调试和运维效率；

4.      算法集成

• 集成AI算法，可对缺口位置实时监测和测量；
• 检测和测量速度可达25帧/秒，精度1mm;
  • 每次扳动（转换）完成后，可通过图像算法检查缺口到位情况，对于异常及时预警；
  • 对过车时的缺口晃动量进行实时测量和采集，减少数据传输量和上位机的算力要求；
  • 可对设备缺口位置定期检查并上报，无需道岔动作，不依赖于电流检测；
  • 支持开机自动检测当前缺口位置，无需上位机发送位置信息，减少无效数据采集；
  • 无需依赖上位机缺口宽度测量，便于现场施工或维护人员进行设备调试和维护；
  • 可减少网络通讯不稳定时，后台系统无法及时处理导致前端预警数据丢失的情况。

注：仅E361S机型内置算法集成。

5.      详细对比

表1：与上一代采集终端性能详细对比

三、    扩展应用领域

E361/S除了应用在转辙机缺口图像监测以外，由于具备丰富的视频接口和传感器接口，强大的AI人工智能深度学习算力，可集成如螺丝松动检测，异物入侵检测等图像算法，实现边缘计算。可扩展到轨道交通中的其它应用中，提升设备监测智能化水平，实现智慧运维目标。

1.      设备运行状态检查

2.      设备关键部件检测

3.      螺丝松动检测

4.      轨道入侵检测

四、    应用框图

1.      网络连接图

2.      缺口监测系统网络拓扑图

五、    相关产品

E361/S缺口图像采集终端

PU200显示单元

E160载波汇聚器

通过PU200显示单元扩展轨旁设备无线接入的方案

说明

当前的铁路转辙机缺口监测系统中，由于现场环境的制约，只有电力线载波来实现监测机房与现场轨旁设备之间的通信。对于维护人员来说，日常维护检查必须开盖，且获取监测系统的历史数据非常不便。

迈进科技研发的PU200显示单元，支持Wi-Fi/蓝牙无线功能的扩展，可利用现有的采集终端，实现和采集分机以及机房监测主机的无线通信，支持任何一个点接入，访问整个载波线路上的其它采集分机设备的功能。可极大的提高现场操作维护人员的效率。

特点

• 支持通过PU200显示单元实现设备端无线接入功能，无需改变现有采集器安装，部署灵活；
• 支持完整TCP/IP功能，平板软件可兼容现有标准网络应用；
• 无线速率可达200~300kbps，满足现场设备调试和图像预览速率要求；
• 可实现现场免开盖，通过平板接入采集终端，查看缺口图像，传感器数据，进行设备调试和运维；
• 可通过接入点访问网络内其它采集终端，减少现场运维人员行走距离，提高安全性；
• 可通过接入点访问机房内网络服务器，获取设备历史数据。也可将现场维护记录及时提交到机房服务器，提高运维效率；
• 结合设备内置AI图像算法功能，可通过平板在现场完成缺口基准标定和测试，无需上位机协助，提高设备调试和运维效率；

系统框图

扩展方案

E361/S机型也可采用内置Wi-Fi模组的方式提供热点无线接入。用户可用根据项目的需求情况进行选择。

相关产品

PU200无线显示单元

E361/S

CAN总线采集设备在铁路道岔转辙机缺口监测中的应用

说明

由于CAN总线是按照工业级通讯标准设计，具有传输距离远，带节点数量多，每个节点具有较强的故障隔离和恢复能力，在某些传输带宽要求不高，且使用电力线载波方式存在严重干扰的既有线路上，可以采用这种方式进行组网。

深圳迈进科技在2009年即推出了IMA-PD320系列，基于CAN总线的道岔转辙机图像视频采集设备，在整个铁路行业属于首创产品，引起了行业内的广泛关注，并帮助客户获得了多项行业内的创新科技奖项。经过近10年的改进和完善，该系列已经非常成熟稳定，在铁路行业中得到广泛应用。

系统方案框图

相关产品

• IMA-PD320     CAN总线视频采集板