CN101954916B - 轨道在线监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明介绍的一种由通信系统、计算机系统、位移传感器、振动传感器、激光距离探测器、微处理器及通信模块所实现的轨道在线监测方法及轨道在线测试系统，能够对轨道相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化、轨道内部产生裂纹及形变进行在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。

Description

轨道在线监测方法

技术领域

本发明为轨道在线监测方法，属于轨道交通运输技术领域。

背景技术

在轨道交通运输中，由于车辆的运行、自然灾害、轨道振动及磨损、路基的沉降变化，会造成轨道相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及轨道内部产生裂纹及形变，这些变化因素会对轨道交通运输安全带来危害，而目前对轨道的状态情况了解采用人工现场测试，或通过测试车辆在运行中进行测试，这样会有监测实时性差，对突发性轨道参数变化不能及时发现及报警，测试工作量及成本大的缺陷。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种轨道在线监测方法，实现对轨道相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及轨道内部产生裂纹的在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。

为达到上述目的，本发明介绍一种轨道在线监测方法，其特征在于采用以下工作方法：

(1)通过设置在轨道测试点两侧的多个激光距离探测器扫描轨道外缘测取各个距离监测数据，将获取的当前轨道测试点的距离监测数据及对应地址码通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及与对应历史数据比较，得出并通过显示及控制终端显示当前在对应轨道测试点的轨道的相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值，当相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警；

(2)通过设置在多个轨道测试点的轨道上的多个振动传感器及多个位移传感器获取的当前各个轨道测试点的轨道振动监测数据及轨道位移监测数据，将各个轨道振动监测数据、轨道位移监测数据及对应地址码通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及与对应历史数据比较，得出并通过显示及控制终端显示当前在对应的各个轨道测试点的轨道的振动参数、位移参数、轨道测试点之间的振动传播参数及与历史数据的比较变化差值，当振动参数、位移参数、轨道测试点之间的振动传播参数及与对应历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警。

为实现本发明所述的工作方法，本发明还介绍一种可以实现上述工作方法的轨道在线监测系统，其特征在于有多个激光距离探测器、多个振动传感器、多个位移传感器、多个微处理器及通信模块、一个轨道监控中心及多个显示及控制终端，激光距离探测器设置在轨道两侧，振动传感器及位移传感器设置在轨道两侧并与轨道相接触，激光距离探测器、振动传感器及位移传感器的监测信号输出端及控制端分别与微处理器的控制输入输出端相连接，微处理器及通信模块、轨道监控中心、显示及控制终端之间通过通信系统相连接。

本发明的工作原理为：通过设置在轨道两侧的多个激光距离探测器在微处理器的控制下扫描轨道外形测取各个距离数据信息，将当前轨道测试点的距离测取数据及对应地址码通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及对比对应历史数据，根据距离测试数据，换算出轨道外形参数及相对与测试基准点的对应距离参数，由于激光测距精度高，因此能对轨道的微小变换予以测定，得出并通过显示及控制终端显示当前轨道在各个测试点的相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值，当相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值超出所设定的对应差值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号传送至显示及控制终端进行声光及显示报警，所述的显示及终端包括有固定终端、移动终端、交通控制信号系统终端及交通控制信号显示器；由于车辆在轨道上的运行，轨道会产生快速振动及随车轮的通过产生上下位移，或因环境灾害，轨道紧固设施状态及路基状态会对振动参数及位移参数带来影响，轨道内部有裂纹或形变，会对振动波的传播特性产生影响，设置在多个轨道测试点的轨道上的多个振动传感器及多个位移传感器在微处理器的控制下，将当前各个轨道测试点的轨道振动及位移信息数据通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及对比历史数据，得出并通过控制终端显示当前轨道在各个轨道测试点的振动参数、位移参数、轨道测试点之间的振动传播参数及与历史数据的比较变化差值，当振动参数、位移参数、测试点之间的振动传播参数及与对应历史数据的比较变化情况超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行声光及显示报警，所述的显示及终端包括有固定终端、移动终端、交通控制信号系统终端及交通控制信号显示器，这样就实现了对轨道相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及轨道内部产生裂纹情况的实时在线监测与及时报警。

附图说明

图1是本发明一实施例的轨道在线监测系统构成图。

具体实施方式

下面以附图为例说明本发明的实施例。

图1表示本发明一实施例的轨道在线监测系统构成图，包含了在一个轨道测试点的轨道在线监测系统构成图，其中：

(1)、(2)为位移传感器，采用普通位移传感器即可；(3)、(4)为振动传感器，采用其工作振动频谱能有效适应轨道振动频谱即可；位移传感器及振动传感器设置在轨道侧面，并与轨道相接触；(5)、(6)为激光距离探测器，采用测试精度满足对轨道微小变量的测取的即可，激光距离探测器设置在轨道两侧，其距离及高度以激光射线能够扫描到轨道的外缘为准，并采用多个激光距离探测器组合用于扫描测量轨道外缘距离；(7)、(8)为两套微处理器及通信模块，采用常规单片机及通信模块即可，在同一个轨道测试点上，可采用共用一套或多套微处理器及通信模块，在采用多套微处理器及通信模块时，微处理器及通信模块之间通过通信接口互连；(9)为现行常规双股轨道；(10)为通信传输系统传输通道，可采用有线、无线或互联网通信传输系统提供；(11)为轨道监控中心、显示及控制终端，由计算机系统、通信模块、显示及控制终端构成，所述的显示及终端包括有固定终端、移动终端、交通控制信号系统终端及交通控制信号显示器。

按照附图及上述说明配置各个功能模块及器件，连接相关模块及器件，通过通信传输系统连接各个模块、轨道监控中心、显示及控制终端，为微处理器、轨道监控中心按照本发明所介绍的工作方法编写相应软件程序及设置工作参数，即可完成本发明的实施。

本发明还可以是将通过设置在轨道测试点的各个探测器及传感器获取的各个监测数据与微处理器中所设定的对应值进行比较，当比较差值超过所设定的对应差值时，微处理器产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至轨道监控中心和显示及控制终端进行显示及声光报警；这样，当轨道及周边环境出现极端不利的情况时，在显示及控制终端直接对该极端情况进行报警，能够及时有效防止轨道交通事故，使得本发明的应用更为有效。

本发明还可以是在轨道监控中心对轨道振动监测数据的分析处理中，引入当前通过的列车车体特征、重量及运行速度参数，并在轨道监控中心根据轨道振动监测数据对通过车辆的行走机构的状态进行存储、分析及与对应历史数据比较后通过显示及控制终端进行显示，当与对应历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警，这样可以使得本发明有更多的使用用途，提高安全行车保障。

本发明还可以是在轨道测试点的轨道两侧有速度探测器、超声波探测器、微波探测器、温度传感器、水位传感器、风力及风向传感器、冰雪传感器、烟雾及瓦斯传感器、位移及振动传感器，所述的各个探测器及传感器的监测信号输出端及控制端分别与微处理器的控制输入输出端相连接，微处理器及通信模块、轨道监控中心、显示及控制终端通过通信传输系统相连接，这样就可以为轨道监控中心、显示及控制终端提供通过车辆的速度信息及轨道测试点的轨道、路基、桥隧、边坡等周边环境的监测数据，提高对轨道及周边环境的监测能力，使得本发明有更多的使用用途，提高安全行车保障。

本发明还可以是利用激光距离探测器的高精度距离检测特性检测轨道的振动及位移情况，这样可以使得本发明的实施成本更低，便于实际应用。

本发明还可以是在轨道线路上多个轨道测试点设置轨道在线监测系统，并通过通信传输系统与轨道监控中心、显示及控制终端相连接，这样就可以为轨道监控中心提供多个轨道测试点的监测信息用于分析及显示，提高对轨道线路的监测能力，提高轨道交通的安全行车保障。

本发明介绍的一种由通信传输系统、计算机系统、位移传感器、振动传感器、激光距离探测器、微处理器及通信模块所实现的轨道在线监测方法，能够对轨道相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化、轨道内部产生裂纹及形变进行在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。

Claims (3)

1.一种轨道在线监测方法，其特征在于采用以下工作方法：

(1)通过设置在轨道测试点两侧的多个激光距离探测器扫描轨道外缘测取各个距离监测数据，将获取的当前轨道测试点的距离监测数据及对应地址码通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及与对应历史数据比较，得出并通过显示及控制终端显示当前在对应轨道测试点的轨道的相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值，当相对间距、平面高度及与历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警；

(2)通过设置在多个轨道测试点的轨道上的多个振动传感器及多个位移传感器获取当前各个轨道测试点的轨道振动监测数据及轨道位移监测数据，将各个轨道振动监测数据、轨道位移监测数据及对应地址码通过通信传输系统传送至轨道监控中心进行存储、分析及与对应历史数据比较，得出并通过显示及控制终端显示当前在对应的各个轨道测试点的轨道的振动参数、位移参数、轨道测试点之间的振动传播参数及与历史数据的比较变化差值，当振动参数、位移参数、轨道测试点之间的振动传播参数及与对应历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警。

2.如权利要求1所述的轨道在线监测方法，其特征在于将通过设置在轨道测试点的各个探测器及传感器获取的各个监测数据与微处理器中所设定的对应值进行比较，当比较差值超过所设定的对应值时，微处理器产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至轨道监控中心和显示及控制终端进行显示及声光报警。

3.如权利要求1所述的轨道在线监测方法，其特征在于在轨道监控中心对轨道振动监测数据的分析处理中，引入当前通过的列车车体特征、重量及运行速度参数，并在轨道监控中心根据轨道振动监测数据对通过列车的行走机构的状态进行存储、分析及与对应历史数据比较后通过显示及控制终端进行显示，当与对应历史数据的比较变化差值超出所设定的对应值时，轨道监控中心产生报警信号，并将报警信号通过通信传输系统传送至显示及控制终端进行显示及声光报警。

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