CN104118449A - 一种断轨监测系统 - Google Patents

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郭平
王智博
栾长文
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Abstract

本发明公开了一种断轨监测系统，包括监测主机、至少一个轨道分机以及设置在轨道表面的镀层，所述镀层包括传感层，所述轨道分机与所述传感层连接形成检测回路，并且所述轨道分机与所述监测主机连接，所述轨道分机在确定所述检测回路断开时，向所述监测主机发送断轨报警信息。该系统通过在轨道表面设置镀层，并对轨道表面的镀层与轨道分机之间所形成的检测回路进行监测，能够实现对轨道的断轨情况进行实时、准确的监测。

Description

一种断轨监测系统
技术领域
本发明涉及轨道监测技术领域，特别涉及一种断轨监测系统。
背景技术
钢轨作为轨道交通必备的部件，在环境变化、钢轨疲劳、本身缺陷及列车机械冲击等因素的影响下，偶尔会发生断裂。尖轨作为铁路钢轨的可动部分，起着承载铁路列车和引导列车行进线路的重要作用，从运动学和力学的角度分析，尖轨所受的冲击要大于普通钢轨，而其机械强度又弱于普通钢轨，因而其发生断轨的几率要大。
目前被广泛使用的列车运行控制的主要设备是轨道电路，而轨道电路的一项重要附属功能就是实时断轨检测。根据轨道电路的工作原理，断轨的发生被轨道电路显示为区间内火车的占用，即轨道断裂和区间内列车占用的显示结果相同，所以在安装轨道电路的区段, 轨道电路能够完成了实时检测断轨的任务。但是对于轨道电路来说，尖轨部位是盲区，无法通过上述方法进行监测。而对于人工巡检的方式，不具备实时性，特别是手推探伤小车作业和巡道工作业，由于存在人为因素，因此监测的可靠性存在问题，并且由于尖轨的形状不规则也为人工巡检带来了技术难度。
综上所述，现有的断轨监测技术都不太适合用于尖轨的断轨监测场合。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够适用于尖轨的断轨监测场合的系统。
为了达到上述目的，本发明提供了一种断轨监测系统，包括监测主机、至少一个轨道分机以及设置在轨道表面的镀层，所述镀层包括传感层，所述轨道分机与所述传感层连接形成检测回路，并且所述轨道分机与所述监测主机连接，所述轨道分机在确定所述检测回路断开时，向所述监测主机发送断轨报警信息。
进一步地，所述镀层还包括绝缘层和保护层，所述绝缘层为内层并紧贴在所述轨道表面，所述传感层为中间层并设置在所述绝缘层上，所述保护层为外层并设置在所述传感层之上。
进一步地，所述绝缘层为高分子绝缘材料层，所述传感层为纳米导电材料层，所述保护层为高分子保护材料层，所述绝缘层、传感层和保护层均通过喷涂的方式依次设置在轨道表面。
进一步地，所述传感层包括至少一条检测导线，所述检测导线的两端均通过信号连接器与所述轨道分机连接，形成检测回路。
进一步地，所述检测导线设置有三条，分别设置在所述轨道的轨头、轨腰和轨枕表面。
进一步地，所述轨道分机通过夹具固定在所述轨道的轨枕上。
进一步地，所述轨道分机通过电力线载波方式向所述监测主机发送断轨报警信息。
进一步地，该系统还包括与所述监测主机连接的监控平台，所述监测主机用于将所述轨道分机发送的断轨报警信息进行显示，并上传至所述监控平台，由监控平台进行处理。
进一步地，所述监控平台用于将所述监测主机上传的断轨报警信息发送至预设的移动通信设备。
本发明有益效果如下：
1) 通过在尖轨表面设置镀层，并对尖轨表面的镀层与轨道分机之间所形成的检测回路进行监测，能够实现对尖轨的断轨情况进行实时、准确的监测。
2) 轨道的通断状况可以和镀层的达到完美的一致性，若轨道断裂，则会引起镀层中传感层的检测导线断开，从而达到实时监测的目的。
3) 达到能判断轨道裂纹的目的，通过设置多条检测导线，并分别布置在轨头、轨腰和轨枕等各个位置，能够轨道进行全方位的监测。在轨道产生细微裂纹时，就能够检测到该裂纹，因此监测的准确性高，而一般的电气解决方案只能在钢轨发生全断时才能检测到。 
4) 成本可控，可以满足高铁和普速铁路大面积推广，设备使用寿命长。
5) 所有设备的安装不需要在道岔部位打孔、焊接，不影响既有设备的使用。
6) 适用范围广，可以涵盖高铁和普速铁路，适用不同的温度、湿度、气压等气候状况，雨雪情况也不受影响。山地，丘陵、桥梁、隧道等地带的道岔部位均可使用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种断轨监测系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中镀层的结构示意图；
图3为本发明实施例中直线形布置的检测导线的示意图；
图4为本发明实施例中U形布置的检测导线的示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种断轨监测系统的结构示意图。
图中各标记表示为：1、监测主机，2、轨道分机，3、镀层，31、传感层，32、绝缘层，33、保护层，4、移动通信设备，5、轨道表面，6、检测导线，7、信号连接器，8、监控平台。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
本发明实施例提供了一种断轨监测系统，该系统可以对轨道进行实时、准确的断轨监测，尤其适用于对尖轨进行断轨监测。
本实施例中，以对尖轨进行断轨监测的场合为例进行详细说明，该断轨监测系统的结构如图1所示，包括监测主机1、多个轨道分机2以及设置在轨道表面的镀层3。其中，监测主机1一般在每个车站内设置一台，管理整个车站上下行的所有道岔，轨道分机2的轨道分机2的数量可以根据实际需求设定，在对尖轨进行断轨监测时，可以在每个道岔处布置一台，并通过夹具固定在轨道的轨枕上，负责现场数据的采集。镀层3中包含传感层，轨道分机2与传感层连接形成检测回路，并与监测主机1连接，轨道分机2在确定检测回路断开时，向监测主机1发送断轨报警信息。
为了达到较好的监测效果，镀层3的具体结构如图2所示，还包括前述的传感层31，以及绝缘层32和保护层33，绝缘层32设置在轨道表面5与传感层31之间，将轨道表面5与传感层31隔离，保护层33设置在传感层31之上，避免外部环境对传感层导电性能的影响。
其中，绝缘层32为高分子绝缘材料层，传感层31为纳米导电材料层，保护层33为高分子保护材料层，绝缘层32、传感层31和保护层33均通过喷涂的方式设置在轨道表面。在喷涂绝缘层前，首先对轨道表面进行清洁、打磨、抛光、清洗、表面处理等工序，以保证镀层的喷涂质量。整个镀层加工好后呈现的特点是：能够使轨道的通断状况和镀层的达到完美的一致性，若轨道断裂，则会引起镀层中传感层的检测导线断开，从而达到实时监测的目的，而且不易受温度、湿度、油污、光照、电磁等影响。
本发明实施例中传感层31包括至少一条检测导线6，检测导线的两端均通过信号连接器7与轨道分机2连接，形成检测回路。在形成检测回路后，轨道分机2能够向检测导线6的一端输入电信号，并且在其另一端收到该电信号。当轨道发生断裂时，会使轨道表面的检测导线6也会发生断裂，从而使得检测回路断开，此时轨道分机2在另一端就无法接收到对应的电信号，由此确定轨道发生断裂，产生断轨报警信息。
根据检测需要的不同，可以设置数量不同的检测导线，例如通过设置至少三条检测导线，并分别布置在轨头、轨腰和轨枕等各个位置，能够轨道进行全方位的监测，在轨道产生细微裂纹时，就能够检测到该裂纹，因此监测的准确性高。在实际应用中，检测导线6一般沿轨道6的长度方向设置，其具体形状可以采用直线形或者U形等方式，分别如图3、图4所示。
监测主机1与轨道分机2之间通过电力线载波方式进行通信，在轨道分机2通过电力线载波方式向监测主机1发送断轨报警信息后，监测主机1能够显示收到的所有断轨报警信息，以便工作人员进行监控管理。
进一步地，该系统还包括与监测主机连接的监控平台8，如图5所示。监测主机1在收到的断轨报警信息后，会上传至监控平台，由监控平台进行处理。一个监控平台可以管理多个监控主机，对监控主机上传的信息进行存档、分析、归纳、总结，便于工务段对辖区内的尖轨运行状态做实时的监测和了解。同时，监控平台8能够将断轨报警信息发送至预设的移动通信设备4，例如在监控平台的服务器内预先保存轨道的负责人的手机号，当收到的针对该轨道的断轨报警信息后，能够自动调取该负责人的手机号，并向其发送该信息，以使相关的责任人能够及时获知该信息。
以上具体实施方式和试验方法是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种断轨监测系统，其特征在于，包括监测主机、至少一个轨道分机以及设置在轨道表面的镀层，所述镀层包括传感层，所述轨道分机与所述传感层连接形成检测回路，并且所述轨道分机与所述监测主机连接，所述轨道分机在确定所述检测回路断开时，向所述监测主机发送断轨报警信息。
2.根据权利要求1所述的断轨监测系统，其特征在于，所述镀层还包括绝缘层和保护层，所述绝缘层为内层并紧贴在所述轨道表面，所述传感层为中间层并设置在所述绝缘层上，所述保护层为外层并设置在所述传感层之上。
3.根据权利要求2所述的断轨监测系统，其特征在于，所述绝缘层为高分子绝缘材料层，所述传感层为纳米导电材料层，所述保护层为高分子保护材料层，所述绝缘层、传感层和保护层均通过喷涂的方式依次设置在轨道表面。
4.根据权利要求1所述的断轨监测系统，其特征在于，所述传感层包括至少一条检测导线，所述检测导线的两端均通过信号连接器与所述轨道分机连接，形成检测回路。
5.根据权利要求4所述的断轨监测系统，其特征在于，所述检测导线设置有三条，分别设置在所述轨道的轨头、轨腰和轨枕表面。
6.根据权利要求1所述的断轨监测系统，其特征在于，所述轨道分机通过夹具固定在所述轨道的轨枕上。
7.根据权利要求1所述的断轨监测系统，其特征在于，所述轨道分机通过电力线载波方式向所述监测主机发送断轨报警信息。
8.根据权利要求1所述的断轨监测系统，其特征在于，该系统还包括与所述监测主机连接的监控平台，所述监测主机用于将所述轨道分机发送的断轨报警信息进行显示，并上传至所述监控平台，由监控平台进行处理。
9.根据权利要求8所述的断轨监测系统，其特征在于，所述监控平台用于将所述监测主机上传的断轨报警信息发送至预设的移动通信设备。
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