CN107268355A - 无缝线路施工锁定轨温监测系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无缝线路施工锁定轨温监测系统和方法。其中，该系统包括：测量模块，用于测量轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；采集模块，与测量模块建立通信关系，用于采集轨道参数；无线通信模块，与采集模块连接，用于将轨道参数转发至手持终端；手持终端，与采集模块无线连接，用于接收轨道参数，并根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。电源模块，用于向测量模块、采集模块、手持终端以及无线通信模块进行供电。本发明解决了采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低、准确性不高以及无法实现测量历史数据追溯的技术问题。

Description

无缝线路施工锁定轨温监测系统和方法

技术领域

本发明涉及铁路领域，具体而言，涉及一种无缝线路施工锁定轨温监测系统和方法。

背景技术

无缝线路由于消灭了大量钢轨接头，因而具有行车平衡，机车车辆及轨道维修费用低，使用寿命长等优点，是铁路轨道现代化的主要内容之一。经济效益显著，据有关部门方面统计，与普通线路相比，无缝线路至少能节省15％的经常维修费用，延长25％的钢轨使用寿命。此外，无缝线路还具有减少行车阻力、降低行车振动及噪声等优点。

无缝线路的锁定可以采用拉伸器滚筒法或自然滚筒法，在对钢轨进行锁定时，工作人员往往要监控到钢轨的各项参数，比如位移、温度等等，但是，在现有的方案中，往往需要在钢轨设置多个观测点，每个观测点配置一名观察员，由观察员手动观察并记录相关的钢轨参数。

需要说明的是，现有测量钢轨参数的监控处理全程由人工操作，测量方法繁琐，测量误差大，数据准确性低，而且，在后续的工作中也难以对钢轨原始参数进行查询。

针对上述采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种无缝线路施工锁定轨温监测系统和方法，以至少解决采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低、准确性不高以及无法实现测量历史数据追溯的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种无缝线路施工锁定轨温监测系统，包括：测量模块，用于测量轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；采集模块，与测量模块建立通信关系，用于采集轨道参数；手持终端，与采集模块无线连接，用于接收轨道参数，并根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种无缝线路施工锁定轨温监测方法，包括：手持终端接收轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；手持终端根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。解决了采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低、准确性不高以及无法实现测量历史数据追溯的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种无缝线路施工锁定轨温监测系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的无缝线路施工锁定轨温监测系统的示意图；以及

图3是根据本发明实施例的一种无缝线路施工锁定轨温监测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

根据本发明实施例，提供了一种无缝线路施工锁定轨温监测系统的实施例，如图1所示，该系统可以包括：

测量模块10，用于测量轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址。

具体地，在本方案中，上述测量模块可以为高精度的测量设备，用于测量轨道在锁定时候的各个轨道参数，比如，轨道的纵向位移、轨道在锁定时的温度以及轨道的地址，上述轨道地址可以为轨道所在路段的编号。需要说明的是，结合图1，测量模块在进行测量的时候，要连接于轨道12。还需要说明的是，上述高精度测量模块可以通过机械装置安装在铁轨上，进行自动化实时测量铁轨的单元轨在应力放散时的位移、轨道温度的模拟数据。

可选地，上述测量模块可以包括：位移传感器，用于测量轨道的位移；温度传感器，用于测量轨道的温度；UWB模块，用于获取所处单元轨的地址(编号数据)。

采集模块14，与测量模块建立通信关系，用于采集轨道参数。

具体地，在本方案中，可以在系统中设置采集模块，当测量模块测量轨道的各个参数的模拟数据时，与测量模块连接的采集模块可以实时采集测量模块测量到的轨道参数，需要说明的是，上述采集模块与上述测量模块通过模拟量数据线连接。

手持终端16，与采集模块无线连接，用于接收轨道参数，并根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。

具体地，在本方案中，手持终端可以为工作人员使用的任意终端设备(工业级手持机)，手持终端可以与采集模块建立通信关系，采集模块可以将轨道的各项参数传输至手持终端，手持终端可以根据预设的算法对上述轨道参数进行分析处理，需要说明的是，手持终端可以根据上述各项轨道数据判定轨道锁定结果，即锁定成功或者锁定失败。

本方案通过在系统中设置：测量模块，连接于轨道，用于测量轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；采集模块，与测量模块建立通信关系，用于采集轨道参数；手持终端，与采集模块无线连接，用于接收轨道参数，并根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。容易注意到，在本申请提供的系统中，采用高精度测量设备来测量轨道的各项参数，然后将上述各项参数发送至工作人员的手持终端，容易注意到，工作人员无需任何操作即可以查看到轨道的参数以及锁定结果，因此，本实施例解决了采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低、准确性不高以及无法实现测量历史数据追溯的技术问题。

可选地，该系统还可以包括：

无线通信模块18，与采集模块连接，用于将轨道参数转发至手持终端。

具体地，在本方案中，采集模块可以将轨道的各项参数发送至无线通信模块，无线通信模块可以将上述各项参并通过无线网络发送数据至手持终端。

可选地，本系统还可以包括电源模块，用于向上述系统中各个模块进行供电。

可选地，无线通信模块18可以包括：

ZigBee-WiFi终端，用于接收采集模块发送的轨道参数。

ZigBee-WiFi主站，与ZigBee-WiFi终端建立通信关系，用于通过ZigBee网络将轨道参数发送至手持终端。

具体地，在本方案中，无线传输模块中的ZigBee终端通过ZigBee网络与ZigBee-WiFi主站连接，手持机终端通过WiFi与无线传输模块的ZigBee-WiFi主站进行连接。采集模块接收测量设备的测量数据，通过串口把数据发送至无线传输模块；无线传输模块的ZigBee终端通过串口接收采集模块的数据，并利用ZigBee网络发送至无线传输ZigBee-WiFi主站，实现测量数据的无线传输。

可选地，在轨道位移以及轨道温度符合预定数值范围的情况下，手持终端确定轨道锁定成功；在轨道位移以及轨道温度不符合预定数值范围的情况下，手持终端确定轨道锁定失败。

具体地，在本方案中，手持终端通过WiFi网络与ZigBee-WiFi主站进行无线连接，并接收ZigBee-WiFi主站无线发送的测量数据，手持终端对轨道参数进行界面显示，并根据预设算法对单元轨锁定的结果进行自动化判定，针对不符合施工规范的测量数据，手持终端确定轨道锁定失败，并进行界面高亮显示，以便引导施工进行改进，针对符合施工规范的测量数据，手持终端则确定轨道锁定成功，直到所有测量模块的测量数据符合规范为止。

可选地，手持终端可以包括：存储设备，用于存储轨道参数。

具体地，在本方案中，手持终端中可以包括存储设备(例如SD卡)，用于存储符合规范的轨道参数数据，以便于工作人员后续对轨道参数数据进行统计和分析管理。

可选地，手持终端还用于根据轨道参数生成报警信息，其中，报警信息至少包括：文字信息或者声光信息。

具体地，当轨道参数不符合施工规范时，手持终端可以生成报警信息以提示工作人员，报警信息可以文字信息、声音信息或者光信号。

可选地，上述测量模块至少可以包括：

磁致伸缩传感器，用于检测轨道的位移。

温度传感器，用于检测轨道的温度。

UWB测距模块，用于检测轨道的地址(路段编号)。

具体地，本发明上述磁致伸缩位移传感器的量程优选为0mm——500mm，精度±1mm；上述温度传感器(工业级通用温度传感器)的测量范围为-50℃—+100℃，精度±0.5℃。

可选地，本系统还可以包括：电源模块，用于向系统中的各个模块供电，电源模块可以采用工业级12V蓄电池。

下面结合图2，介绍本实施例的一种优选的实施例，本实施例可以提供一种无缝线路施工锁定轨温监测系统，如图2所示，该处理系统可以包括：位移传感器1、数据采集发送器2、温度传感器3、手机/平板4(供数据采集员5使用)、Zigbee-Wifi设备6、电源模块(图中未示出)、始端A、终端B。

具体地，包括位移传感器和温度传感器为测量模块，测量模块中的位移传感器用于测量单元轨的应力放散时的位移量，温度传感器用于测量单元轨应力放散时的轨温；数据采集发送器(采集模块)主要是实时采集测量模块的测量数据，并传输至无线传输模块(Zigbee-Wifi设备)；无线传输模块接收采集模块的测量数据，并通过无线网络发送数据至手持机终端。手持机终端系统(手机/平板)通过接收所有采集模块的轨温数据和位移数据进行实时显示，并自动判定每一个测量模块的测量数据是否符合施工标准，对于有不符合施工规范的数据，进行高亮报警显示，以便引导施工进行改进，直到所有测量模块的测量数据符合规范为止；最后，手持机终端系统对符合规范的测量数据进行存储、分析、统计，利用采集数据数字化管理，实现施工锁定过程的历史回溯。

综上，本发明提出了一种基于位移传感器、无线传输技术和信息化技术的实时自动化数据采集分析系统，在传统的无缝线路锁定施工方法的基础上，使用信息化的技术手段，实现自动化测量，提高测量精度，减少人工操作和施工误差，达到提高施工锁定质量和线路锁定历史追溯的目标。本发明通过高精度测量设备，解决人工测量位移的问题，同时提高测量精度，通过ZigBee无线传输，降低人工参与，提高施工效率，电源模块为所有硬件设备进行供电管理，通过手持机终端系统，自动判定单元轨锁定情况引导施工，解决手动计算和人为判定锁定结果，通过存储实时采集数据，实现施工锁定过程的历史回溯以及测量质量追踪机制，可以提高锁定质量管理。

需要说明的是，本申请提供的方案在如下场景下经过测试，具有可行性：

隧道内：在1.5km的隧道进行测试，所有设备均能正常通讯，每秒数据收发正常，撞轨时，传感器横向位移在合理范围内，纵向位移变化正常，终端及始端温度正常。

转弯轨道：在转弯半径为8km左右的轨道上进行测试，所有设备均能正常通讯，每秒数据收发正常，撞轨时，传感器横向位移在合理范围内，纵向位移变化正常，终端及始端温度正常。

空旷平直轨道：在空旷无遮挡长度的8km左右的轨道上进行测试，所有设备均能正常通讯，每秒数据收发正常，撞轨时，传感器横向位移在合理范围内，纵向位移变化正常，终端及始端温度正常。

实施例二

根据本发明实施例，还提供了一种无缝线路施工锁定轨温监测方法的实施例，如图3所示，该方法可以包括步骤如下：

步骤S32，手持终端接收轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址。

步骤S34，手持终端根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。

可选地，轨道上连接有测量模块，其中，测量模块用于测量轨道参数，其中，在步骤S32中，手持终端接收轨道在锁定时的轨道参数的步骤包括：

步骤S321，手持终端接收采集模块通过无线网络模块发送的轨道参数，其中，采集模块采集测量模块发送的轨道参数。

可选地，在轨道位移以及轨道温度符合预定数值范围的情况下，手持终端确定轨道锁定成功；在轨道位移以及轨道温度不符合预定数值范围的情况下，手持终端确定轨道锁定失败。

本实施例提供的方法通过手持终端接收轨道在锁定时的轨道参数，其中，轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址。手持终端根据轨道参数生成处理结果，其中，处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。解决了采用人工对轨道参数进行监控并处理，导致轨道参数处理的效率低、准确性不高以及无法实现测量历史数据追溯的技术问题。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种无缝线路施工锁定轨温监测系统，其特征在于，包括：

测量模块，用于测量轨道在锁定时的轨道参数，其中，所述轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；

采集模块，与所述测量模块建立通信关系，用于采集所述轨道参数；

手持终端，与所述采集模块无线连接，用于接收所述轨道参数，并根据所述轨道参数生成处理结果，其中，所述处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

无线通信模块，与所述采集模块连接，用于将所述轨道参数转发至所述手持终端。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

电源模块，用于向所述测量模块、所述采集模块、所述手持终端以及所述无线通信模块进行供电。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述无线通信模块包括：

ZigBee-WiFi终端，用于接收所述采集模块发送的所述轨道参数；

ZigBee-WiFi主站，与所述ZigBee-WiFi终端建立通信关系，用于通过ZigBee网络将所述轨道参数发送至所述手持终端。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

在所述轨道位移以及所述轨道温度符合预定数值范围的情况下，所述手持终端确定所述轨道锁定成功；

在所述轨道位移以及所述轨道温度不符合预定数值范围的情况下，所述手持终端确定所述轨道锁定失败。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手持终端包括：

存储设备，用于存储所述轨道参数。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述手持终端还用于根据所述轨道参数生成报警信息，其中，所述报警信息至少包括：文字信息或者声音信息。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测量模块至少包括：

磁致伸缩传感器，用于检测所述轨道的位移；

温度传感器，用于检测所述轨道的温度；

UWB测距模块，用于检测所述轨道的地址。

9.一种无缝线路施工锁定轨温监测方法，其特征在于，包括：

手持终端接收轨道在锁定时的轨道参数，其中，所述轨道参数至少包括：轨道位移、轨道温度以及轨道地址；

所述手持终端根据所述轨道参数生成处理结果，其中，所述处理结果为轨道锁定成功或轨道锁定失败。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述轨道上连接有测量模块，其中，所述测量模块用于测量所述轨道参数，其中，手持终端接收所述轨道在锁定时的轨道参数的步骤包括：

所述手持终端接收采集模块通过无线网络模块发送的所述轨道参数，其中，所述采集模块采集所述测量模块发送的所述轨道参数。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

在所述轨道位移以及所述轨道温度符合预定数值范围的情况下，所述手持终端确定所述轨道锁定成功；

在所述轨道位移以及所述轨道温度不符合预定数值范围的情况下，所述手持终端确定所述轨道锁定失败。