CN109229138B - 一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道检测技术领域，具体涉及一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，包括：嵌设于所述中低速磁浮列车的悬浮控制器中的轨道检测模块，用于获取所述中低速磁浮列车的运行状态信息和悬浮状态信息；设于中低速磁浮列车上的车载机箱；设于所述车载机箱内的第一通讯模块和计算模块，所述轨道检测模块、第一通讯模块和计算模块依次连接，所述第一通讯模块用于将所述轨道检测模块获取的信息传输到所述计算模块中，所述计算模块用于将所述第一通讯模块传输的信息进行分析、处理和存储。本发明公开的轨排振动检测装置利用悬浮控制系统对运行中列车的轨排超差情况及轨排振动情况进行在线式实时检测，并通过所述车载机箱对所获取的信息进行分析、处理和传输。本发明结构简单紧凑、成本低廉、检测精度高。

Description

一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置

技术领域

本发明涉及磁悬浮轨道检测技术领域，具体涉及一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置。

背景技术

轨道是列车运行的基础，轨道的坚固稳定和正确的几何形位对列车安全稳定运行具有十分重要的作用和意义。中低速磁浮列车以非接触的电磁力实现车辆的支撑和导向，其特殊的车轨关系使得磁浮轨道截面形状复杂，且精度要求高，在磁浮轨道安装完和后期的日常维护保养中，需要经常性地对磁浮轨道进行巡视、测量和维护，确保轨道参数达到设计要求。

中国专利CN201510336299.2公开了一种磁浮列车轨道检测车，该检测车在车架上安装有走行机构和导向机构，走行机构可以在轨排上行走，导向机构的导向轮可以与轨排的外侧贴紧，则整个磁浮列车轨道检测车与轨道之间有了一个精确的定位；在车架上安装有龙门架，龙门架上设置有与轨排之间相定位的定位机构，则龙门架与轨排之间也精确定位，从而龙门架上的磁极面和悬浮检测面测量机构可以对轨道的磁极面即悬浮检测面进行检测，受流轨测量机构对轨道的受流轨进行检测，提高了检测轨道的效率。

中国专利CN201210074993.8公开了一种中低速磁悬浮列车接触轨的监控系统及其动态检测设备，该动态检测设备中固定架的的一端与转向架的一侧、固定架的另 一端与转向架的另一侧均沿两个方向的转动轴线转动连接，且固定架与转向架的一侧滑动连接。则转向架的左右模块沿行驶方向产生前后错动时，由于固定架的两端和左右模块分别转动连接，且转动轴线竖直延伸，且固定架与转向架沿固定架的跨度方向滑动连接，则固定架可以通过转动调整位置，以适应左右模块的错动；转向架的左右模块的悬浮高度不一致时，即左右模块在竖直方向错动时，由于固定架两端与左右模块分别转动连接，且转动轴线沿行驶方向延伸，则固定架 相对于转向架可以在竖直平面内转动，以适应左右模块的上下错动； 转向架左右模块之间的距离改变时，即转向架左右模块的横向跨度发生变动时，由于固定架与转向架沿跨度方向滑动连接，则固定架可以相对于转向架滑动，以适应左右模块的左右距离变动；当左右模块沿行驶方向发生相对转动时，由于转向架的一侧相对于固定架沿固定架 跨度方向转动连接，则固定架可以相对于转向架左右模块转动。以上仅是结合转向架特定运行状态进行的分析，在转向架的运行结合上述任意情况时，即不论转向架左右模块如何运动，由于该种结构的检测设备满足了自由度要求，固定架均可以实时地根据左右模块的变动调 整自身的位置，以适应转向架的运行姿态，转向架的运动不会造成固定架扭动变形，因此，该动态检测设备可以较好地适用于中低速磁悬浮列车的特殊的转向架结构，能够跟随转向架的动态工况而作出相应变动，从而在列车运行过程中，真实地反应接触轨的工作状态。

上述现有技术中的中低速磁浮列车轨道检测均需要增加专有的设备才能对轨道进行检测，其测量结构复杂、成本高；甚至还存在一些借助通用工具对轨道进行人工测量的情况，其测量效率极低。

因此，如何在不影响磁浮列车正常运行的情况下提高磁浮轨道的检测效率是本技术领域人员亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于现有技术中存在的不足，本发明提出了一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，用来检测轨排安装误差及高频振动，并对超差及振动轨排进行精确定位，以指导轨排维护和保障行车安全。

为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案，提供一种用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，包括：

嵌设于所述中低速磁浮列车的悬浮控制器中的轨道检测模块，用于获取所述中低速磁浮列车的运行状态信息和悬浮状态信息；

设于所述中低速磁浮列车上的车载机箱；

设于所述车载机箱内的第一通讯模块和计算模块，所述轨道检测模块、第一通讯模块和计算模块依次连接，所述第一通讯模块用于将所述轨道检测模块获取的信息传输到所述计算模块中，所述计算模块用于将所述第一通讯模块传输的信息进行分析、处理和存储。

优选地，所述轨排振动检测装置还包括嵌设于所述中低速磁浮列车悬浮控制器中的第二通讯模块，所述第二通讯模块与所述轨道检测模块连接，用于将接收到的轨道检测模块信息发送给第一通讯模块，所述第二通讯模块和第一通讯模块均为以太网接口。

优选地，所述计算模块上可与外部的显示系统连接。

优选地，所述车载机箱设于所述中低速磁浮列车的电气柜中。

优选地，所述车载机箱还包括用于给所述第一通讯模块和所述计算模块提供电源的电源模块，所述电源模块与所述电气柜中的电源连接。

优选地，所述车载机箱还包括用于将所述计算模块的处理结果传输给外部轨道检修方的无线通讯模块。

优选地，所述无线通讯模块的传输方式采用公用4G网络或专用网络。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明用于获取列车的运行状态信息和悬浮状态信息的所述轨道检测模块嵌设于悬浮控制器中，可以在保证不影响悬浮系统正常工作的前提下，通过所述悬浮控制器对运行中列车的轨排超差情况及轨排振动情况进行在线式实时检测，检测结构简单紧凑、成本低廉、结果稳定可靠；

2、本发明通过所述第一通讯模块和所述计算模块对所述轨道检测模块获取的信息进行分析、处理和存储，生成报告后通过所述无线通讯模块传输给外部检修方，为外部检修方的日常维护和定期检修提供依据，其数据处理传输效率极高；

3、本发明的所述显示系统实现了可视化显示操作，可以直观的显示所获取或调试的相关数据，使得日常维护和定期检修的调试过程更加便捷。

附图说明

图1是本发明结构示意图，

图2是本发明轨道检测信息流程图，

图中：1.轨道检测模块；2.车载机箱；21.第一通讯模块；22.计算模块；23.无线通讯模块；24.电源模块；3.无线接收模块；4.轨排；5.悬浮控制系统；51.悬浮传感器；52.悬浮控制器；53.第二通讯模块；6.电气柜。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1、图2所示，用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，包括：

嵌设于所述中低速磁浮列车的悬浮控制器52中的轨道检测模块1，用于获取所述中低速磁浮列车的运行状态信息和悬浮状态信息；

设于所述中低速磁浮列车上的车载机箱2；

设于所述车载机箱2内的第一通讯模块21和计算模块22，所述轨道检测模块1、第一通讯模块21和计算模块22依次连接，所述第一通讯模块21用于将所述轨道检测模块1获取的信息传输到所述计算模块22中，所述计算模块22用于将所述第一通讯模块21传输的信息进行分析、处理和存储。

本具体实施例中，所述中低速磁浮列车的运行状态信息包括磁浮列车的运行位置和速度信息，悬浮状态信息包括磁浮列车的悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号，通过将所述轨道检测模块1嵌设于所述悬浮控制器52中，在不影响当前所述悬浮控制器52的悬浮控制算法性能的前提下，所述轨道检测模块1能够从所述悬浮控制器52中获得磁浮列车的悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号以及磁浮列车当前运行位置和速度信息并进行整合，然后通过所述第二通讯模块53与所述第一通讯模块21进行数据交互，将整合后的信息传递给所述计算模块22，所述计算模块22对接收到的信息进行分析处理，其分析处理过程包括以下步骤：

第一步，所述计算模块22将所接收的磁浮列车的悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号数据同系统设定的对应关系数据库内的数据进行对比，得到当前所述轨排4垂向错台超差情况，所述轨排4垂向错台超差包括轨排4垂向错台超差小于1mm、轨排4垂向错台超差在1mm到2mm之间和轨排4垂向错台超差大于2mm三种情况；

第二步，所述计算模块22分析所接收的磁浮列车悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号，得到所述轨排4的振动频率信息和振动加速度幅值信息，根据振动频率和振动加速度幅值大小，得到当前所述轨排4的振动情况，所述轨排4的振动情况包括轨排4未产生振动、轨排4产生轻微振动和轨排4产生剧烈振动三种情况，；

第三步，所述计算模块22根据所接收的车辆运行位置和速度信息得到当前所述轨排4的位置信息，该位置信息用于定位轨排4的具体位置，例如轨排编号等信息；

第四步，所述计算模块22将当前位置的所述轨排4垂向错台超差情况和振动情况的分析结果进行记录、存储并生成报告。

本实施例中，根据报告上的当前所述轨排4的位置信息来确认需要维护和检修的所述轨排4具体位置，以及根据报告上的当前所述轨排4垂向错台超差情况和振动情况来判断是否需要维护或检修，当所述轨排4的垂向错台超差小于1mm时，不用对该轨排4进行维修；当所述轨排4垂向错台超差在1mm和2mm之间时，则对该轨排4进行维修预警，即不用立即对该轨排4进行维修，但需要密切注意该轨排4的变化，可在对所述轨排4进行定期维护时维修；当所述轨排4垂向错台超差超过2mm以上时，此时需要及时对该轨排4进行维修。当所述轨排4未产生振动时，不用对该轨排4进行维修；当所述轨排4产生轻微振动时，则对该轨排4进行维修预警，即不用立即对该轨排4进行维修，但需要密切注意该轨排4的变化，可在对所述轨排4进行定期维护时维修；当所述轨排4产生剧烈振动时，此时需要及时对该轨排4进行维修。

本发明在保证不影响所述悬浮控制系统5正常工作的前提下，利用所述悬浮控制器52就能实现在线式实时获取所述中低速磁浮列车的运行状态信息和悬浮状态信息，具有结构简单紧凑、成本低廉、检测结果稳定可靠的特点。

如图1所示，所述轨排振动检测装置还包括嵌设于所述中低速磁浮列车悬浮控制器52中的第二通讯模块53，所述第二通讯模块53与所述轨道检测模块1连接，用于将接收到的轨道检测模块1信息发送给第一通讯模块21，所述第二通讯模块53和第一通讯模块21均为以太网接口。本具体实施例中，所述第一通讯模块21与所述第二通讯模块53均为以太网接口，通过所述所述第二通讯模块53和第一通讯模块21能够将所述中低速磁浮列车悬浮控制器52与所述车载机箱2内的所述计算模块22连接，并进行数据交互，保证了所述轨道检测模块1所获取的信息准确无误传输至所述计算模块22。在其他实施例中，所述通讯接口可以是除以太网接口以外的其他类型的通信接口，只要保证所述第一通讯模块21能够与所述第二通讯模块53进行通信即可，如RS232、GPIB和USB等通信接口。

如图1所示，所述计算模块22可与外部的显示系统连接。本具体实施例中，所述外部的显示系统主要用于所述计算模块22在调试过程中相关数据的可视化显示，可以直观的显示所获取或所调试的相关数据，使得日常维护和定期检修更加便捷。

如图1所示，所述车载机箱2设于所述中低速磁浮列车的电气柜6中。本具体实施例中，所述车载机箱2设于所述中低速磁浮列车的电气柜6中，并从所述电气柜6中获得所需要的电源，该结构不仅不影响所述中低速磁浮列车的正常运行，而且使得整个轨排4的振动检测装置具有结构紧凑、占用面积小和便于携带的特点。

如图1所示，所述车载机箱2还包括用于给所述第一通讯模块21和所述计算模块22提供电源的电源模块24，所述电源模块24与所述电气柜6中的电源连接。本具体实施例中，通过所述电源模块24可以将所述电气柜6中的DC110V电源转换为所述第一通讯模块21和所述计算模块22需要的电源，保证了所述车载机箱2内的所述第一通讯模块21和所述计算模块22正常运行。

如图1、图2所示，所述车载机箱2还包括用于将所述计算模块22的处理结果传输给外部轨道检修方的无线通讯模块23。本具体实施例中，所述无线通讯模块23可以将所述计算模块22生成的诊断报告传输给外部轨道检修方，外部轨道检修方通过无线接收模块3将接收到的诊断报告在终端显示设备上显示出来，所述无线通讯模块23保证了所述计算模块22生成的诊断报告能够及时、高效、便捷的传输至所述无线接收模块3，以用于轨道检修方的日常维护和定期检修。

如图1所示，所述无线通讯模块23的传输方式采用公用4G网络或专用网络。本具体实施例中，所述公用4G网络或专用网络的传输方式，保证了所述计算模块22的诊断报告及时高效、准确无误的传输给轨道检修方。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴。

Claims (6)

1.用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，包括：

嵌设于所述中低速磁浮列车悬浮控制器（52）中的轨道检测模块（1），用于获取所述中低速磁浮列车的运行状态信息和悬浮状态信息；

设于所述中低速磁浮列车上的车载机箱（2）；

设于所述车载机箱（2）内的第一通讯模块（21）和计算模块（22），所述轨道检测模块（1）、第一通讯模块（21）和计算模块（22）依次连接，所述第一通讯模块（21）用于将所述轨道检测模块（1）获取的信息传输到所述计算模块（22）中，所述计算模块（22）用于将所述第一通讯模块（21）传输的信息进行分析、处理和存储；所述计算模块（22）可与外部的显示系统连接；

所述计算模块（22）分析处理过程包括：

第一步，计算模块（22）将所接收的磁浮列车的悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号数据同系统设定的对应关系数据库内的数据进行对比，得到当前轨排（4）垂向错台超差情况；

第二步，计算模块（22）分析所接收的磁浮列车悬浮间隙信号和悬浮电磁铁加速度信号，得到轨排（4）的振动频率信息和振动加速度幅值信息，根据振动频率和振动加速度幅值大小，得到当前轨排（4）的振动情况；

第三步，计算模块（22）根据所接收的车辆运行位置和速度信息得到当前所述轨排（4）的位置信息，该位置信息用于定位轨排（4）的具体位置。

2.根据权利要求1所述的用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，所述轨排振动检测装置还包括嵌设于所述中低速磁浮列车悬浮控制器（52）中的第二通讯模块（53），所述第二通讯模块（53）与所述轨道检测模块（1）连接，用于将接收到的轨道检测模块（1）信息发送给第一通讯模块（21），所述第二通讯模块（53）和第一通讯模块（21）均为以太网接口。

3.根据权利要求1所述的用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，所述车载机箱（2）设于所述中低速磁浮列车的电气柜（6）中。

4.根据权利要求3所述的用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，所述车载机箱（2）还包括用于给所述第一通讯模块（21）和所述计算模块（22）提供电源的电源模块（24），所述电源模块（24）与所述电气柜（6）中的电源连接。

5.根据权利要求4所述的用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，所述车载机箱（2）还包括用于将所述计算模块（22）的处理结果传输给外部轨道检修方的无线通讯模块（23）。

6.根据权利要求5所述的用于中低速磁浮列车的轨排振动检测装置，其特征在于，所述无线通讯模块（24）的传输方式采用公用4G网络或专用网络。

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