CN110307869A - 轨道交通监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通监测系统，包括监测模块、滑道和供电装置，监测模块固定到滑动底座上，滑动底座在滑道上由供电装置提供动力移动；每个监测模块具备一种或多种功能，各监测模块相互独立，通过组合形成监测组列；滑道在双线隧道内安装于隧道两侧；滑道在单线隧道内安装于隧道一侧；滑道在路基和桥梁区段安装在接触网基础上或支柱上。本监测系统适用于各种轨道交通多专业的监测领域，包括高速铁路、普速铁路、城市轨道交通、新型轨道交通等，可对接触网、路基、隧道、桥梁、轨道、轨旁设备等进行监测，监测数据统一存储，具备标准化数据格式，便于后期数据分析挖掘。

Description

轨道交通监测系统

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种轨道交通监测系统。

背景技术

随着电气化铁路，尤其是高速铁路的迅猛发展，促进了铁路运输格局的转变，铁路运输车辆等主要装备发生了质的飞越，对电气化铁路运营品质提出了更高要求。以轨道交通领域中接触网专业为例，接触网系统是电气化铁路系统重要的组成部分，承担将牵引网中的电能输送给电力机车的关键工作。受电弓和接触网装置之间存在复杂的力学、电气交互影响，列车长期运行产生的振动和冲击不可避免地使接触网支持装置出现故障，例如腕臂连接件的紧固件出现松脱或更严重的脱落状态，严重影响列车的安全运行。接触网在户外环境中风吹日晒，易于破损，异物悬挂现象时有发生；高海拔地区和长达隧道内接触网运营维护不便，日常巡检工作量大，需要智能化、信息化的运营管理，提高接触网系统安全水平。

目前以接触网检测监测系统（6C系统）为主的检测监测手段正在逐步完善，包括：

1、高速弓网综合检测装置C1

安装在高速综合检测列车上的固定检测设备，主要用于检测弓网受流量

2、接触网安全巡检装置C2。

安装在运营的动车组、电力机车或其他轨道车司机室内，主要用于巡视接触网整体运行状态。

3、车载接触网运行状态检测装置C3

安装于接触网检测车、作业车或其他专用轨道车辆上，主要用于接触网动态非接触检测。

4、接触网悬挂状态检测监测装置C4

安装于接触网检测车、作业车或其他专用轨道车辆上，主要用于接触网零部件高分辨率成像。

5、受电弓滑板状态监测装置C5

安装在电气化铁路的局界、车站、咽喉区、电力牵引列车出入库区域等处,主要用于监测受电弓滑板的技术状态。

6、接触网及供电设备地面监测装置C6

安装在接触网特定位置及变电所等处，主要用于监测接触网及变电所主要状态参数。

其中，C5和C6为固定位置监测装置，C1、C2、C3和C4均需要依靠运行列车、接触网检测车、作业车等专用轨道车辆，整个监测系统灵活程度较低，不能实现随时监测和随地重点监测，且设备投入成本较高，监测系统为本地数据存储和处理，不具备数据实时上传功能。轨道交通其它专业同样存在这样的问题，各监测系统均为独立系统，监测对象和内容相互独立没有实现数据统一管理，不便于监测数据统一整合分析。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道交通监测系统，可方便灵活的对轨道交通系统中各部分工作状态进行实时监测和固定地点重点监测，包括：接触网、路基、隧道、桥梁、轨道、轨旁设备等，并提供实时的图像、视频、音频等监测数据，监测数据具有标准化、统一化、全面化的特点，具备统一管理和深入挖掘的条件。

本发明所采用的技术方案为：

轨道交通监测系统，其特征在于：

所述监测系统包括监测模块、滑动底座、滑道和供电装置；

所述监测模块固定到所述滑动底座上，所述滑动底座在所述滑道上移动；

所述供电装置向所述滑动底座提供动力；

滑道在双线隧道内安装于隧道两侧；滑道在单线隧道内安装于隧道一侧；滑道在路基和桥梁区段安装在接触网基础上或支柱上。

供电装置为电池或通过电刷在滑道上取电。

监测模块包括：动力模块、蓄电池储能模块、数据传输模块、数据存储模块、自检报警模块、照明模块、图像采集模块、视频采集模块、音频采集模块或微气象监测模块。

监测模块固定到滑动底座上，滑动底座底部开设条形通槽并内部中空，剖面呈C形，槽底设置有电刷，电刷通过引线接入监测模块；

滑道固定到监测路径上，整体截面呈工字形，顶部嵌入滑动底座内并与电刷接触，监测模块通过电刷获取电能。

滑道包括对称非接触的正极钢轨和负极钢轨，截面均呈C形，顶部与所述电刷接触。

正极钢轨和负极钢轨的底板通过螺栓固定到监测路径上，正极钢轨和负极钢轨的底板下垫设有绝缘垫块。

滑动底座空腔内的两侧设置有轴，轴上设置有滚轮，滚轮的滚动面与正极钢轨或负极钢轨顶板的侧轨面接触。

不同供电单元的正极钢轨和负极钢轨之间通过轨道绝缘节进行隔离。

本发明具有以下优点：

本监测系统适用于各种轨道交通多专业的监测领域，包括高速铁路、普速铁路、城市轨道交通、新型轨道交通等，可对接触网、路基、隧道、桥梁、轨道、轨旁设备等进行监测，监测数据统一存储，具备标准化数据格式，便于后期数据分析挖掘。

1、本系统由不同功能模块自由编组组成，各模块功能不同，可实现不同工作内容，且编组灵活多样，可根据具体作业内容进行不同模块编组完成监测任务，可方便增减更换编组监测模块，便于监测模块的检修维护，提高监测效率。

2、本系统的功能模块包括：动力模块、蓄电池储能模块、数据传输模块、数据存储模块、自检报警系统模块、照明模块、图像采集模块、视频采集模块、音频采集模块、数据采集模块、微气象监测模块等。各监测模块相互独立，可灵活配置形成监测装置。

3、本系统安装于沿铁路线平行布置的滑道上，可对铁路全线进行监测，获取图像、视频、音频等监测数据，可监测到各专业系统部件工作状态，同时可监测列车通过时接触网与受电弓之间的动态过程，实现接触网静态和动态全方位的监测功能；

4、本系统可通过滑道获取电能，滑道由沿线设置的箱式变压器经变频器整流后供电。系统供电利用铁路沿线既有设备，不需要增设额外电源装置，可有效减少投资。

5、滑道每间隔一定距离滑道间通过绝缘节进行隔离，采用触发式供电方式。监测装置不需要全线滑道同时供电，利用最小供电单元可实现灵活可控的供电方式，可有效降低系统电能损耗。

附图说明

图1 为本发明的监测模块构成图；

图2 为本发明的双线隧道内安装图；

图3 为本发明的单线隧道内安装图；

图4 为本发明的路基和桥梁区段安装图；

图5 为本发明的供电系统图。

图6为滑道的示意图。

图中，1-监测模块、2-滑动底座、3-电刷、4-滚轮、5-滑道、6-绝缘垫块。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。

本发明涉及一种轨道交通监测系统，包括监测模块1、滑道5和供电装置，监测模块1固定到滑动底座2上，滑动底座2在滑道5上由供电装置提供动力移动；每个监测模块具备一种或多种功能，各监测模块相互独立，通过组合形成监测组列。

滑道在双线隧道内安装于隧道两侧，监测模块（监测组列）可对上下行线路进行监测；滑道在单线隧道内正安装于隧道一侧，监测模块（监测组列）可对单线路进行监测；滑道在路基和桥梁区段安装在接触网基础上或支柱上，监测模块（监测组列）可对单双线路进行监测。监测模块1包括动力模块、蓄电池储能模块、数据传输模块、数据存储模块、自检报警模块、照明模块、图像采集模块、视频采集模块、音频采集模块或微气象监测模块。监测内容包括：接触网、路基、隧道、桥梁、轨道、轨旁设备等。

根据监测任务不同，选择多种监测模块相互组合构成监测组列；监测模块（监测组列）与滑道连接，滑道沿被监测线路平行布置；供电装置可通过滑道为监测模块（监测组列）供电，当供电装置为电池构成时，可设置于监测模块内部，不需要外部供电。

供电装置为电池或利用轨道交通沿线既有设备，不需要增设额外电源装置。通过电刷3在滑道5上取电时，供电装置可利用铁路沿线箱式变压器，通过滑道给监测模块（监测组列）供电，每间隔一定距离滑道间通过绝缘节进行隔离，采用触发式供电方式。监测模块1固定到滑动底座2上，滑动底座2底部开设条形通槽并内部中空，剖面呈C形，槽底设置两处电刷3，电刷3通过引线接入监测模块1；滑道5固定到监测路径上，整体截面呈工字形，顶部嵌入滑动底座2内并与电刷3接触，监测模块1通过电刷3获取电能。

滑道5包括对称非接触的正极钢轨和负极钢轨，截面均呈C形，顶部分别与两处电刷3接触。正极钢轨和负极钢轨的底板通过螺栓固定到监测路径上，正极钢轨和负极钢轨的底板下垫设有绝缘垫块6。滑动底座2空腔内的两侧设置有轴，轴上设置有滚轮4，滚轮4的滚动面与正极钢轨或负极钢轨顶板的侧轨面接触。不同供电单元的正极钢轨5和负极钢轨6之间通过轨道绝缘节进行隔离。

实施例：

本监测装置适用于各种轨道交通多专业的监测领域，包括高速铁路、普速铁路、城市轨道交通、新型轨道交通等，可对接触网、路基、隧道、桥梁、轨道、轨旁设备等进行监测，监测数据统一存储，具备标准化数据格式，便于后期数据分析挖掘。以双线高速铁路接触网监测为例进行描述。

双线高速铁路全线长200公里，全线设置8组监测装置，上下行各4组，每组监测装置负责50公里线路的接触网监测。

每组监测装置的监测模块，包括：动力模块1个、蓄电池储能模块1个、数据传输模块1个、数据存储模块1个、自检报警系统模块1个、照明模块6个、图像采集模块3个、视频采集模块3个、音频采集模块1个、微气象监测模块1个，共计19个监测模块。编组后形成1组监测装置（监测组列）。

根据不同里程范围和线路条件完成不同类型的监测任务，采集的接触网系统状态数据实时传输至本线数据中心进行缺陷报警和挖掘分析。设置第1组监测装置的运行速度为10千米/小时，含10处停车重点监测位置，监测时间为6分钟，巡检过程中根据列车运行资料，将会遇到20列列车通过，列车通过时停车重点监测，设置每列列车通过时的监测时间为6分钟，8组监测装置同时进行监测，假设工况一致，可共计8小时完成全线接触网监测。

在隧道内可监测到接触网悬挂装置、支撑装置、附加导线、供电线电缆、吊柱。

在隧道外可监测到接触网悬挂装置、支撑装置、附加导线、供电线、支柱、吸上线、隔离开关、供电线上网、硬横梁。

监测装置固定于滑道上，滑道由沿线设置的箱式变压器经变频器整流后供电。箱式变压器约3公里设置一处，2个箱式变压器中间钢轨处设置轨道绝缘节，每个供电单元约3公里，当监测装置进入下一个供电单元时，下个供电单元上电；当监测装置离开本供电单元时，本供电单元断电。监测装置工作时不需要全线钢轨同时供电，仅在供电单元转换时有两个供电单元供电。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.轨道交通监测系统，其特征在于：

所述监测系统包括监测模块（1）、滑动底座（2）、滑道（5）和供电装置；

所述监测模块（1）固定到所述滑动底座（2）上，所述滑动底座（2）在所述滑道（5）上移动；

所述供电装置向所述滑动底座（2）提供动力；

滑道（5）在双线隧道内安装于隧道两侧；滑道（5）在单线隧道内安装于隧道一侧；滑道（5）在路基和桥梁区段安装在接触网基础上或支柱上。

2.根据权利要求1所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

供电装置为电池或通过电刷（3）在滑道（5）上取电。

3.根据权利要求2所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

监测模块（1）包括：动力模块、蓄电池储能模块、数据传输模块、数据存储模块、自检报警模块、照明模块、图像采集模块、视频采集模块、音频采集模块或微气象监测模块。

4.根据权利要求3所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

监测模块（1）固定到滑动底座（2）上，滑动底座（2）底部开设条形通槽并内部中空，剖面呈C形，槽底设置有电刷（3），电刷（3）通过引线接入监测模块（1）；

滑道（5）固定到监测路径上，整体截面呈工字形，顶部嵌入滑动底座（2）内并与电刷（3）接触，监测模块（1）通过电刷（3）获取电能。

5.根据权利要求4所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

滑道（5）包括对称非接触的正极钢轨和负极钢轨，截面均呈C形，顶部与所述电刷（3）接触。

6.根据权利要求5所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

正极钢轨和负极钢轨的底板通过螺栓固定到监测路径上，正极钢轨和负极钢轨的底板下垫设有绝缘垫块（6）。

7.根据权利要求6所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

滑动底座（2）空腔内的两侧设置有轴，轴上设置有滚轮（4），滚轮（4）的滚动面与正极钢轨或负极钢轨顶板的侧轨面接触。

8.根据权利要求7所述的轨道交通监测系统，其特征在于：

不同供电单元的正极钢轨（5）和负极钢轨（6）之间通过轨道绝缘节进行隔离。