CN115535026A - 一种铁路轨道平整度检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁路轨道平整度检测方法及系统，属于铁路轨道领域，用于解决在平整度检测的过程中依靠精密的光学仪器进行检测，检测过程中较为繁琐，需要耗费大量人力物力的问题，通过控制中心中的操控模块、数据模块、整合模块以及铁路轨道分布图，所述操控模块用于将采集单元中的行走机构进行控制，使得行走机构在使用时可以沿着轨道进行测量，所述数据模块用于将处理单元中的数据进行整合，且将每次测量后的数据储存到储存单元中，以便后续检验时能够查明当时测量数据，所述整合模块将特定时间段内的所有数据进行整合，随后将其一并储存在储存单元中，便于后续查看轨道的维护情况，所述铁路轨道分布图针用于铁路轨道分布生成的二维图纸。

Description

一种铁路轨道平整度检测方法及系统

技术领域

本发明涉及铁路轨道领域，具体涉及一种铁路轨道平整度检测方法及系统。

背景技术

铁路运输是一种陆上运输方式，以机车牵引列车车辆在两条平行的铁轨上行驶。传统方式是钢轮行进，但广义的铁路运输尚包括磁悬浮列车、缆车、索道等非钢轮行进的方式，或称轨道运输，铁路轨道建设完毕后需要进行平整度检测；现有技术中的检测方法为满足检测精度的需要，大多需要体积较大设置复杂的装置进行满足需求；在平整度检测的过程中依靠精密的光学仪器进行检测，检测过程中较为繁琐，需要耗费大量人力物力，现提出一种铁路轨道平整度检测方法及系统用以解决上述所提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁路轨道平整度检测方法及系统。

本发明所要解决的技术问题为：

（1）在进行铁路轨道平整度检测时不需要人工跟随，借助行走机构代替人员检查，且在检查过程中获取相应平整度所需数据，根据铁路轨道平整度要求判断行走机构移动路径中的铁路轨道平整度是否合格；

（2）在进行铁路轨道平整度检测时，借助行走装机构将所需数据进行上传，且借助铁路轨道分布图将不符合规定的路段进行标记，且在行走机构上安装有报警灯，当平整度不符合要求时，行走机构立刻报警提示，避免错过不合格路段；

针对现有技术的不足，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种铁路轨道平整度检测方法及系统，包括采集单元、处理单元、分析单元、控制中心和储存单元；

其中，所述采集单元包括行走机构，用于代替人工在铁路轨道上移动，进而获取所需数据，上传到处理单元中，将其进行分析处理，判断当前路段平整度是否符合要求；

所述行走机构包括测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块，所述测量模块包括角位移传感器、方向传感器和方位传感器，所述供电模块用于给其他模块进行供电，保证其他模块的正常使用，所述报警模块用于将铁路轨道上平整度不符合要求的路段进行报警；

所述行走机构在进行采集轨道数据时，借助测量模块中的传感器将行走机构在当前轨道上的数据进行采集，采集的数据分别为当前高度和当前偏向角，且将当前高度设定为Gi、当前偏向角设定为Ji、当前位置设定为[a,b],且i为当前沿着轨道的移动距离，i≧0，随后将行走机构发生位移后的高度设定为Go、位移后的偏向角设定为Jo、位移后位置设定为[c,d],o为随后行走机构沿着轨道的移动距离，且行走机构的坐标位置均可在铁路轨道分布图中查询，进而计算当前路段轨道的平整度参数，铁路轨道平整度参数主要由水平、高度和扭曲决定，将i位置与o位置之间的水平夹角设定为A，将i位置与o位置之间的扭曲参数设定为B；

利用以下公式得出水平参数为：

tanA=

，

i为当前行走机构在轨道上的移动距离，o为随后行走机构在轨道上的移动距离，o-i即为i到o这一段内行走机构在轨道上移动的距离；将这一段行程视作直角三角形，可得出当前移动路径内的轨道的倾斜角变化，通过上述公式得出轨道水平参数，也即轨道水平倾斜角的变化增长量，根据tanA的变化范围可以得出i到o路段的水平倾斜角变化，判断是否超出轨道平整度要求阈值；

根据水平参数判断当前路段的水平程度是否超过阈值；

利用以下公式得出扭曲参数为；

B=

或B=

，

当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈垂直分布时，利用B=

可得出扭曲参数，当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈水平分布时，利用B=

可得出扭曲参数；

由于行走机构在移动时实时获取当前高度，导致行走机构获取到的当前高度需要与轨道要求高度阈值进行比对，由于轨道要求高度阈值为区间值，导致当实时高度小于或大于轨道要求高度阈值时，该段轨道不符合平整度要求，当实时高度在区间内，该段轨道符合平整度要求；

所述处理单元用于将采集单元中获取的数据进行处理，使得采集单元中获取到的数据转变为铁路轨道平整度数据，进而对其进行分析；

所述分析单元用于将处理单元中获取到的铁路轨道平整度数据进行分析，进而判断铁路轨道平整度是否符合要求；

所述控制中心包括操控模块、数据模块、整合模块以及铁路轨道分布图，所述操控模块用于将采集单元中的行走机构进行控制，使得行走机构在使用时可以沿着轨道进行测量，所述数据模块用于将处理单元中的数据进行整合，且将每次测量后的数据储存到储存单元中，以便后续检验时能够查明当时测量数据，所述整合模块将特定时间段内的所有数据进行整合，随后将其一并储存在储存单元中，便于后续查看轨道的维护情况，所述铁路轨道分布图用于铁路轨道分布生成的二维图纸，用于精准确定铁路轨道需要维修的位置，用于确定行走机构在检测时产生问题的路段；

所述储存单元用于将采集分析后的数据进行储存，进而便于后期维护等工作时查询当时测量数据，便于更好的维护和修整问题路段。

该种铁路轨道平整度检测方法包括以下步骤：

步骤一：将带有测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块的行走机构放置在待测量轨道上，并沿着轨道进行移动；

步骤二：借助行走机构上的多个模块将平整度参数所需数据进行采集，并将其进行计算、整合；

步骤三：判断行走机构获取到的多种数据参数是否处于轨道平整度要求阈值内，如果位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度符合要求，若不位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度不符合要求，即不平整；

步骤四：当行走机构在移动到轨道不平整路段时，其内部的报警模块接收到数据不处于轨道平整度要求阈值内的信号，进而发出警报，导致控制中心在铁路轨道分布图中将行走机构中当前位置或路段进行标记，保证了后期维护方便；

步骤五：行走机构沿着轨道往复移动数次，避免出现错误数据。

本发明的有益效果如下：

1.本发明通过设置采集单元，可以将行走机构在移动过程中将轨道平整度参数所需数据进行采集，且借助行走机构可以在进行铁路轨道平整度检测时无需人员跟随，利用行走机构中的测量模块等将数据进行采集，之后汇总后进行分析，判断当前移动路段是否符合轨道平整度要求，当移动路段不符合轨道平整度要求时，分析单元将不符合要求的信号传输到报警模块中，导致报警模块开始进行报警，提示控制中心当前移动路段不符合轨道平整度要求，使得控制中心借助铁路轨道分布图将行走机构当前位置或当前路段进行标记，保证后续检测或维护较为便捷。

2.本发明通过设置分析单元，将行走机构中获取到的数据进行分析，判断其当前路段是否符合轨道平整度要求，且分析单元借助行走机构内的报警模块，使得待检测轨道中的不符合轨道平整度要求的路段可以快速识别出来，进而降低了工人在进行轨道平整度检测时的工作量，且借助铁路轨道分布图可以将待检测轨道中的符合轨道平整度要求的路段与不符合轨道平整度要求的路段进行区分，使得后续在进行维护或检修时，可以根据铁路轨道分布图中的具体数据快速查找问题路段，进而将其进行维护检修。

3.本发明通过设置储存单元，用于将所测量的数据整合后储存，便于后续铁路轨道的维护提供帮助，根据储存单元中的数据可以快速查找维护轨道中的问题路段和非问题路段，进而对问题路段可以进行精准检测，避免问题路段在维护后出现再次不符合轨道平整度要求的情况，且利用储存单元可以对铁路轨道的维修情况和问题路段进行记录储存，帮助维修工人快速了解陌生铁路轨道的具体情况和细节，避免出现维修工人因不了解铁路轨道中路段的具体情况，导致出现问题路段无法及时发现等情况。

附图说明

图1是本发明的系统图；

图2是本发明的方法步骤图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

实施例一:

使用图1-图2对本发明一实施方式的一种铁路轨道平整度检测方法及系统进行如下说明。

如图1-图2所示，本发明所述的一种铁路轨道平整度检测方法及系统，包括采集单元、处理单元、分析单元、控制中心和储存单元；

其中，所述采集单元包括行走机构，用于代替人工在铁路轨道上移动，进而获取所需数据，上传到处理单元中，将其进行分析处理，判断当前路段平整度是否符合要求；

所述采集单元在进行使用时，借助采集单元中的行走机构在轨道上进行移动，使得行走机构在移动过程中将所处位置的轨道平整度参数所需数据进行采集，且将数据传输到处理单元后，将数据转换为轨道平整度参数所需数据，借助分析单元判断行走机构当前所处位置或路段是否符合轨道平整度要求；

所述行走机构包括测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块，所述测量模块包括角位移传感器、方向传感器和方位传感器，所述供电模块用于给其他模块进行供电，保证其他模块的正常使用，所述报警模块用于将铁路轨道上平整度不符合要求的路段进行报警；

所述行走机构在使用时，借助测量模块将所处位置的轨道平整度参数数据进行采集，借助GPS接收模块确定行走机构的位置，便于控制中心在铁路轨道分布图中确定行走机构的位置，使得行走机构在检测到轨道中的问题路段时在图中进行标记，保证了标记位置的准确性，利用供电模块对其他模块进行供电，避免行走机构在行驶中出现断电情况，所述报警模块用于预警行走机构所处位置为问题路段，当行走机构在检测时出现问题路段时，分析单元将不符合轨道平整度要求的信号传输到报警模块，报警模块开始预警；

所述行走机构在进行采集轨道数据时，借助测量模块中的传感器将行走机构在当前轨道上的数据进行采集，采集的数据分别为当前高度、当前偏向角和当前位置，且将当前高度设定为Gi、当前偏向角设定为Ji、当前位置设定为[a,b],且i为当前沿着轨道的移动距离，i≧0，随后将行走机构发生位移后的高度设定为Go、位移后的偏向角设定为Jo、位移后位置设定为[c,d],o为随后行走机构沿着轨道的移动距离，且行走机构的坐标位置均可在铁路轨道分布图中查询，进而计算当前路段轨道的平整度参数，铁路轨道平整度参数主要由水平、高度和扭曲决定，将i位置与o位置之间的水平夹角设定为A，将i位置与o位置之间的扭曲参数设定为B；

利用以下公式得出水平参数为：

tanA=

，

i为当前行走机构在轨道上的移动距离，o为随后行走机构在轨道上的移动距离，o-i即为i到o这一段内行走机构在轨道上移动的距离；将这一段行程视作直角三角形，可得出当前移动路径内的轨道的倾斜角变化，通过上述公式得出轨道水平参数，也即轨道水平倾斜角的变化增长量，根据tanA的变化范围可以得出i到o路段的水平倾斜角变化，判断是否超出轨道平整度要求阈值；

根据水平参数判断当前路段的水平程度是否超过阈值；

利用以下公式得出扭曲参数为；

B=

或B=

，

当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈垂直分布时，利用B=

可得出扭曲参数，当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈水平分布时，利用B=

可得出扭曲参数；

当行走机构在移动过程中，将数据转换为轨道平整度参数所需数据后，借助分析单元判断数据是否位于轨道平整度要求阈值内；

由于行走机构在移动时实时获取当前高度，导致行走机构获取到的当前高度需要与轨道要求高度阈值进行比对，由于轨道要求高度阈值为区间值，导致当实时高度小于或大于轨道要求高度阈值时，该段轨道不符合平整度要求，当实时高度在区间内，该段轨道符合平整度要求；

当行走机构所处路段符合铁路轨道平整度要求时，报警模块不会被触发，行走机构开始继续移动，当行走机构所处路段不符合铁路轨道平整度要求时，即所需数据不位于轨道平整度参数阈值内时，分析单元触发报警模块，导致报警模块开始报警，使得控制中心开始在铁路轨道分布图中将行走机构的位置开始进行标记，保证后续维护的便捷程度；

所述处理单元用于将采集单元中获取的数据进行处理，使得采集单元中获取到的数据转变为铁路轨道平整度数据，进而对其进行分析；

所述处理单元用于将采集单元中的数据进行处理，使其转换为轨道平整度参数所需数据，进而判断所需数据是否位于轨道平整度要求阈值内，当不处于阈值内时，借助分析单元对行走机构内的报警模块进行触发，使得报警模块预警当前位置或路段处于不平整状态；

所述分析单元用于将处理单元中获取到的铁路轨道平整度数据进行分析，进而判断铁路轨道平整度是否符合要求；

所述分析单元用于将汇总数据与轨道平整度要求阈值进行比对，当汇总数据不处于轨道平整度要求阈值内时，触发报警模块进行预警；

所述控制中心包括操控模块、数据模块、整合模块以及铁路轨道分布图，所述操控模块用于将采集单元中的行走机构进行控制，使得行走机构在使用时可以沿着轨道进行测量，所述数据模块用于将处理单元中的数据进行整合，且将每次测量后的数据储存到储存单元中，以便后续检验时能够查明当时的测量数据，所述整合模块将特定时间段内的所有数据进行整合，随后将其一并储存在储存单元中，便于后续查看轨道的维护情况，所述铁路轨道分布图用于铁路轨道分布生成的二维图纸，用于精准确定铁路轨道需要维修的位置，用于确定行走机构在检测时发现问题的路段；

所述储存单元用于将采集分析后的数据进行储存，进而便于后期维护等工作时查询当时测量数据，便于更好地维护和修整问题路段。

实施例2：

如图1-图2所示，该种铁路轨道平整度检测方法包括以下步骤：

步骤一：将带有测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块的行走机构放置在待测量轨道上，并沿着轨道进行移动；

当行走机构在待检测轨道上进行行走时，测量模块将当前位置的数据进行采集，采集的数据分别为当前高度、当前偏向角和当前位置，利用采集到的数据判断当前位置或路段是否位于轨道平整度阈值内，当不处于轨道平整度阈值内时，行走机构中的报警模块受到分析单元的触发，报警模块开始进行报警，使得控制中心借助铁路轨道分布图将行走机构的位置或路段进行标记，保证后续轨道的维护较为便捷；

步骤二：借助行走机构上的多个模块将平整度参数所需数据进行采集，并将其进行计算、整合；

行走机构中的多个模块将数据采集完成后，利用处理单元对数据进行转换成所需数据，借助所需数据是否处于轨道平整度阈值内，判定所处位置或路段是否处于平整状态，当所处位置处于不平整状态时，借助行走机构中的报警模块进行预警，将问题路段进行标记，保证后续维护和检测可以借助铁路轨道分布图中的标记进行查找；

步骤三：判断行走机构获取到的多种数据参数是否处于轨道平整度要求阈值内，如果位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度符合要求，若不位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度不符合要求，即不平整；

当行走机构在进行移动时，当其处于平整路段时，报警模块不被触发，行走机构继续行走，当行走机构移动到问题路段时，分析单元判定当前位置或路段处于不平整状态，导致报警模块被触发，使得控制中心开始对行走机构的位置进行标记，使得问题路段在维护时便于查找；

步骤四：当行走机构在移动到轨道不平整路段时，其内部的报警模块接收到数据不处于轨道平整度要求阈值内的信号，进而发出警报，导致控制中心在铁路轨道分布图中将行走机构中当前位置或路段进行标记，保证了后期维护方便；

当行走机构在移动到不平整路段时，报警模块开始报警，使得控制中心开始对问题路段进行标记，保证了后续对检测轨道中的问题路段进行维修时，借助铁路轨道分布图中的标记位置进行查找，且将所有汇总数据以及铁路轨道分布图中的记载数据全部储存到储存单元内，保证后续对检测轨道维护或检测时，借助储存单元中的数据快速了解检测轨道中的问题路段以及维护数据；

步骤五：行走机构沿着轨道往复移动数次，避免出现错误数据；

当行走机构在轨道上移动时，可能受到个别外界因素影响，导致测量数据不够精准，使得行走机构在轨道上往复移动数次，避免因外界因素导致的错误数据存在。

显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (9)

1.一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：包括采集单元、处理单元、分析单元、控制中心和储存单元；

其中，所述采集单元包括行走机构，用于代替人工在铁路轨道上移动，进而获取所需数据，上传到处理单元中，将其进行分析处理，判断当前路段平整度是否符合要求；

所述行走机构包括测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块，所述测量模块包括角位移传感器、方向传感器和方位传感器，所述供电模块用于给其他模块进行供电，保证其他模块的正常使用，所述报警模块用于将铁路轨道上平整度不符合要求的路段进行报警。

2.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述分析单元用于将处理单元中获取到的铁路轨道平整度数据进行分析，进而判断铁路轨道平整度是否符合要求。

3.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述行走机构在进行采集轨道数据时，借助测量模块中的传感器将行走机构在当前轨道上的数据进行采集，采集的数据分别为当前高度和当前偏向角，且将当前高度设定为Gi、当前偏向角设定为Ji、当前位置设定为[a,b],且i为当前沿着轨道的移动距离，i≧0，随后将行走机构位移后的高度设定为Go、位移后的偏向角设定为Jo、位移后位置设定为[c,d],o为随后行走机构沿着轨道的移动距离，且行走机构的坐标位置均可在铁路轨道分布图中查询，进而计算当前路段轨道的平整度参数，铁路轨道平整度参数主要由水平、高度和扭曲决定，将i位置与o位置之间的水平夹角设定为A，将i位置与o位置之间的扭曲参数设定为B；

利用以下公式得出水平参数为：

tanA=

，

i为当前行走机构在轨道上的移动距离，o为随后行走机构在轨道上的移动距离，o-i即为i到o这一段内行走机构在轨道上移动的距离；将这一段行程视作直角三角形，可得出当前移动路径内的轨道的倾斜角变化，通过上述公式得出轨道水平参数，也即轨道水平倾斜角的变化增长量，根据tanA的变化范围能够得出i到o路段的水平倾斜角变化，判断是否超出轨道平整度要求阈值；

根据水平参数判断当前路段的水平程度是否超过阈值；

利用以下公式得出扭曲参数为:

B=

或B=

。

4.根据权利要求3所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈垂直分布时，利用B=

可得出扭曲参数；当行走机构当前移动的轨道在铁路轨道分布图中整体呈水平分布时，利用B=

可得出扭曲参数。

5.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述控制中心包括操控模块、数据模块、整合模块以及铁路轨道分布图，所述操控模块用于将采集单元中的行走机构进行控制，使得行走机构在使用时能够沿着轨道进行测量，所述数据模块用于将处理单元中的数据进行整合，且将每次测量后的数据储存到储存单元中，以便后续检验时能够查明当时测量数据，所述整合模块将特定时间段内的所有数据进行整合，随后将其一并储存在储存单元中，便于后续查看轨道的维护情况，所述铁路轨道分布图用于铁路轨道分布生成的二维图纸，用于精准确定铁路轨道需要维修的位置，用于确定行走机构在检测时发现问题的路段。

6.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述储存单元用于将采集分析后的数据进行储存，进而便于后期维护工作时查询当时测量数据，便于更好地维护和修整存在问题的路段。

7.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述处理单元用于将采集单元中获取的数据进行处理，使得采集单元中获取到的数据转变为铁路轨道平整度数据，进而对其进行分析。

8.根据权利要求1所述的一种铁路轨道平整度检测系统，其特征在于：所述行走机构在移动时实时获取当前高度，将行走机构获取到的当前高度与轨道要求高度阈值进行比对，轨道要求高度阈值为区间值，当实时获取的当前高度小于或大于轨道要求高度阈值时，判定该段轨道不符合平整度要求；当实时获取的当前高度落在高度阈值的区间内时，判定该段轨道复合平整度要求。

9.一种应用如权利要求1-8中任一项所述的铁路轨道平整度检测系统的铁路轨道平整度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：将带有测量模块、GPS接收模块、供电模块以及报警模块的行走机构放置在待测量轨道上，并沿着轨道进行移动；

步骤二：借助行走机构上的多个模块将平整度参数所需的数据进行采集，并将其进行计算、整合；

步骤三：判断行走机构获取到的多种数据参数是否处于轨道平整度要求阈值内，如果位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度符合要求；若不位于阈值内，则说明当前路段的轨道平整度不符合要求，即不平整；

步骤四：当行走机构在移动到轨道不平整路段时，其内部的报警模块接收到数据不处于轨道平整度要求阈值内的信号，进而发出警报，导致控制中心在铁路轨道分布图中将行走机构中当前位置或路段进行标记，保证了后期维护方便；

步骤五：行走机构沿着轨道往复移动数次，避免出现错误数据。

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