CN116105903B - 列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统、方法以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统、方法、以及存储介质。其中，系统包括多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；通过设置光波长解调单元对多个光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至应力处理单元；应力处理单元基于波长数据获得原始波长变化量，对原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值，进而实现对导向对轨道厢梁的应力进行监测。有效提升了系统的安全性、可靠性和稳定性。

Description

列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统、方法以及存储 介质

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统、方法以及存储介质。

背景技术

相比传统的地铁、轻轨等轨道交通，悬挂式轨道交通是一种新型的轨道交通制式，该系统走行方式独特，即车辆悬挂在轨道梁下方，它是采用钢梁作为车辆行走轨道，并承受列车的荷载，而每节钢梁悬挂于两个钢柱上，其车辆和轨道梁独特的设计，具有爬坡能力强、转弯半径小、运行噪声低、建设成本低、占地面积少等优点。

然而，悬挂式轨道交通其中走行控制主要是悬挂转向架导向轮来控制，通过轨道箱梁约束导向轮进行控制列车平稳运行，导向轮通过弹簧机构始终与轨道箱梁紧贴，列车在行驶时需要导向轮对轨道箱梁一定预设的应力保证车辆的控制。在车辆运行过程中振动、环境，尤其是风、乘客移动导致横向摇摆和横向振动较为显著，这也导致车辆导向轮与钢梁间应力会发生变化；为了保障列车安全运行，需要对导向对轨道箱梁的应力进行监测，用以监测导向轮对轨道箱梁应力在设计安全范围内，保障行车安全性具有重要意义，因此，对悬挂式轨道厢梁应力监测方法及系统的研发迫在眉睫。

发明内容

本发明提供了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统、方法以及存储介质，有效提升了系统的安全性、可靠性和稳定性。

根据本发明的一方面，提供了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统，包括多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调

单元和应力处理单元；

所述光栅传感器与所述光纤接续盒的输入端连接，所述光纤接续盒的输出端与所述管线配线架的输入端连接；

所述光波长解调单元与所述管线配线架的输出端连接，所述光波长解调单元用于对多个所述光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至所述应力处理单元；

所述应力处理单元用于基于所述波长数据获得原始波长变化量，对所述原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于所述第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对所述光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据所述第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

可选的，所述光波长解调单元用于对光信号进行光电转换、前置放大和模数转换处理。

可选的，所述光波长解调单元用于将获得的光栅反射光强信号经耦合器分为过光线性滤波器和不过所述光线性滤波器两路光强信号，将所述光强信号转换成电流信号，将电流信号转换成电压再经放大后将过所述光线性滤波器与不过所述光线性滤波器得到电压进行相除得到电压比值，根据所述光线性滤波器参数及标定参数转换成光栅反射中心波长。

可选的，所述光栅传感器的金属基底通过胶粘或者焊接方式安装在轨道厢梁上。

可选的，多个所述光栅传感器包括第一光栅传感器、第二光栅传感器、第三光栅传感器和第四光栅传感器；所述第一光栅传感器和所述第二光栅传感器分别设置在转向架一侧下、上导向轮行径位置；所述第三光栅传感器和第四光栅传感器分别设置在转向架另一侧下、上导向轮行经位置。

可选的，列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统还包括监测维护机和人机交互界面，

所述监测维护机用于将解调电压、所述波长数据、和所述应力值进行显示、存储、和故障状态报警，并生成日志文件；

所述人机交互界面用于显示波长变化量、应力值，并具备应力超限报警及故障报警提醒功能。

可选的，所述管线配线架用于将室外主干光缆的多路光栅传感器信号进行分层及分类，引出每路光栅信号光纤跳线，以接入所述应力处理单元。

可选的，所述的光纤接续盒将所述光栅传感器的尾纤接入主干光缆。

根据本发明的另一方面，提供了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法，由列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统执行，所述系统包括依次连接的多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；

所述方法包括：

所述光波长解调单元对所述光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至所述应力处理单元；

所述应力处理单元基于所述波长数据获得原始波长变化量，对所述原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于所述第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法。

本发明实施例的技术方案，提供了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统，包括多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；通过设置光波长解调单元对多个光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至应力处理单元；应力处理单元基于波长数据获得原始波长变化量，对原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值，进而实现对导向对轨道厢梁的应力进行监测。有效提升了系统的安全性、可靠性和稳定性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的结构示意图。

图2为本发明实施例一提供的原始波长变化量的波形图。

图3为本发明实施例一提供的第一波长变化量的波形图。

图4为本发明实施例一提供的第二波长变化量的波形图。

图5为本发明实施例二提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的结构示意图。

图6为本发明实施例二提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的轨道厢梁横切面及光栅传感器安装结构示意图。

图7为本发明实施例三提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法流程示意图。

图8是实现本发明实施例的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法的电子设备的结构示意图。

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

图1为本发明实施例一提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的结构示意图，由于列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统是对整条线路的应力进行监测，故，有非常多的光栅传感器在整条线路进行布设，四个光栅传感器仅仅是一个监测点，而整条线路可以设置多个监测点，本发明实施例以一个监测点为例进行示出。如图1所示，该系统包括：多个光栅传感器110、光纤接续盒120、管线配线架130、光波长解调单元140和应力处理单元150。

光栅传感器110与光纤接续盒120的输入端连接，光纤接续盒120的输出端与管线配线架130的输入端连接；

其中，光栅传感器110具体可理解为采用光栅叠栅条纹原理测量位移的传感器，由光纤光栅及金属基底构成，它具有光学放大的作用，同时光栅传感器能完成直线位移或者角位移的检测，其精确测量输出的信号为数字脉冲，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点。光纤接续盒120又称光缆接续盒，属于机械压力密封接头系统，是相邻光缆间提供光学、密封和机械强度连续性的接续保护装置，适用于各种结构光缆的架空、管道、直埋等敷设方式的直通和分支连接。

具体地，光栅传感器110和光纤接续盒120在本发明实施例中为室外设备，光栅传感器110安装在每节轨道厢梁左右表面上、下量导向轮经过的位置，通过光栅传感器110测量过车时导向轮对轨道厢梁应力引起的波长变化量，通过光纤接续盒120传输至室内设备，其中，室内设备为管线配线架130、光波长解调单元140、应力处理单元150、监测维护机160和人机交互界面170。

光波长解调单元140与管线配线架130的输出端连接，光波长解调单元140用于对多个光栅传感器110的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至应力处理单元150；

其中，管线配线架130具体可理解为一种专为光纤通信机房设计的光纤配线设备,具有光缆固定和保护功能光缆终接功能、调线功能、光缆纤芯和尾纤保护功能。主要用于光缆终端的光纤熔接、光连接器安装、光路的调接、多余尾纤的存储及光缆的保护等，既可单独装配成光纤配线架，也可与数字配线单元、音频配线单元同装在一个机柜/架内，构成综合配线架。该设备配置灵活、安装使用简单、容易维护、便于管理、是光纤通信光缆网络终端，或中继点实现排纤、跳纤光缆熔接及接入必不可少的设备。

具体地，光栅传感器110的光信号通过管线配线架130将室外主干光缆的多路光栅传感器信号进行分层及分类，引出每路光栅信号光纤跳线，光波长解调单元140采用光源复用，多路光波长同步解调模式解调光栅传感器反射回光波长数据，解调方案采用边缘滤波解调方案，并对解调出波长进行数据预处理，将光栅传感器110受温度变化引起的低频慢变的信号滤除，最后光波长解调单元140将处理后的波长数据发送给应力处理单元150。

应力处理单元150用于基于波长数据获得原始波长变化量，对原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

其中，原始波长变化量具体可理解为光波长解调单元140将处理后的波长数据发送给应力处理单元时，未经过应力处理单元处理的波长数据所获得的变化量。第一波长变化量具体可理解为对原始波长变化量进行低通滤波后获得车辆对厢梁的挠曲应力而引起的变化量。第二波长变化量具体可理解为在第一波长变化量基础之上，从原始波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力所引起的变化量。

示例性地，图2为本发明实施例一提供的原始波长变化量的波形图，本发明实施例以车辆20km/h车速通过为例进行说明，如图2所示，图中的上下拱形为轨道厢梁挠曲应力引起的波长变化量（最大值约为200pm），而窄尖峰波形为导向轮对厢梁应力引起的波长变化量（最大值约为600pm），从图中得知，导向轮对厢梁明显的挤压应力，应力最大600pm；图3为本发明实施例一提供的第一波长变化量的波形图，即对波长变化量进行低通滤波后获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的波长变化量；图4为本发明实施例一提供的第二波长变化量的波形图，即从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的波长变化量；由图3、图4可知，图中有7个导向轮对厢梁明显的挤压应力，应力最大400pm，根据波长变化量与应力标定参数进而解算每个导向轮的应力值。

本发明实施例提供了一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统，包括多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；通过设置光波长解调单元对多个光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至应力处理单元；应力处理单元基于波长数据获得原始波长变化量，对原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值，进而实现对导向对轨道厢梁的应力进行监测。由于应力处理单元不仅可以监测导向轮对轨道厢梁进行挤压而产生的应力，还可以监测导向轮对轨道厢梁的挠曲力，使得导向轮对轨道厢梁的应力始终保持在设计安全范围内，保证了悬挂式列车行驶安全，进而有效提升了系统的安全性、可靠性和稳定性。

实施例二

图5为本发明实施例二提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的结构示意图，如图5所示，可选的，光波长解调单元140用于对光信号进行光电转换、前级放大和模数转换处理。

具体地，光波长解调单元140可实现多路光信号解调，本发明实施例以最小单元为16路光解调实施例进行说明。考虑到高速应变监测需求光解调采用边缘滤波方案，从管线配线架获得光栅反射光强信号经耦合器分为过光线性滤波器和不过光线性滤波器两路光强信号，光强信号经光电二极管（Photo-Diode，PD）转换成电流信号，电流信号经过运算放大器转换成电压信号并将电压信号放大后，光波长解调单元140将过光线性滤波器的电压值与不过光线性滤波器的电压值进行相除，得到电压比值，根据光线性滤波器参数及标定参数转换成光栅反射中心波长，从而完成光栅反射波长的解调；本发明实施例以边缘滤波方案为光解调方案，但是不限于激光扫频等其他解调方案。

光栅受温度影响其中心波长会发生慢变，光波长解调单元140对光栅反射波长进行高通滤波，将温度变化引起的光栅波长缓慢变化给以滤除；考虑到光纤远距离传输会有信号衰减，光波长解调单元140对光信号进行模数转换处理时，模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）选用增益可调芯片，考虑到多路高频信号同步采样及信号处理，光波长解调单元140采用FPGA+MCU的最小系统的架构。

可选的，光波长解调单元140用于将获得的光栅反射光强信号经耦合器分为过光线性滤波器和不过光线性滤波器两路光强信号，将光强信号转换成电流信号，将电流信号转换成电压再经放大后将过光线性滤波器与不过光线性滤波器得到电压进行相除得到电压比值，根据光线性滤波器参数及标定参数转换成光栅反射中心波长。

图6为本发明实施例二提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统的轨道厢梁横切面及光栅传感器安装结构示意图，如图6所示，可选的，光栅传感器110的金属基底通过胶粘或者焊接方式安装在轨道厢梁上。可选的，多个光栅传感器110包括第一光栅传感器101、第二光栅传感器102、第三光栅传感器103和第四光栅传感器104；第一光栅传感器101和第二光栅传感器102分别设置在转向架一侧下、上导向轮行径位置；第三光栅传感器103和第四光栅传感器104分别设置在转向架另一侧下、上导向轮行经位置。

具体地，光栅传感器110作为应力监测的核心传感器，该光栅传感器主要由光栅与金属基底组成，实际实施时，需要对轨道厢梁导向轮行经过应力监测位置点进行打磨，将光栅传感器金属基底通过胶粘或者焊接方式安装在轨道厢梁上，第一光栅传感器101和第二光栅传感器102分别设置在转向架一侧下、上导向轮行径位置，第三光栅传感器103和第四光栅传感器104分别设置在转向架另一侧下、上导向轮行经位置，201和202分别为转向架一侧为下、上导向轮，203、204分别为转向架另一侧下、上导向轮，300为轨道厢梁，400为列车吊杆。其中，多个光栅传感器由线路监测点光栅传感器组成，每个监测点光栅传感器由四个传感器构成，光栅传感器110的安装方案可以根据导向轮的监测需求进行选择在轨道厢梁某一个或者多个位置安装，监测点数量可根据监测需求增加或者减少，本发明对此不进行限定。

参考图5，可选的，列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统还包括监测维护机160和人机交互界面170，

监测维护机160用于将解调电压、波长数据、和应力值进行显示、存储、和故障状态报警，并生成日志文件；

人机交互界面170用于显示波长变化量、应力值，并具备应力超限报警及故障报警提醒功能。

具体地，应力处理单元150通过滤波处理分离厢梁挠曲应变和导向轮应变引起波长变化量，分别解算两个应变并将解调波长值、解算应力值及其他关键参数分别发送至监测维护机160和人机交互界面170，监测维护机160将经过应力处理单元150处理后的解调电压、波长数据、和应力值进行显示、存储和故障状态报警并生成日志文件，人机交互界面170将经过应力处理单元150处理后的波长变化量、应力值直观的显示给用户，并进行参数装订、系统配置以及应力超限及故障报警。

可选的，管线配线架130用于将室外主干光缆的多路光栅传感器信号进行分层及分类，引出每路光栅信号光纤跳线，以接入应力处理单元150。

可选的，光纤接续盒120将光栅传感器110的尾纤接入主干光缆。实际实施中可根据使用光栅数量进行配置光纤熔接盒120，本发明对此不进行限定。

本发明实施例提供的技术方案，包括安装在每节轨道厢梁左右表面上、下两导向轮经过位置四个光栅传感器，测量过车时导向轮对轨道厢梁应力引起的波长变化量，并通过光缆将波长变化信号传输至室内；室内将每路光栅信号接入光波长解调单元进行实时解调并发送至应力处理单元，应力处理单元通过滤波处理分离厢梁挠曲应变和导向轮应变引起波长变化量，分别解算两个应变；将解调波长值、解算应力值及其他关键参数分别发送至监测维护机和人机交互界面，监测维护机进行数据存储、生成日志等，人机交互界面数据图形化显示、超限及故障报警、日志存储及参数配置及装订。本发明实施例提供的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统是一种室外电磁干扰免疫、无需防雷、无源的应力监测系统，该应力监测系统的应力处理单元不仅可以检测轨道厢梁导向轮经过应力，还可以检测厢梁挠曲应力，实现了轨道厢梁应力实时监测，保证了悬挂式列车行驶安全，有效提升了系统的安全性、可靠性和稳定性。

实施例三

图7为本发明实施例三提供的一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法流程示意图，该方法可以由本发明任意实施例提供的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统执行，系统包括依次连接的多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；如图7所示，该方法包括以下步骤：

S701、光波长解调单元对光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至应力处理单元；

S702、应力处理单元基于波长数据获得原始波长变化量，对原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

本发明实施例所提供的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统可执行本发明任意实施例所提供的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法。图8为本发明实施例四提供的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备（如头盔、眼镜、手表等）和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器（ROM）12、随机访问存储器（RAM）13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器（ROM）12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器（RAM）13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出（I/O）接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的

计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法。

在一些实施例中，列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统，其特征在于，包括多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；

所述光栅传感器与所述光纤接续盒的输入端连接，所述光纤接续盒的输出端与所述管线配线架的输入端连接；

所述光波长解调单元与所述管线配线架的输出端连接，所述光波长解调单元用于对多个所述光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至所述应力处理单元；所述光波长解调单元用于对光信号进行光电转换、前级放大和模数转换处理；

所述应力处理单元用于基于所述波长数据获得原始波长变化量，对所述原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于所述第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对所述光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据所述第二波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光波长解调单元用于将获得的光栅反射光强信号经耦合器分为过光线性滤波器和不过所述光线性滤波器两路光强信号，将所述光强信号转换成电流信号，将电流信号转换成电压再经放大后将过所述光线性滤波器与不过所述光线性滤波器得到电压进行相除得到电压比值，根据所述光线性滤波器参数及标定参数转换成光栅反射中心波长。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的系统，其特征在于，所述光栅传感器的金属基底通过胶粘或者焊接方式安装在轨道厢梁上。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个所述光栅传感器包括第一光栅传感器、第二光栅传感器、第三光栅传感器和第四光栅传感器；所述第一光栅传感器和所述第二光栅传感器分别设置在转向架一侧下、上导向轮行经位置；所述第三光栅传感器和第四光栅传感器分别设置在转向架另一侧下、上导向轮行经位置。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括监测维护机和人机交互界面，

所述监测维护机用于将解调电压、所述波长数据、和所述应力值进行显示、存储、和故障状态报警，并生成日志文件；

所述人机交互界面用于显示波长变化量、应力值，并具备应力超限报警及故障报警提醒功能。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管线配线架用于将室外主干光缆的多路光栅传感器信号进行分层及分类，引出每路光栅信号光纤跳线，以接入所述应力处理单元。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的光纤接续盒将所述光栅传感器的尾纤接入主干光缆。

8.一种列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法，其特征在于，由列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测系统执行，所述系统包括依次连接的多个光栅传感器、光纤接续盒、管线配线架、光波长解调单元和应力处理单元；

所述方法包括：

所述光波长解调单元对所述光栅传感器的多路光信号解调，并将解调的波长数据输出至所述应力处理单元；

所述应力处理单元基于所述波长数据获得原始波长变化量，对所述原始波长变化量进行低通滤波获得车辆对厢梁的挠曲应力引起的第一波长变化量，基于所述第一波长变化量从原波长变化量分离出导向轮对光栅传感器应力引起的第二波长变化量，根据波长变化量与应力标定参数得到每个导向轮的应力值。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求8所述的列车导向轮行经位置轨道厢梁应力监测方法。

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