CN116757370B - 一种基于rfid的铁路全生命周期管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法，涉及铁路工程技术领域，其包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息。通过将地质特征信息和列车的行进过程对铁轨的检测结合起来，便于分析出不同地理环境下铁轨的不同磨损情况，将当前列车的铁轨检测信息写入RFID标签，在下一列车经过时再读出，进而实现铁轨的温度信息与列车对应写入RFID标签的信息不同步到达，并采用铁轨损伤预测和双重验证，便于多元化分析列车行进过程中对铁轨的影响，便于预测铁轨的寿命状态。
Description
技术领域
本发明涉及铁路工程技术领域，具体为一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法。
背景技术
中国铁路是中国境内的一种交通运输形式，为国家的重要基础设施、大众化的交通工具，在中国综合交通运输体系中处于骨干地位，由于铁路出行和运输的便捷性，依旧是运输体系不可缺少的一部分，铁路的铁轨横跨各种地理环境，如山地、丘陵、平原、桥梁、隧道等，在不同的地理环境、温湿度下，铁轨的寿命状态是不一样的，而铁轨的设计又不能针对不同地理环境和温湿度专门设计，这就使监测到铁轨的寿命状态是变化的，而地理环境、温湿度的变化通常是不可预见的，这也就导致铁轨的寿命状态通常无法预测，进而会不定时出现修理铁轨而导致铁路交通受阻的情况发生，尤其是老旧铁路，为了安全问题，铁轨交通的速度也是随着年限延长一降再降。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法，解决了铁轨横跨各种地理环境，而不同的地理环境对铁轨的影响不同，使得铁轨寿命状态预测偏差大的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化；
手持RFID读写器，用于铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并结合GPS定位将问题标记坐标写入到RFID标签，以及将铁轨组侧的地质特征信息再采集后写入到RFID标签；
车载组件，车载组件包括获取铁轨组三维坐标数据的激光雷达、对铁轨组进行点云扫描的3D相机、成组布置于车厢且分布于铁轨上方的热成像仪、对RFID标签进行写入的车载RFID读写器和读取RFID标签的扫描仪，扫描仪读取RFID标签后擦除历史信息并随列车前进中将铁轨组的三维坐标数据、进行点云扫描的结果再次写入RFID标签；
数据分析系统，信息处理终端将热成像仪随列车记录铁轨的温度信息以及扫描仪读取的RFID标签信息实时上传至数据分析系统，并经分析后获得各个铁轨组的寿命状态，再根据铁轨组的寿命状态划分不同安全等级。
优选的，各个所述混凝土桩位于铁轨的外侧，且在远离铁轨的一侧设置有顺序排列的编号，并将编号记载在数据分析系统。
优选的，所述车载组件还包括温湿度、风速传感器和GPS定位模块，在车载组件随列车行进过程中将通过车载RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，所述扫描仪的擦除优先级高于车载RFID读写器的写入优先级，所述GPS定位模块用于对车载组件实时定位。
优选的，工人检测时通过手持RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息写入RFID标签，工人每一次对铁轨进行检测时，均通过移动终端将对各个铁轨组检测的起始时间以及对应铁轨组两端的混凝土桩的编号上传至数据分析系统。
优选的，所述地质特征信息包括地形信息、人为对地形的防护措施信息、地质层结构信息和地质层上人工作业信息。
优选的，按列车车厢数量的等数划分为车厢组，所述车载组件安装于各个车厢组的首尾车厢底部。
优选的，所述数据分析系统根据铁轨组的安全等级处于判断列车是否需要降速才能安全行驶，若需要降速，则对后台工作人员发出警示并记录铁轨组两端混凝土桩的编号，反之不做响应，如果发生降速提示的铁轨组在一个月内安全等级发生两次变化，则向台工作人员发出维修铁轨的提示，并弹出需要维修的铁轨组分布的地理坐标段以及列车预经过的时间。
优选的，所述RFID标签为无源RFID标签，各个所述RFID标签采用唯一ID并被数据分析系统记载，所述数据分析系统预先存储各个铁轨组的长度以及分布的地理坐标段。
一种基于RFID的铁路全生命周期管理方法，采用上述的管理系统：
车载组件安装在列车上后，随着列车的前进中，通过扫描仪读取已经写入的历史信息并对RFID标签擦除后，再写入通过激光雷达、3D相机分别对应获得的铁轨组的三维坐标数据、点云扫描结果以及将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息和风向风速信息，由信息处理终端对扫描仪读取的信息以铁轨组和对应的地理坐标段为信息采集和划分的依据，并将采集和划分的结果上传到数据分析系统；
在列车经过时，数据分析系统根据扫描仪读取RFID标签的信息判断上一列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，并根据上一列车与当前列车的总重变化以及车轮磨损均值差异预测当前列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，在下一列车经过时进行验证，根据上一列车与当前列车热成像仪获取的温度差异预测出基于整重以及车轮磨损均值差异下铁轨的温度变化，在下一列车经过时进行验证，数据分析系统根据上述预测方式和双重验证的结果判断和预测各个铁轨组的寿命状态，并划分不同安全等级，再根据一个月内安全等级发生两次变化判断是否需要进行维修以及进行维修的最优时间段。
（三）有益效果
本发明提供了一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法。具备以下有益效果：
本发明中，通过将地质特征信息和列车的行进过程对铁轨的检测结合起来，便于分析出不同地理环境下铁轨的不同磨损情况，将当前列车的铁轨检测信息写入RFID标签，在下一列车经过时再读出，进而实现铁轨的温度信息与列车对应写入RFID标签的信息不同步到达，并采用铁轨损伤预测和双重验证，便于多元化分析列车行进过程中对铁轨的影响，便于预测铁轨的寿命状态。
本发明中，通过将铁轨组分布地理位置的地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，结合地质特征信息，便于分析出自然和人为影响下，铁轨的安装环境变化对铁轨的寿命影响，进而对铁轨的寿命分析更加可靠。
具体实施方式
下面将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，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：包括RFID标签，手持RFID读写器、车载组件、信息处理终端和数据分析系统，数据分析系统连接云数据库进行信息存储，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化，即列车轮磨损均值指的是列车在停车时对各个车轮磨损度的平均值，列车每次停车的总重变化是通过列车启动进过称重台时获得，信息处理终端位于列车车头的驾驶室内；
铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，例如以两根铁轨为一组，在顺次排列的第二、三根铁轨的对接缝隙处布置混凝土桩，各个混凝土桩位于铁轨的外侧，且在远离铁轨的一侧设置有顺序排列的编号，通过混凝土桩上的编号，便于工人在不对RFID标签进行扫描的情况下可以根据检测方向区分各个铁轨组，用于提高铁轨组的辨识度，为维修提供方便，混凝土桩到铁轨外侧面的距离至少为10cm，最大不超过轨枕超出铁轨的长度，在这个距离下，便于人工或车载组件对RFID标签进行写入，也可以防止列车车轮撞到混凝土桩，在铁轨组的交界缝隙处为轨枕时，混凝土桩预制到轨枕上；
在列车沿铁路线运行停车后，前进方向最后一个铁轨组的信息直接存储到数据分析系统，并对对应的铁轨线路以及经过和预经过的列车的车次信息进行合并存储，并作为预经过的列车数据存储的初始识别信息，在预经过的列车的下一次列车经过时收集的信息自动合并，作为预经过列车的车辆行驶对应铁路线的信息；
RFID标签用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息，铁轨组人工检测的问题标记为工人人工对铁轨检测后发现问题处并按照预先通过制作的符号对应问题类型而做出的标记，标记坐标为工人检测期间携带的GPS定位设备获取铁轨问题处的坐标，之后通过手持RFID读写器写入RFID标签，由于直接标记在铁轨上会被车轮磨损掉，增加了寻找的难度，而通过记录在RFID标签内，可以在确定铁轨问题的大致位置后，这里可以参考混凝土桩的编号进行辨认，通过维修人员对就近处的RFID标签进行扫描并从数据分析系统获取工人检测的方向，可以快速知道铁轨的问题处以及根据制作的符号知道问题标记的铁轨问题类型，便于检测和维修分工进行，提高检测和维修的效率，上述中可在对铁轨维修前从数据分析系统获取工人检测的方向，这样减少获取时对网络的依赖，便于在网络信号不佳的地方快速获取铁轨要维修问题类型，相较于直接将问题类型以及对应的坐标上传至数据分析系统，再由维修工人联网获取，避免了网络问题导致无法确定铁轨问题的类型以及所在位置的情况；
手持RFID读写器，用于铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并结合GPS定位将标记的定位的信息写入到RFID标签，以及铁轨检测工人对铁轨组侧的地质特征信息监测后写入到RFID标签、轨道几何检测包括轨距、左轨向、右轨向、左高低、右高低、水平、三角坑等几何层面的检测，便于知道轨道的线路状态变化进而发现危及行车安全的问题，这里将检测的轨道几何结合分布混凝土桩地理位置的地理坐标段的坐标信息，可以验证出铁轨的布置位置发生变化的情况，不需要进行全部检测，就可以对发生危及行车安全的问题提高预判依据，例如轨道三角坑结合分布混凝土桩地理位置的地理坐标段的坐标信息可以知道轨枕因为轨枕下侧的垫料的位置发生偏移，以及铁轨发生热胀冷缩，这时列车经过轨发生颠簸，且轨道对接缝隙出现加大或缩小，列车在该段行驶时需要降速，进而提高列车行进安全，参见现有技术可知：1、高低不平顺，是指轨道沿钢轨的长度方向在垂向上的凹凸变形，主要包括钢轨表面不平顺、轨道弹性变形和残余变形不均匀，部件的间隙不一致、路基不均匀下沉、各部件之间存在间隙等形成的垂向不平顺；2、轨向不平顺，是指在车轮作用下，钢轨侧面凹凸变形引起的线路中心线方向的变化，它是由轨头侧面磨耗不均匀、轨道横向弹性或阻力不相等、扣件失效等原因造成的，线路左右轨向的变化常常是不一致的，尤其在木枕和扣件薄弱的曲线区段差异更大，常常分别计算左右轨向不平顺，并将左、右轨向不平顺的平均值作为轨道的中心线方向偏差值；3、水平不平顺，是指轨道各个截面上左右两轨顶面高度差的波动变化，水平不平顺的幅值，在曲线上是指扣除正常超高值的偏差部分，在直线上是指扣除一侧钢轨均匀抬高值后的偏差值；4、规矩不平顺，是指在轨道同一截面、钢轨顶面以下16mm处，左右两根钢轨之间的最小内侧距离相对于标准轨距的偏差，规矩的不平顺，对车辆的运行的横向稳定性及曲线磨耗影响比较大；5、复合不平顺，是指在轨道同一位置或在影响机车车辆系统性能的长度范围内，共同存在垂向和横向轨道不平顺而形成的双向不平顺，即“复合”不平顺可知，根据单向几何不平顺的组合形成的多种形式，实际上线路上的不平顺一般都是复合型的不平顺，上述中的轨道几何检测即为工人检测的问题类型；
车载组件，车载组件包括获取铁轨三维坐标数据的激光雷达、对铁轨进行点云扫描的3D相机、成组布置于车厢且分布于铁轨上方的热成像仪、对RFID标签进行写入的车载RFID读写器、读取RFID标签的扫描仪，扫描仪读取RFID标签后擦除历史信息并随列车前进中将铁轨组的三维坐标数据、进行点云扫描的结果再次写入RFID标签，RFID标签为无源RFID标签，各个RFID标签的采用唯一ID并被数据分析系统记载，这样可以方便各个RFID标签被唯一识别，防止识别错误的情况发生，各个RFID标签的采用唯一ID以及并对应分布混凝土桩地理位置的地理坐标段，在布置RFID标签时就将一ID以及并对应分布混凝土桩地理位置的地理坐标段存储到数据分析系统对用的云端，便于数据分析系统弹出对应的分布混凝土桩地理位置的地理坐标段，而发现问题铁轨以及寻找到铁轨的问题部分提供方便；
通过热成像仪，可以知道不同车速变化、总重变化列车在行驶过同一铁轨时铁轨受摩擦热的热证冷缩情况，便于分析不同车速列车在不同负载下列车对铁轨的磨损情况，便于预测铁轨的磨损程度，信息处理终端用于将来自扫描仪的信息发送至数据分析系统，以及控制车载RFID读写器擦除RFID标签上一次写入的信息并将激光雷达、3D相机的获取信息写入RFID标签；
数据分析系统，在信息处理终端将热成像仪记录铁轨的温度信息、扫描仪读取的RFID标签信息上传至数据分析系统后分析获得各个铁轨组的寿命状态，并根据铁轨寿命状态划分为若干安全等级，由于热成像仪记录铁轨的温度信息与列车自身产生的三维坐标数据和点云扫描信息是不同步的，进而在先获得铁轨受温度影响的前提下将获得的完整的列车行进通过激光雷达、3D相机的获取信息进行结合，方便进行单独分析，在两者的结合下可以知道列车行进期间对铁轨的磨损情况以及车轮在与铁轨接触的各点的温度变化情况，进而可以知道铁轨同一位置点不同温度下的尺寸变化以及不同温度下的磨损程度变化，通过将列车行进记录在RFID标签的信息与热成像仪记录铁轨的温度信息分开，也方便分析列车速度变化、载重变化下，在列车启动后，列车相同速度时间段内对不同温湿度、风向风速下列车对铁轨的磨损情况。
数据分析系统预先存储各个铁轨组的长度以及分布的地理坐标段，即在知道每节铁轨的长度后，根据存储的当前铁轨组的长度可以知道铁轨组包含的铁轨数量，也是作为各个铁轨组的轨道长度热胀冷缩发生形变的尺寸参考依据，通过分布混凝土桩地理位置的地理坐标段，可以知道是哪一个铁轨组被检测以及该铁轨组的长度分布所跨的地理坐标，便于根据地理坐标快速找出问题铁轨的大致所在位置，提高了寻找的便捷性。
车载组件在随列车行进过程中将通过车载RFID读写器将铁轨组分布地理位置的地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，通过温湿度信息和风向风速信息，可以知道不同温湿度和风向风速下，行进的列车磨损铁轨的情况，温湿度信息、风向风速信息，通过在铁轨组分布的气象站获得。
工人检测时通过手持RFID读写器将铁轨组分布地理位置的地理坐标段的温湿度信息写入RFID标签，工人每一次对铁轨进行检测时，通过移动终端将对各个铁轨组的检测起始时间以及对应位置的混凝土桩的编号上传至数据分析系统。
地质特征信息包括地形信息、人为对地形的防护措施信息、地质层结构信息、地质层上人工作业信息，地形信息为当前铁轨组处于山地、丘陵、平原、桥梁、隧道等中的哪一种，人为对地形的防护措施信息包括山地处人为使用护坡网对铁轨侧的山体进行保护的情况，地质层结构信息为当前铁轨组位于土质还是砂质、石质的地质上，以及该位置的地质层分布情况，便于知道在不同温湿度、风向风速的情况下地质层发生改变对铁轨的威胁，地质层上人工作业信息为前铁轨组所处地周围是否有工人在进行作业，例如重载运输、挖地、外矿、开山，进而预测地质层结构变化对铁路的潜在威胁。
车载组件分布于若干车厢为一组的该组车厢的首尾车厢上，通过多组的车载组件的设置，提高获取铁轨信息的数量，便于对比去噪，也便于获取更全面的铁轨信息。
数据分析系统根据铁轨组的安全等级处于判断列车是否需要降速才能安全行驶，若需要降速，则对后台工作人员发出警示并记录铁轨组两端混凝土桩的编号，反之不做响应，如果发生降速提示的铁轨组在一个月内安全等级发生两次变化，则向台工作人员发出维修铁轨的提示，并弹出需要维修的铁轨组分布的地理坐标段以及列车预经过的时间，例如上述的安全等级由高到低分别为1级、2级、3级、4级安全，4级安全程度是最不安全的，在到达4级安全程度后必须禁止列车通过，需要快速更换铁轨。
一种基于RFID的铁路全生命周期管理方法，采用上述的管理系统：
车载组件安装在列车上后，随着列车的前进，通过热成像仪记录铁轨的温度信息、通过激光雷达获取铁轨三维坐标数据，以及将铁轨组分布地理位置的地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签并获取RFID标签已经写入记载在RFID标签内的上一列车的信息，以铁轨组以及对应的地理坐标段为信息的采集和划分依据，由信息处理终端对扫描仪读取的信息以铁轨组和对应的地理坐标段为信息采集和划分的依据，并将采集和划分的结果上传到数据分析系统，热成像仪记录铁轨的温度信息与下一次列车经过时读取的本次列车的RFID标签的信息不同步达到数据分析系统；
在列车经过时，数据分析系统根据扫描仪读取RFID标签的信息判断上一列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，并根据上一列车与当前列车的总重变化以及车轮磨损均值差异预测当前列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，在下一列车经过时进行验证，根据上一列车与当前列车热成像仪获取的温度差异预测出基于整重以及车轮磨损均值差异下铁轨的温度变化，在下一列车经过时进行验证，数据分析系统根据上述预测方式和双重验证的结果判断和预测各个铁轨组的寿命状态，并划分不同安全等级，再根据一个月内安全等级发生两次变化判断是否需要进行维修以及进行维修的最优时间段，这里的维修的最优时间段根据数据分析系统对后台工作人员发出维修铁轨的提示，并弹出需要维修的铁轨的分布地理位置的地理坐标段以及列车预经过的时间后，避开列车的经过时段而获得的最长的维修时间段，方便对铁轨进行有效维修，又能不影响列车运行。
实施例二：
本实施例与实施例一的不同之处在于：在布置RFID标签的混凝土桩的外侧套设有隔振材质，例如阻尼铜合金套，泡沫铝材料层、泡沫镁金属材料层，通过隔振材质可以削减列车行进过程中产生的振动对RFID标签的影响。
实施例三：
本实施例与实施例一的不同之处在于：在铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并在轨道几何检测异常的铁轨表面进行标记，这里铁轨表面标记会被列车车轮磨掉，主要在没有列经过的时段进行快速检修使用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化；
手持RFID读写器，用于铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并结合GPS定位将问题标记坐标写入到RFID标签，以及将铁轨组侧的地质特征信息再采集后写入到RFID标签；
车载组件，车载组件包括获取铁轨组三维坐标数据的激光雷达、对铁轨组进行点云扫描的3D相机、成组布置于车厢且分布于铁轨上方的热成像仪、对RFID标签进行写入的车载RFID读写器和读取RFID标签的扫描仪，扫描仪读取RFID标签后擦除历史信息并随列车前进中将铁轨组的三维坐标数据、进行点云扫描的结果再次写入RFID标签；
所述车载组件还包括温湿度、风速传感器和GPS定位模块，在车载组件随列车行进过程中将通过车载RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，所述扫描仪的擦除优先级高于车载RFID读写器的写入优先级，所述GPS定位模块用于对车载组件实时定位；
数据分析系统，信息处理终端将热成像仪随列车记录铁轨的温度信息以及扫描仪读取的RFID标签信息实时上传至数据分析系统，并经分析后获得各个铁轨组的寿命状态，再根据铁轨组的寿命状态划分不同安全等级。
2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：各个所述混凝土桩位于铁轨的外侧，且在远离铁轨的一侧设置有顺序排列的编号，并将编号记载在数据分析系统。
3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：工人检测时通过手持RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息写入RFID标签，工人每一次对铁轨进行检测时，均通过移动终端将对各个铁轨组检测的起始时间以及对应铁轨组两端的混凝土桩的编号上传至数据分析系统。
4.根据权利要求3所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：所述地质特征信息包括地形信息、人为对地形的防护措施信息、地质层结构信息和地质层上人工作业信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：按列车车厢数量的等数划分为车厢组，所述车载组件安装于各个车厢组的首尾车厢底部。
6.根据权利要求5所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：所述数据分析系统根据铁轨组的安全等级处于判断列车是否需要降速才能安全行驶，若需要降速，则对后台工作人员发出警示并记录铁轨组两端混凝土桩的编号，反之不做响应，如果发生降速提示的铁轨组在一个月内安全等级发生两次变化，则向台工作人员发出维修铁轨的提示，并弹出需要维修的铁轨组分布的地理坐标段以及列车预经过的时间。
7.根据权利要求6所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：所述RFID标签为无源RFID标签，各个所述RFID标签采用唯一ID并被数据分析系统记载，所述数据分析系统预先存储各个铁轨组的长度以及分布的地理坐标段。
8.一种基于RFID的铁路全生命周期管理方法，其特征在于，采用权利要求7所述的管理系统：
车载组件安装在列车上后，随着列车的前进中，通过扫描仪读取已经写入的历史信息并对RFID标签擦除后，再写入通过激光雷达、3D相机分别对应获得的铁轨组的三维坐标数据、点云扫描结果以及将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息和风向风速信息，由信息处理终端对扫描仪读取的信息以铁轨组和对应的地理坐标段为信息采集和划分的依据，并将采集和划分的结果上传到数据分析系统；
在列车经过时，数据分析系统根据扫描仪读取RFID标签的信息判断上一列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，并根据上一列车与当前列车的总重变化以及车轮磨损均值差异预测当前列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，在下一列车经过时进行验证，根据上一列车与当前列车热成像仪获取的温度差异预测出基于整重以及车轮磨损均值差异下铁轨的温度变化，在下一列车经过时进行验证，数据分析系统根据上述预测方式和双重验证的结果来判断和预测各个铁轨组的寿命状态，并划分不同安全等级，再根据一个月内安全等级发生两次变化判断是否需要进行维修以及进行维修的最优时间段。
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