CN207128911U - 一种铁路轨道监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种铁路轨道监测系统，包括多个测量节点以及网络节点，所述多个测量节点沿所述铁路轨道间隔布置，所述网络节点与所述多个测量节点中至少一个通讯连接并接入互联网；所述测量节点包括：感测装置，所述感测装置沿所述铁路轨道布置，用于采集铁路安全数据；数据收发装置，用于发送/接收所述感测装置采集的所述铁路安全数据；其中，所述多个测量节点通过链式级联方式将各自采集的铁路安全数据传递到所述网络节点，并通过所述网络节点接入的所述互联网向外部传输。本实用新型可以方便的实现远程实时数据传输，远程监视控制和上下载数据程序，降低了偏远地区和地形复杂交通不便等地区的布置和监测的难度。

Description

一种铁路轨道监测系统

技术领域

本实用新型总体来说涉及一种监测系统，具体而言，涉及一种铁路轨道监测系统。

背景技术

现阶段铁路轨道沿线对轨道上环境、车辆和基础设施监控和测量的升级换代和新技术使用增长非常迅速。由于铁路设备对安全的特殊要求，新的功能和设备添加都必须完全独立于既有系统，不可以对既有系统的运行造成任何影响。所以大多数设备采用了4GLTE接入完成数据传输功能，但是由于铁道穿越范围广阔，地形复杂经常有很多区域无法稳定有效的接入移动网络，而且由于监测设备大量的接入4G LTE造成成本较高。另外部分现在技术中也采用有线网络来传输数据，但是一是由于有线连接只提供给部分既有特定设备，不提供给监测设备使用，如使用有线网络则需要对监测设备单独布线从而大幅提高了成本。但是这些地形复杂的区域大多数又是监测重点(比如山区落石，滑坡)，所以迫切需要一种方便接入成本相对较低的监测系统，用于对铁路轨道进行实时的监控。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种便于接入网络的铁路轨道监测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种铁路轨道监测系统，包括多个测量节点以及网络节点，所述多个测量节点沿所述铁路轨道间隔布置，所述网络节点与所述多个测量节点中至少一个通讯连接并接入互联网；

所述测量节点包括：

感测装置，所述感测装置沿所述铁路轨道布置，用于采集铁路安全数据；

数据收发装置，用于发送/接收所述感测装置采集的所述铁路安全数据；

其中，所述多个测量节点通过链式级联方式将各自采集的铁路安全数据传递到所述网络节点，并通过所述网络节点接入的所述互联网向外部传输。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述网络节点包括：

感测装置，所述感测装置沿所述铁路轨道布置，用于采集铁路安全数据；

数据收发装置，用于接收与所述网络节点相连的测量节点所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网向外部传输。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述网络节点包括服务器，所述服务器用于接收与所述网络节点相连的测量节点所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网向外部传输。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述服务器为无线网络基站或铁路轨道道房的服务器。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述网络节点包括第一网络节点以及第二网络节点，所述多个测量节点配置于所述第一网络节点和所述第二网络节点之间，所述多个测量节点级联形成级联链路，并通过所述级联链路将各自采集的铁路安全数据传递到所述第二网络节点；当所述多个测量节点中任一发生故障时，所述多个测量节点沿所述级联链路的反向将各自采集的铁路安全数据传递到所述第一网络节点。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述数据收发装置包括控制单元、至少两个数据接口以及至少一个网络模块；所述感测装置及所述网络模块与所述数据接口连接，所述控制单元控制所述铁路安全数据通过所述网络模块发送/接收。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述数据收发装置还包括休眠/唤醒单元，所述休眠/唤醒单元分别与控制单元以及数据接口连接，所述休眠/唤醒单元根据控制单元指令控制数据接口的运行状态。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述数据收发装置还包括与控制单元连接的显示单元，所述显示单元用于显示设备信息以及运行状态。

根据本实用新型的一实施方式，其中所述数据接口为网络通信接口，所述网络模块为LTE模块、LORA模块以及微波模块的任意一种或几种。

根据本实用新型的一实施方式，其中铁路轨道监测系统还包括用户终端，用于供用户读取所述铁路安全数据或者下达控制指令。

由上述技术方案可知，本实用新型的铁路轨道监测系统的优点和积极效果在于：

本实用新型通过沿铁路轨道间隔设置多个测量节点，并且至少一个测量节点与网络接点相连接，而且多个测量节点之间通过链式级联方式相互连接，由于采用上述特征，多个测量节点即可以用于对铁路轨道进行安全监测，又可以对铁路安全数据进行传输，最终通过网络节点将铁路安全数据上传至互联网，因此本实用新型不但实现远程对铁路轨道的监测，而且可以实时的对铁路轨道进行监测；另外由于设置有多个测量节点互联的方式，可以使得本实用新型适用范围更广，不受地理环境的限制，极大的降低了偏远地区以及地形复杂交通不便等地区的布置和监测的难度，从而有效的提高铁路轨道的安全性，进而提高铁路轨道的运输效率。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种铁路轨道监测系统的整体结构图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种铁路轨道监测系统的数据收发装置的方块图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

下面结合附图1至2，对本实用新型的具体实施方式举例说明如下：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种铁路轨道监测系统的整体结构图。图2是根据一示例性实施方式示出的一种铁路轨道监测系统的数据收发装置的方块图。

如图1所示，本实用新型的一种铁路轨道监测系统100，包括多个测量节点1以及网络节点2，多个测量节点1沿铁路轨道L间隔布置，网络节点2与多个测量节点1中至少一个通讯连接并接入互联网3，测量节点1以及网络节点2均可以采用太阳能和蓄电池的方式供电，但是本实用新型并不以此为限。测量节点1可以包括：感测装置11，感测装置11沿铁路轨道L布置，用于采集铁路安全数据；数据收发装置12，用于发送/接收感测装置11采集的铁路安全数据；其中，多个测量节点1通过链式级联方式将各自采集的铁路安全数据传递到网络节点2，并通过网络节点2接入的互联网3向外部传输。

测量节点1可以沿铁路轨道L间隔的布置，而每个测量节点1可以包括一个或者一个以上的感测装置11。当设置一个感测装置11时，其可以包括多种类型的传感器，例如其可以包括温度、温度、加速度以及轨道信号感器等类型，本实用新型并不限定感测装置11的具体类型。当然感测装置11如果为多个时，感测装置11也可以采用某一种类型传感器，然后多个感测装置11组合对铁路轨道L进行监测。因此本实用新型并不限定感测装置11的具体类型以及数量，本领域技术人员可以根据实际的应用情况自行调整组合感测装置11的类型及数量。

于本实用新型的一实施例中，每一个测量节点1还包括一数据收发装置12。数据收发装置12可以与感测装置11通讯连接，感测装置11将采集到的铁路安全数据通过数据收发装置12进行发送。多个测量节点1之间均可以通过数据收发装置12进行相互连接，具体的连接方式为采用链式级联的方式将每个测量节点1的数据收发装置12相互通讯连接，并且各数据收发装置12之间可以相互发送/接收铁路安全数据，也就是说某一个测量节点1将铁路安全数据传输给下一个的测量节点1，以此类推将铁路安全数据传输到与网络节点2相连测量节点1，然后再通过网络节点2将铁路安全数据传输到外部。

需要说明的是，铁路安全数据的具体类型可以与感测装置1的具体类型对应，因此本实新型并不限定上述铁路安全数据的具体类型。测量节点1间隔的设置于铁路轨道L上，其具体的设置间隔可以根据数据收发装置12的传输距离确定，因此本实用新型并不限定两测量节点1之间的具体间隔。两相邻数据收发装置12之间数据收发可以采用无线的方式来进行传输，但是本实用新型并不限定具体的无线连接方式，只要其可以满足相互之间传输数据的要求即可。

本实用新型采用上述设计，可以方便的实现远程实时数据的传输，并且可以实现远程的监视控制和下传下载铁路安全数据，从而降低偏远地区和地形复杂交通不便等地区的监测难度，大幅降低了对铁路轨道监测的成本，提高了监测的效率，进而提高了经济效益。

于本实用新型的一实施例中，网络节点2可以包括，感测装置21，感测装置21沿铁路轨道L布置，用于采集铁路安全数据；数据收发装置22，用于接收与网络节点2相连的测量节点1所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网3向外部传输。具体来说，网络节点2可以安装于铁路轨道上，感测装置21具体来说可以采用与上述测量节点1的感测装置11相同类型的传感器，使其即具有测量节点1的监测功能，也具有可以上传铁路安全数据的功能。数据收发装置22同样也可以采用与上述测量节点火器1的数据收发装置相同的类型，于此不在赘述。但是需要说明的是，数据收发装置22还应当具有与互联网连接的功能，其可以通过无线或者有线的方式连接至互联网，以上传铁路安全数据，具体通过何种方式连接本申请并不限定，例如数据收发装置22可以通过4G LTE的方式接入互联网，因此本实用新型并不限定具体的连接方式。采用上述设计，可以使得本实用新型的网络节点2不仅可以上传铁路安全数据，而且还可以对采集铁路安全数据，大幅节省了设备的布置成本，进而提高了经济效益。

于本实用新型的一实施例中，网络节点2包括服务器，服务器用于接收与网络节点2相连的测量节点1所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网向外部传输。于本实施例中，网络节点2也可以不采用与测量节点1相似的设计，而是测量节点1的数据收发装置12直接与网络节点2的服务器连接，并且通过服务上传铁路安全数据。具体来说，服务器可以为无线网络基站或铁路轨道道房的服务器，具体的实施方式为，可以在测量节点1的数据的收发装置12上设置有4G LTE模块，数据收发装置12通过4G网络连接至附近的基站，从而实现上传铁路安全数据的目的；再例如可以在数据收发装置12设置有线或无线的网卡，数据收发装置12可以通过有线或者无线的方式与铁路轨道的道房进行网络连接，以实现上传铁路安全数据的目的。采用上述设置可以避免本实用新型重新布线，仅利用现在的网络设备即可以实现对铁路轨道监测的目的，从而进一步节省本实用新型的成本，以及提高本实用新型的实用性和便捷性。

于本实用新型的一实施例中，网络节点2包括第一网络节点23以及第二网络节点24，多个测量节点1配置于第一网络节点23和第二网络节点24之间，多个测量节点1级联形成级联链路，并通过级联链路将各自采集的铁路安全数据传递到第二网络节点24；当多个测量节点1中任一发生故障时，多个测量节点1沿级联链路的反向将各自采集的铁路安全数据传递到第一网络节点23。

为了进一步说明本实用新型的技术方案，现将本实用新型的一具体实施例说明如下，但是需要说明的是以下涉及到的具体数据及设置方式，仅仅是为了说明本实用新型的技术方案，而并非用以限定本实用新型。结合参照图1所示，例如在一段长度为64公里的铁路轨道上，分别在两端设置有第一网络节点23以及第二网络节点24，在第一网络节点23和第二网络节点24之间，可以设置有多个测量节点1，测量节点1的具体数量可以设置64个，也就是说每两个测量节点1之间的间距可以是1公里。测量节点1能过数据通过链式级联，就是每个测量节点都把所采集到的铁路安全数据传输至下一个测量节点，通过手递手的方式把铁路安全数据传输至第一网络节点23或者第二网络节点24上。在实际使用过程中，可以将第一网络节点23与移动网连接，第二网络节点24与铁路轨道旁的道房内的网络设备连接，测量节点1可以从第一网络节点23向第二网络节点24的方向进行数据传输，当其中任意一测量节点1出现故障时，铁路安全数据可以沿原传输方向的相反方向传送至第一网络节点23，并经过第一网络节点23上传至互联网，并且可以同时向系统报警，以通知维护人员对发生故障的测量节点1进行检测维护。

采用上述设计，使得本实用新型的适用范围更加的广泛，尤其适用于一些没有移动网络信号的山区、交通复杂且地形不便的地区，从而极大的提高了本实用新型的适用性以及实用性，而且在保证上述特点的同时，对铁路轨道实现了远程并实时的监控，从而确保了铁路轨道的运营安全。进一步的，由于网络节点2可以通过多种方式连接至互联网，从而可以大幅降低数据运行的费用，可以有效降低本实用新型运营成本，进而提高经济效益。

需要说明的，本实用新型并不限定上述测量节点1的具体数量以及设置的间距，本领域技术人员可以根据实际的使用情况自行调整。网络节点2的具体连接方式并不限定于上述实施例，例如在一些其它实施例中，第一网络节点23可以与铁路轨道L的道房内的网络设备连接，而第二网络节点24可以与移动网络进行连接，因此网络节点1的具体连接方式同样需根据实际使用环境来调整，所以本实用新型对此并不限定。

如图2所示，于本实用新型的一实施中，数据收发装置12包括控制单元121、至少两个数据接口以及至少一个网络模块122；感测装置11及网络模块122与数据接口连接，控制单元121控制铁路安全数据通过网络模块122发送/接收。具体来说，数据设置收发装置12可以包括一个壳体(图中未示出)，控制单元121可以是一个标准的路由转发单元，数据根据原先配置的静态路由表，和启动网络后RIP和OSPF协议自主更新的路由表，按目的IP地址转发，具体来说可以采用MSP430系列主控处理器。数据接口可以设置壳体上，并且与控制单元121控制连接。而数据接口的类型可以采用多种标准接口，例如可以采用RS485接口标准，使数据接口即可以与网络模块通信连接，也可以连接感测装置11以实现数据的传输。而数据接口的数量可以根据感测装置11的数量以及网络模块122的数量来确定，当然一些其它实施例中，如果感测装置11较多的情况下，也可以选择增加数据收发装置12方式来实现。

网络模块122的具体类型可以根据实际需求来确定，其可以采用同一种类型的网络模块，或者采用多种类型的网络模块组合使用，例如其可以采用LTE模块、LORA模块以及微波模块等等任意一种或几种。在实际使用过程中，当需要沿隧道设置测量节点1时，网络模块则可以采用LORA模块来实现，主要是考虑LORA模块可以自适应调整通讯速率，覆盖范围最大8公里，不考虑地形可靠范围1.5公里，可以有效完成穿越隧道，在山体两侧互通等复杂地形的数据传输接入。而当部分测量节点1需要高速数据传输时，数据收发装置12的网络模块则可以选用微波模块，通过视距通讯方式提供5公里范围40Mbps的数据传输。各数据收发装置12之间可以运行多种网络协议，例如可以运行RIP、OSPF、NAT、ICMP、TCP/IP等IP和路由协议的任间一种或几种。采用可以设计可以实现不需要人为控制，即可自动实现对铁路轨道的监测，极大降低了设备的运营成本。进一步由于多种网络模块组合使用，以及数据接口采用标准接口，不仅有效降低了设备的成本，而且能大幅提高本实用新型适用性，使得本实用新型可以适用各种复杂的地形。

如图2所示，于本实用新型的一实施例中，数据收发装置12还包括休眠/唤醒单元123，休眠/唤醒单元123分别与控制单元以及数据接口连接，休眠/唤醒单元123根据控制单元指令控制数据接口的运行状态。每个数据接口均与休眠/唤醒单元123连接，休眠/唤醒单元123可以设置为自动断电模式，或者按配置规则使各数据接口的设备休眠。例如当数据接口有访问数据时，数据接口收到的信息和当前的网络模块122地址匹配时，则唤醒当前网络模块122。则当控制单元需要通过网络模块122发送铁路安全数据时，控制单元121可以直接控制并唤醒当前网络模块122以发送数据。因此休眠/唤醒单元123可以直接配置于数据收发12内，也可以直接配置于网络模块122内，本实用新型对此并不限定。

于本实用新型的一实施中，数据收发装置12还包括与控制单元121连接的显示单元124，显示单元124用于显示设备信息以及运行状态。显示单元124具可以采用LCD材质的显示器，设置于壳体上并且与控制单元121连接，由控制单元121显示单元124所显示的信息。显示单元124也可以采用其它一些材质的显示器，例如可以采用TFT或者LED等类型的显示器，本实用新型对此并不限定。

于本实用新型的一实施例中，铁路轨道监测系统100还可以包括用户终端4以及远程服务端5，所述用户终端3与所述远程服务端4通讯连接，用于供用户通过远程服务端4读取铁路安全数据或者下达控制指令。如图1所示，用户终端4可以是连接到互联网3的个人电脑或者移动设备，其可以通过互联网3与远程服务端5通讯连接，用户可以在用户终端上对铁路轨道系统100进行控制或者读取所采集到铁路安全数据。服务终端4可以设置控制中心内，其具体来说可以是一连接到互联网3的大型数据服务器，其主要用于接收感测装置11采集到的铁路安全数据，并且可以对测量节点1以及网络节点2发出控制指令。

由上述技术方案可知，本实用新型的铁路轨道监测系统的优点和积极效果在于：

本实用新型通过沿铁路轨道间隔设置多个测量节点，并且至少一个测量节点与网络接点相连接，而且多个测量节点之间通过链式级联方式相互连接，由于采用上述特征，多个测量节点即可以用于对铁路轨道进行安全监测，又可以对铁路安全数据进行传输，最终通过网络节点将铁路安全数据上传至互联网，因此本实用新型不但实现远程对铁路轨道的监测，而且可以实时的对铁路轨道进行监测；另外由于设置有多个测量节点互联的方式，可以使得本实用新型适用范围更广，不受地理环境的限制，极大的降低了偏远地区以及地形复杂交通不便等地区的布置和监测的难度，从而有效的提高铁路轨道的安全性，进而提高铁路轨道的运输效率。

以上结合附图示例说明了本实用新型的一些优选实施例式。本实用新型所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本实用新型所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本实用新型的范围之内。

尽管已经参照某些实施例公开了本实用新型，但是在不背离本实用新型的范围和范畴的前提下，可以对所述的实施例进行多种变型和修改。因此，应该理解本实用新型并不局限于所阐述的实施例，其保护范围应当由所附权利要求的内容及其等价的结构和方案限定。

Claims (10)

1.一种铁路轨道监测系统，其特征在于，包括多个测量节点以及网络节点，所述多个测量节点沿所述铁路轨道间隔布置，所述网络节点与所述多个测量节点中至少一个通讯连接并接入互联网；

所述测量节点包括：

感测装置，所述感测装置沿所述铁路轨道布置，用于采集铁路安全数据；

数据收发装置，用于发送/接收所述感测装置采集的所述铁路安全数据；

其中，所述多个测量节点通过链式级联方式将各自采集的铁路安全数据传递到所述网络节点，并通过所述网络节点接入的所述互联网向外部传输。

2.如权利要求1所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述网络节点包括：

感测装置，所述感测装置沿所述铁路轨道布置，用于采集铁路安全数据；

数据收发装置，用于接收与所述网络节点相连的测量节点所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网向外部传输。

3.如权利要求1所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述网络节点包括服务器，所述服务器用于接收与所述网络节点相连的测量节点所采集的铁路安全数据，并通过接入的互联网向外部传输。

4.如权利要求3所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述服务器为无线网络基站或铁路轨道道房的服务器。

5.如权利要求1所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述网络节点包括第一网络节点以及第二网络节点，所述多个测量节点配置于所述第一网络节点和所述第二网络节点之间，所述多个测量节点级联形成级联链路，并通过所述级联链路将各自采集的铁路安全数据传递到所述第二网络节点；当所述多个测量节点中任一发生故障时，所述多个测量节点沿所述级联链路的反向将各自采集的铁路安全数据传递到所述第一网络节点。

6.如权利要求1或2所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述数据收发装置包括控制单元、至少两个数据接口以及至少一个网络模块；所述感测装置及所述网络模块与所述数据接口连接，所述控制单元控制所述铁路安全数据通过所述网络模块发送/接收。

7.如权利要求6所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述数据收发装置还包括休眠/唤醒单元，所述休眠/唤醒单元分别与控制单元以及数据接口连接，所述休眠/唤醒单元根据控制单元指令控制数据接口的运行状态。

8.如权利要求6所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述数据收发装置还包括与控制单元连接的显示单元，所述显示单元用于显示设备信息以及运行状态。

9.如权利要求6所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，所述数据接口为网络通信接口，所述网络模块为LTE模块、LORA模块以及微波模块的任意一种或几种。

10.如权利要求1所述的铁路轨道监测系统，其特征在于，铁路轨道监测系统还包括用户终端，用于供用户读取所述铁路安全数据或者下达控制指令。