CN208411751U - 一种高铁线路测量系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高铁线路测量系统，属于轨道检测领域，包括轮廓测量仪、卫星定位模块、惯性测量模块、位移传感器、数据采集模块、电源模块、计算机、通讯模块和远端服务器；所述电源模块分别与轮廓测量仪、卫星定位模块、惯性测量模块、位移传感器、数据采集模块、通讯模块和计算机相连，所述数据采集模块用于采集轮廓测量仪、卫星定位模块、惯性测量模块和位移传感器检测到的信息并传送至计算机，所述计算机处理得到位置信息、磨损信息和平顺性信息，将各种信息显示并通过通讯模块传送至远端服务器。本实用新型能够检测轨道磨损和平顺性，自动化程度更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及到轨道检测领域，尤其涉及一种高铁线路测量系统。
背景技术
高铁，是指基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路，列车运营速度在200km/h以上。高铁在不同国家、不同时代以及不同的科研学术领域有不同规定。中国国家铁路局将中国高铁定义为设计开行时速250公里以上（含预留）、初期运营时速200公里以上的客运列车专线铁路，并颁布了相应的《高速铁路设计规范》文件。中国国家发改委将中国高铁定义为时速200公里及以上标准的新线或既有线铁路，并颁布了相应的《中长期铁路网规划》文件，将所有时速200公里的轨道线路统一纳入中国高速铁路网范畴。
随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，高铁因其运行速度快、舒适性好、性价比高等优点，已经逐渐成为了人们日常出行的首选交通方式。因高铁的运行速度快、舒适性强，所以对于高铁线路的要求也很高。高铁线路轨道磨损、轨道平顺性的测量变得尤为重要。
公开号为CN202243541U，公开时间为2012年5月30日的中国专利文献公布了一种铁轨侧磨损检测仪，其特征在于：包括尺体，所述的尺体中设有测量模块和电池，所述的尺体中设有压面和触面，所述的压面中设有磁条，所述的触面中设有测头孔，所述的压面和触面为直角分布，所述的触面的背面固定有电子显示屏），所述的电子显示屏中穿有测头，所述的测头与测头孔相对应，所述的测头与压面相平行分布，所述的测头与触面相垂直分布。该专利一种铁轨侧磨损检测仪结构简单，测量精度高，操作方便，提高铁轨的安全性，但是自动化程度不高，且只能检测轨道磨损，功能单一。
公开号为CN102252636B，公开时间为2012年9月5日的中国专利文献公布了一种高铁轨道平顺性检测装置，包括一个带有检测平台的轨道检测车，在检测平台的下表面固定有两个位移器，它们是第一位移器LPDT和第二位移器RPDT，第一位移器LPDT和第二位移器RPDT分别位于轮轴两端的正上方，第一位移器LPDT和第二位移器RPDT的轴线与轮轴的轴线正交，在轮轴的一端安装有里程仪OD，在检测平台的上表面安装有数据处理系统，该数据处理系统包括计算机、位移器数据采集控制盒、OD数据采集卡和电源；其特征在于：在检测平台下表面固定有一个截面为矩形的、中空的检测梁，检测梁与轮轴平行，检测梁横向的垂直平分面与轮轴横向的垂直平分面共面；检测梁的谐振频率不小于70Hz；在检测梁内部安装有两个位移器，分别是第三激光位移器GLPDT和第四激光位移器 GRPDT，在检测梁的下表面、与第三激光位移器GLPDT和第四激 光位移器GRPDT对应的位置各有一个通光孔，第三激光位移器GLPDT和第四激光位移器GRPDT发射的激光束分别穿过上述通光孔后照射到左右股钢轨的轨距点上；在检测梁内部还装有一个轨向惯性测量组件 HIMU]；在检测平台的上表面安装有一个轨向-里程预处理计算机，轨向惯性测量组件HIMU的输出端通过RS422总线与轨向-里程预处理计算机的串口连接；所说的第一位移器LPDT和第二位移器RPDT是激光位移器；在检测平台的上表面安装有一套高低测量系统，它由左惯性测量组件LIMU、右惯性测量组件RIMU和高低预处理计算机组成；左惯性测量组件LIMU和右惯性测量组件RIMU位于轮轴]左右车轮的正上方，左惯性测量组件LIMU和右惯性测量组件RIMU的垂向轴线分别与所对应的左轨道、右轨道横截面的垂直中心线重合；左惯性测量组件LIMU的输出端通过RS422总线与高低预处理计算机的第一串口Com1连接；右惯性测量组件RIMU的输出端通过RS422总线与高低预处理计算机的第二串口Com2连接；第一激光位移器LPDT、第二激光位移器RPDT、第三激光位移器GLPDT和第四激光位移器GRPDT的输出端分别与位移器数据采集盒的相应输入端连接；在检测平台的上表面安装有一个位移器预处理计算机，位移器数据采集盒的输出端通过USB总线与位移器预处理计算机的USB口连接；高低预处理计算机、位移预处理计算机和轨向-里程预处理计算机通过局域网与计算机连接。该专利提出一种能对轨道的高低、轨向进行多种波长连续检测的检测装置和检测方法，并能满足高铁对100米以上的长波不平顺测量需求，但是只能检测轨道的平顺性，相对功能单一，不能满足常规的轨道测量需求。
实用新型内容
本实用新型为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种高铁线路测量系统，本实用新型能够检测轨道磨损和平顺性，自动化程度更高。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种高铁线路测量系统，其特征在于：包括轮廓测量仪、卫星定位模块、惯性测量模块、位移传感器、数据采集模块、电源模块、计算机、通讯模块和远端服务器；所述电源模块分别与轮廓测量仪、卫星定位模块、惯性测量模块、位移传感器、数据采集模块、通讯模块和计算机相连；
所述轮廓测量仪用于采集轨道截面轮廓形状信息；
所述卫星定位模块用于接收定位信息；
所述惯性测量模块用于接收位置信息；
所述位移传感器包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ和位移计Ⅲ配合测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT配合测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度；
所述数据采集模块包括扩展卡尔曼滤波器，按时间序列将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，所述数据采集模块用于采集轨道截面轮廓形状信息、监测点位置信息和位移信息，并将采集的信息传送至计算机；
所述计算机用于处理数据采集模块采集到的信息；所述计算机将轨道截面轮廓形状信息与原始存储数据对比得出轨道磨损信息；所述计算机将位移信息进行处理，得出轨道平顺性信息；所述计算机将监测点的位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块将各个信息发送至远端服务器。
优选的，所述卫星定位模块包括北斗定位模块和GPS定位模块。
优选的，所述通讯模块采用无线通讯方式。
本实用新型的有益效果主要表现在以下方面：
一、本实用新型，本实用新型采用卫星定位模块和惯性测量模块双重配合采集监测点位置信息，扩展卡尔曼滤波器按时间顺序将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，有效减少了因卫星定位信号弱造成定位不准确；轮廓测量仪可以采集轨道的截面轮廓形状，通过数据采集模块传送至计算机，计算机将监测点轨道界面轮廓形状与原是存储数据对比得出磨损信息，位移传感器包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ和位移计Ⅲ配合测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT配合测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度，数据采集模块将位移信息进行采集并传送至计算机，计算机对位移信息进行处理得出平顺性信息，计算机最后将监测点位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息信息显示并通过通讯模块将各个信息发送至远端服务器。
二、本实用新型，卫星定位模块包括北斗定位模块和GPS定位模块，兼容了北斗定位和GPS定位的优点，使得定位更准确。
三、本实用新型，通讯模块采用无线通讯方式，减少了假设系统时的工作量，检修时也越方便。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的具体说明，其中：
图1为本实用新型的结构原理框图；
图中标记：1、轮廓测量仪，2、卫星定位模块，3、惯性测量模块，4、位移传感器，5、数据采集模块，6、电源模块，7、计算机，8、通讯模块，9、远端服务器。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种高铁线路测量系统，其特征在于：包括轮廓测量仪1、卫星定位模块2、惯性测量模块3、位移传感器4、数据采集模块5、电源模块6、计算机7、通讯模块8和远端服务器9；所述电源模块6分别与轮廓测量仪1、卫星定位模块2、惯性测量模块3、位移传感器4、数据采集模块5、通讯模块8和计算机7相连；
所述轮廓测量仪1用于采集轨道截面轮廓形状信息；
所述卫星定位模块2用于接收定位信息；
所述惯性测量模块3用于接收位置信息；
所述位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ和位移计Ⅲ配合测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT配合测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度；
所述数据采集模块5包括扩展卡尔曼滤波器，按时间序列将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，所述数据采集模块5用于采集轨道截面轮廓形状信息、监测点位置信息和位移信息，并将采集的信息传送至计算机7；
所述计算机7用于处理数据采集模块5采集到的信息；所述计算机7将轨道截面轮廓形状信息与原始存储数据对比得出轨道磨损信息；所述计算机7将位移信息进行处理，得出轨道平顺性信息；所述计算机7将监测点的位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块8将各个信息发送至远端服务器9。
本实用新型除远端服务器9以外，其他的所有部件均安装在高速列车上，减少了现场实施，也便于日常维护。所述轮廓测量仪1安装在高速列车车头的中部，所述卫星定位模块2、惯性测量模块3和通讯模块8安装在高速列车顶部，所述位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述的位移计Ⅰ安装在高速列车左侧近车体心盘的位置，所述的位移计Ⅱ安装在高速列车左侧近车辆二轴的位置，所述的位移计Ⅲ安装在高速列车左侧近车辆一轴的位置，所述的左高低加速度计LPDT、右高低位移计RPDT分别安装在高速列车一轴左右轴箱盖正上方的车体底板的下方，所述数据采集模块5、电源模块6和计算机7安装在高速列车车头内部。
本实用新型采用卫星定位模块2和惯性测量模块3双重配合采集监测点位置信息，数据采集模块5中的扩展卡尔曼滤波器按时间顺序将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，有效减少了因卫星定位信号弱造成定位不准确；轮廓测量仪1可以采集轨道的截面轮廓形状，通过数据采集模块5传送至计算机7，计算机7将监测点轨道界面轮廓形状与原是存储数据对比得出磨损信息，位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ用以测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT、右高低位移计RPDT用于测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度，数据采集模块5将位移信息进行采集并传送至计算机7，计算机7对位移信息进行处理得出平顺性信息，计算机7最后将监测点位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块8将各个信息发送至远端服务器9。
实施例2
如图1所示，一种高铁线路测量系统，其特征在于：包括轮廓测量仪1、卫星定位模块2、惯性测量模块3、位移传感器4、数据采集模块5、电源模块6、计算机7、通讯模块8和远端服务器9；所述电源模块6分别与轮廓测量仪1、卫星定位模块2、惯性测量模块3、位移传感器4、数据采集模块5、通讯模块8和计算机7相连；
所述轮廓测量仪1用于采集轨道截面轮廓形状信息；
所述卫星定位模块2用于接收定位信息；
所述惯性测量模块3用于接收位置信息；
所述位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ和位移计Ⅲ配合测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT配合测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度；
所述数据采集模块5包括扩展卡尔曼滤波器，按时间序列将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，所述数据采集模块5用于采集轨道截面轮廓形状信息、监测点位置信息和位移信息，并将采集的信息传送至计算机7；
所述计算机7用于处理数据采集模块5采集到的信息；所述计算机7将轨道截面轮廓形状信息与原始存储数据对比得出轨道磨损信息；所述计算机7将位移信息进行处理，得出轨道平顺性信息；所述计算机7将监测点的位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块8将各个信息发送至远端服务器9。
优选的，所述卫星定位模块2包括北斗定位模块和GPS定位模块。
优选的，所述通讯模块8采用无线通讯方式。
本实用新型除远端服务器9以外，其他的所有部件均安装在高速列车上，减少了现场实施，也便于日常维护。所述轮廓测量仪1安装在高速列车车头的中部，所述卫星定位模块2、惯性测量模块3和通讯模块8安装在高速列车顶部，所述位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述的位移计Ⅰ安装在高速列车左侧近车体心盘的位置，所述的位移计Ⅱ安装在高速列车左侧近车辆二轴的位置，所述的位移计Ⅲ安装在高速列车左侧近车辆一轴的位置，所述的左高低加速度计LPDT、右高低位移计RPDT分别安装在高速列车一轴左右轴箱盖正上方的车体底板的下方，所述数据采集模块5、电源模块6和计算机7安装在高速列车车头内部。
本实用新型采用卫星定位模块2和惯性测量模块3双重配合采集监测点位置信息，数据采集模块5中的扩展卡尔曼滤波器按时间顺序将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，有效减少了因卫星定位信号弱造成定位不准确；轮廓测量仪1可以采集轨道的截面轮廓形状，通过数据采集模块5传送至计算机7，计算机7将监测点轨道界面轮廓形状与原是存储数据对比得出磨损信息，位移传感器4包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ用以测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT、右高低位移计RPDT用于测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度，数据采集模块5将位移信息进行采集并传送至计算机7，计算机7对位移信息进行处理得出平顺性信息，计算机7最后将监测点位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块8将各个信息发送至远端服务器9。卫星定位模块2包括北斗定位模块和GPS定位模块，兼容了北斗定位和GPS定位的优点，使得定位更准确。通讯模块8采用无线通讯方式，减少了假设系统时的工作量，检修时也越方便。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (3)
1.一种高铁线路测量系统，其特征在于：包括轮廓测量仪（1）、卫星定位模块（2）、惯性测量模块（3）、位移传感器（4）、数据采集模块（5）、电源模块（6）、计算机（7）、通讯模块（8）和远端服务器（9）；所述电源模块（6）分别与轮廓测量仪（1）、卫星定位模块（2）、惯性测量模块（3）、位移传感器（4）、数据采集模块（5）、通讯模块（8）和计算机（7）相连；
所述轮廓测量仪（1）用于采集轨道截面轮廓形状信息；
所述卫星定位模块（2）用于接收定位信息；
所述惯性测量模块（3）用于接收位置信息；
所述位移传感器（4）包括位移计Ⅰ、位移计Ⅱ、位移计Ⅲ、左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT，所述位移计Ⅰ、位移计Ⅱ和位移计Ⅲ配合测量车体相对转向架的位移，所述左高低位移计LPDT和右高低位移计RPDT配合测量车体相对于左右轮轴的位移和车体底板左右侧加速度；
所述数据采集模块（5）包括扩展卡尔曼滤波器，按时间序列将定位信息和位置信息整合得到监测点位置信息，所述数据采集模块（5）用于采集轨道截面轮廓形状信息、监测点位置信息和位移信息，并将采集的信息传送至计算机（7）；
所述计算机（7）用于处理数据采集模块（5）采集到的信息，将轨道截面轮廓形状信息与原始存储数据对比得出轨道磨损信息，将位移信息进行处理，得出轨道平顺性信息，将监测点的位置信息、轨道磨损信息和轨道平顺性信息显示并通过通讯模块（8）将各个信息发送至远端服务器（9）。
2.根据权利要求1所述的一种高铁线路测量系统，其特征在于：所述卫星定位模块（2）包括北斗定位模块和GPS定位模块。
3.根据权利要求1所述的一种高铁线路测量系统，其特征在于：所述通讯模块（8）采用无线通讯方式。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820693441.8U CN208411751U (zh) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 一种高铁线路测量系统 |
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| CN201820693441.8U CN208411751U (zh) | 2018-05-10 | 2018-05-10 | 一种高铁线路测量系统 |
Publications (1)
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| CN208411751U true CN208411751U (zh) | 2019-01-22 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109878550A (zh) * | 2019-03-08 | 2019-06-14 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于北斗定位装置的动静态轨道检测系统及实现方法 |
| CN111721250A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 中国地质大学（北京） | 一种铁路轨道平顺性实时检测装置及检测方法 |
| CN115535026A (zh) * | 2022-12-05 | 2022-12-30 | 北京智弘通达科技有限公司 | 一种铁路轨道平整度检测方法及系统 |
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