地铁钢轨伤损在线监测方法、电子设备及存储介质与流程

本发明属于钢轨损伤监测，涉及一种钢轨伤损监测方法，尤其涉及一种地铁钢轨伤损在线监测方法、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、近年来，我国地铁交通得到高速发展，钢轨作为地铁运行中的重要组成部分，其安全问题至关重要。钢轨发生伤损的原因主要有：温差导致因热胀冷缩而产生的压力或拉力、列车行驶中碾压、自然灾害和部分人为破坏等。

2、在现有的钢轨伤损监测方法中，比较多的是人工使用探伤工具进行非在线的定期检测方法；或者仅有断轨在线监测方法。在地铁行业中，使用的比较多的是人工探伤工具检测或定期轨道检测车的方法；由于地铁的车速慢，主要在地下区间，发生断轨的概率非常低；但是又由于地铁的通车频率高，钢轨发生伤损的概率远远超于铁路线路。

3、有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的地铁钢轨伤损监测方式，以便克服现有地铁钢轨伤损监测方式存在的上述至少部分缺陷。

技术实现思路

1、本发明提供一种地铁钢轨伤损在线监测方法、电子设备及存储介质，实时性高、误报率低、受环境影响小，可远程获取钢轨伤损数据并进行控制，为地铁交通的安全可靠运行提高保障。

2、为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

3、一种地铁钢轨伤损在线监测方法，所述地铁钢轨伤损在线监测方法包括：

4、步骤s1、采集正常地铁运行线路钢轨的参数作为对比标准数据并存储；

5、步骤s2、根据采集周期采集地铁钢轨参数；

6、步骤s3、将采集参数数据与对比标准数据进行比对；当发现采集参数超出标准参数的设定阀值范围时，进行伤损位置定位；

7、步骤s4、根据伤损位置定位的结果，发送钢轨伤损信息至设定终端或/和服务器。

8、作为本发明的一种实施方式，步骤s1中，在待监测的地铁钢轨两端至少安装两个轨旁监测设备，每个轨旁监测设备分别与在钢轨的左右股安装的换能器传感设备相联接；

9、轨旁监测设备a、轨旁监测设备b作为相邻的两个轨旁监测设备；在同一根钢轨上，通过轨旁监测设备a连接的换能器发送信号，轨旁监测设备b接收信号；轨旁监测设备b连接的换能器发送信号，设备a接收信号；将轨旁监测设备a和轨旁监测设备b接收到的信号通过a/d转换为相应参数，作为比对标准参数存储；在服务器的监控软件上设定好后续钢轨参数采集周期。

10、作为本发明的一种实施方式，步骤s2中，服务器端监控软件根据设定的采集周期，定时通过轨旁监测设备a和轨旁监测设备b重复s1步骤，获得相对应地铁钢轨的相关参数，并与存储好的标准参数进行比较，判断所获取的参数与标准参数之间的偏差范围是否在阀值范围内。

11、作为本发明的一种实施方式，步骤s3中，当轨旁监测设备a和轨旁监测设备b采集到的钢轨参数偏差范围超过了阀值范围，发送钢轨伤损信息至服务器，服务器将轨旁监测设备a和轨旁监测设备b的工作模式做调整，变更为自发自收模式；

12、轨旁监测设备a先通过换能器进行信号的自发自收，判断伤损点位置是否在设备a的范围内；

13、轨旁监测设备b再通过换能器进行信号的自发自收，判断伤损点位置是否在设备b的范围内；

14、轨旁监测设备a和轨旁监测设备b通过信号自发自收的工作模式，判断钢轨伤损的位置是否在各自的监测范围内，并将信息数据发送至服务器；服务器收到信息后，将轨旁监测设备a和轨旁监测设备b恢复成正常工作模式；

15、轨旁监测设备a和轨旁监测设备b所采集到的钢轨参数偏差范围没有超过所设定的阀值范围，将钢轨正常信息数据发送至服务器；

16、服务器收到轨旁监测设备a和轨旁监测设备b的相关数据，判断钢轨是否发生伤损，如发生伤损，将根据收到的位置信息向设定终端或/和服务器发送预警信息。

17、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中，轨旁监测设备有两种工作模式：

18、(1)单发单收工作模式，轨旁监测设备通过换能器将信号发送至钢轨上，在发送信号的时候，不接收信号；当发送完信号后，转入接收信号模式，仅接收其他轨旁设备发送来的信号；

19、(2)自发自收工作模式，轨旁监测设备通过换能器将信号发送至钢轨上，发送信号的同时，也接收信号；

20、这两种工作模式由于能耗的不同，在单发单收模式下，信号的发送距离会比较远，距离为自发自收模式距离的2倍；在正常情况下，轨旁监测设备选用单发单收工作模式，当发生钢轨伤损异常时，更换为自发自收的工作模式。

21、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s1中，每个轨旁监测设备，具备保存4个对比标准钢轨参数类，按照轨旁监测设备的安装位置，分别为该监测设备的左股前端钢轨参数、左股后端钢轨参数；右股前端钢轨参数、右股后端钢轨参数。起始位置的轨旁监测设备仅保存地铁轨道左右股后端钢轨的参数；终止位置的轨旁监测设备仅保存地铁轨道左右股前端钢轨的参数。

22、所述步骤s1中，服务器命令轨旁监测设备a和轨旁监测设备b进行左股钢轨标准比对参数采集，轨旁监测设备a接收到服务器命令后，先向左股钢轨发送若干组(如5组)信号，每组间隔设定时间(如2秒)，发送完信号后，等待轨旁监测设备b的接收信号确认，收到轨旁监测设备b的信号接收确认信息后，轨旁监测设备a改为接收信号模式，通知轨旁监测设备b发送信号，并等待轨旁设备b发送的信号；轨旁监测设备b接收信号后，通过a/d转换得到相应参数数据，作为轨旁监测设备b的左股钢轨前端比对标准数据进行存储；并发送信号接收确认信息给轨旁监测设备a，在收到轨旁监测设备a的确认信息后，轨旁监测设备b转换为信号发送模式，通过换能器将信号发送至左股钢轨上，轨旁监测设备a接收到信号后，通过通过a/d转换得到相应参数数据，作为轨旁监测设备a的左股钢轨后端比对标准数据进行存储；并发送信号收到确认信息给轨旁监测设备b；轨旁监测设备a和轨旁监测设备b在左股钢轨数据采集完成后将通知服务器完成左股数据采集，服务器接收到完成信息后，发送右股钢轨采集命令，直到所有轨旁监测设备的左右股钢轨数据全部采集完毕。

23、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s2中，服务器根据设定好的钢轨参数采集周期，定时向轨旁监测设备发送采集参数命令，命令中包括向至少两个轨旁监测设备发送的采集参数命令。

24、作为本发明的一种实施方式，所述步骤s3中，当轨旁监测设备a和轨旁监测设备b发现其监测的轨道左股或者右股发生钢轨参数与标准参数比对偏离范围超出阀值，则通知服务器发生钢轨伤损现象信息；

25、服务器收到钢轨伤损信息后，向轨旁监测设备a和轨旁监测设备b发送钢轨左股或右股伤损判定命令，轨旁监测设备a和轨旁监测设备b接收到服务器命令后，将进入钢轨伤损判定工作模式；

26、如果判定钢轨左股/右股发生伤损，轨旁监测设备a和轨旁监测设备b将工作模式更换为自发自收模式，进行钢轨的伤损判定；

27、轨旁监测设备a先通过换能器向钢轨的左股/右股发送信号，并同时接收信号，此时轨旁监测设备将接收自身设备向前后端发送的设定范围内的信号，并根据信号发送和接收的时间差，以及信号发送的速度，判定出钢轨伤损的位置是否在轨旁监测设备a的监测范围内，同时发送判定结束信息给轨旁监测设备b；

28、轨旁监测设备b在收到轨旁监测设备a的判定结束信息后，通过换能器向钢轨的左股/右股发送信号，并同时接收信号，此时轨旁监测设备将接收自身设备向前后端发送的设定范围内的信号，并根据信号发送和接收的时间差，以及信号发送的速度，判定出钢轨伤损的基本位置是否在轨旁监测设备b的监测范围内。

29、轨旁监测设备a和轨旁监测设备b在完成钢轨伤损位置是否在本设备监测范围内的判定后，将相关数据发送至服务器，服务器收到信息后，将轨旁监测设备a和轨旁监测设备b的工作模式恢复成正常模式。

30、轨旁监测设备a和轨旁监测设备b在比对新的采集钢轨参数，若参数未发生偏离或发生的偏离的范围未达到阀值上限，则将钢轨正常信息发送至服务器。

31、作为本发明的一种实施方式，轨旁监测设备相互之间的通信方式采用电力线载波通信技术，电源线在解决了轨旁监测设备的供电需求的同时，完成了轨旁监测设备之间的通信线缆载体；轨旁设备与服务器的通信方式为通过电力线载波通信协议转换设备，将轨旁监测设备的数据信号从电力线载波通信协议转换为网络通信协议，连接至网络，与服务器连通；

32、服务器作为轨旁监测设备的信息收集端及命令下发端，当接收到监测正常数据时，会将相关数据进行存储，并根据需要通过软件编写的方式将数据显示终止监测电脑的显示屏幕上；

33、当服务器收到钢轨伤损异常数据时，会分析轨旁监测设备a和轨旁监测设备b上报的钢轨伤损位置判定数据，当钢轨伤损位置在轨旁监测设备a或者轨旁监测设备b的监测范围时，会在直接给出伤损的比较精确的位置判定，当钢轨钢轨伤损位置即不在轨旁监测设备a的监测范围内，又不在轨旁监测设备b的监测范围内时，服务器端将自动将轨旁监测设备a和轨旁监测设备b之间的距离扣除左右两个设备的监测范围，给出钢轨伤损位置的参考距离范围，此时伤损的位置范围比较模糊，只能为一个距离的区间内。

34、根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。

35、根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。

36、本发明的有益效果在于：本发明提出的地铁钢轨伤损在线监测方法、电子设备及存储介质，实时性高、误报率低、受环境影响小，可远程获取钢轨伤损数据并进行控制，为地铁交通的安全可靠运行提高保障。