一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统及方法与流程

本发明涉及轨道交通监测技术，尤其是涉及一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统及方法。

背景技术：

1、铁路道岔框架尺寸是沿岔枕方向两基本轨内侧间距，列车通过道岔时基本轨受车轮横向水平推力。如果道床捣固不密实，扣件紧固不良，基本轨产生横向位移，从而造成道岔框架尺寸变化。道岔框架尺寸影响行车平稳，尖轨密贴等。框架尺寸是道岔日常检查中必须测量的项目。铁路相关标准规定道岔框架按照道岔设计图布设，偏差小于±2mm。道岔框架尺寸目前主要是天窗时由框架尺测得，这种方式仅能在道岔不过车时测量，不能测量过车时道岔框架尺寸。近年有研究提出在轨旁固定超声波传感器或摄像头监测过车时基本轨横向位移，但这些方法存在如下缺点，安装地点受限制，安装复杂，系统成本比较高，测量精度不高，而且受雨雪雾天气的影响。本专利提出一种道岔框架尺寸监测系统及方法，可以实时测量道岔框架尺寸和基本轨横向位移。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统及方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、作为本发明的第一方面，提供一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，所述系统包括：

4、监测单元，所述的监测单元成对设置于道岔基本轨轨底两侧，用于监测道岔的框架尺寸和基本轨横向位移，包括用于测量基本轨横移的激光位移传感器和基本轨垂向振动的振动传感器；

5、反射面，与监测单元配合设置，用于反射激光位移传感器的发射光；

6、监测主机，与监测单元无线通信连接。

7、作为优选技术方案，多对所述的监测单元分别设置于道岔基本轨的尖轨牵引点以及心轨牵引点处。

8、作为优选技术方案，所述的反射面固定在道岔板上或岔枕上。

9、作为优选技术方案，所述的基本轨垂向振动传感器为检测基本轨垂直方向振动设置的加速度传感器。

10、作为优选技术方案，所述监测单元包括：

11、高精度数模芯片，将传感器输出模拟信号转换为数字信号；

12、第一处理器，用于执行监测单元工作流程；

13、第一随机访问存储器和第一固定存储器，为处理器提供运行程序所需存储介质；

14、第一通信模块和第一天线，用于与监测主机通信。

15、作为优选技术方案，所述监测单元通过第一电池供电，并采用第一电源模块将第一电池输入转换为各模块所需电压。

16、作为优选技术方案，所述监测主机包括：

17、第二处理器，用于执行监测主机工作流程；

18、第二随机访问存储器和第二固定存储器，为第二处理器提供运行程序所需存储介质；

19、第二通信模块和第二天线，实现提供无线局域网，供调阅终端和所有监测主机数据传输。

20、作为优选技术方案，所述的监测主机通过第二电池供电，第二电源模块将第二电池输入转换为监测主机各模块所需电压。

21、作为本发明的第二方面，提供一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测方法，其特征在于，应用如上所述的道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，所述方法循环执行以下工作流程：

22、上电执行初始化后，设定定时器周期t，监测单元进入节能睡眠模式；

23、监测单元在设定睡眠周期t到时后，退出睡眠模式，采集一次位移传感器和振动传感器静态数据，将数据发送给监测主机后，再设定定时器周期t，监测单元进入节能睡眠模式。

24、作为优选技术方案，所述监测单元在睡眠期间，如果振动传感器输入超出第一设定阈值h，则退出睡眠模式，激活过车采集，开始高频次采集振动传感器和位移传感器数据，保存到设备内存中；

25、在过车采集中，如果振动传感器输入低于第二设定阈值l，则停止过车采集，将过车采集到的所有数据发送给监测主机后监测单元进入睡眠模式。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、1)本发明可以实时测量静态和道岔过车时的道岔框架尺寸及基本轨横向位移，测量精度高，不受恶劣天气的影响。

28、2)系统采用分布式方式，每个监测单元单独工作。监测单元由电池供电，采用休眠唤醒机制，在不采集时处在休眠状态节约电量消耗，提高工作时长。

29、3)系统间数据传输采用无线方式，没有现场布线的限制。

30、4)设备方便拆装，可以用于不同道岔的测量。

技术特征：

1.一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，多对所述的监测单元(202)分别设置于道岔基本轨(201)的尖轨牵引点以及心轨牵引点处。

3.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述的反射面(203)固定在道岔板上或岔枕上。

4.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述的基本轨垂向振动传感器为检测基本轨垂直方向振动所设置的加速度传感器(302)。

5.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述监测单元(202)包括：

6.根据权利要求5所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述监测单元(202)通过第一电池(304)供电，并采用第一电源模块(303)将第一电池(304)输入转换为各模块所需电压。

7.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述监测主机(101)包括：

8.根据权利要求1所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，其特征在于，所述的监测主机(101)通过第二电池(401)供电，第二电源模块(402)将第二电池(401)输入转换为监测主机(101)各模块所需电压。

9.一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测方法，其特征在于，应用如权利要求1-8任一所述的道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统，所述方法循环执行以下工作流程：

10.根据权利要求9所述的一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测方法，其特征在于，所述监测单元(202)在睡眠期间，如果振动传感器输入超出第一设定阈值h，则退出睡眠模式，激活过车采集，开始高频次采集振动传感器和位移传感器数据，保存到设备内存中；

技术总结本发明涉及一种道岔框架尺寸和基本轨横向位移监测系统及方法，所述系统包括：监测单元，所述的监测单元成对设置于道岔基本轨轨底两侧，用于监测道岔的框架尺寸和基本轨横向位移，包括用于测量基本轨横移的激光位移传感器和基本轨垂向振动的振动传感器；反射面，与监测单元配合设置，用于反射激光位移传感器的发射光；监测主机，与监测单元无线通信连接。与现有技术相比，本发明可以实时测量静态和道岔过车时的道岔框架尺寸及基本轨横向位移，测量精度高，不受恶劣天气的影响。系统采用分布式方式，每个监测单元单独工作，并且监测单元由电池供电，采用休眠唤醒机制，在不采集时处在休眠状态节约电量消耗，提高工作时长。技术研发人员：马赛,黄安全,余云,王森,杨凡,陈维明,胡炜强,杨东成,桓建栋,曹怿,廖卫龙,吴昊,李强强,谢筱,褚辉,王云波,邹煜浩受保护的技术使用者：通号通信信息集团上海有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15