一种有砟轨道道床断面检测系统的制作方法

本发明涉及有砟轨道道床断面检测系统。

背景技术：

1、我国铁路高速化进程不断加快，列车行驶速度不断提高，车辆运行的安全问题越来越受到人们的重视，同时对列车维护检修自动化要求也越来越高，为了列车正常安全的运行，需要提高列车的检修效率和质量。如何保障高速铁路运行安全已成为铁路安全管理部门的重点工作。高速铁路在山区及地质活动较频繁地区，道床上道砟由于列车长时间运行或其他原因会造成道床断面不符合列车安全运行标准，威胁高速铁路运行安全。以往，道床断面检测或监测只能以人工测量的方式进行，不仅耗费大量人力物力，而且检测数据存在较多误差，不能真实反映长路线道床断面整体形态变化情况。因此，必须定期地检测高速铁路道床断面的形态变化情况，统计分析道床断面变化趋势，及时发现潜在的风险，以采取相应的补砟、捣固、整型措施，防止高速铁路安全事故的发生。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有道床断面检测或监测只能以人工测量的方式进行，不仅耗费大量人力物力，而且检测数据存在较多误差，不能真实反映长路线道床断面整体形态变化情况的问题，而提出一种有砟轨道道床断面检测系统。

2、一种有砟轨道道床断面检测系统包括：

3、激光扫描组件、识别服务器、数据服务器、网络存储服务器、采集控制工控机、控制箱、相机控制箱、控制操作控制平台、交换机；

4、激光扫描组件用于得到有砟轨道道床断面的相关信息数据；

5、有砟轨道道床断面的相关信息数据包括轨枕埋深、道床顶面宽度、砟肩宽度、砟肩堆高、边坡坡度、缺陷数据以及砟石盈量数据或砟石欠量数据；

6、识别服务器用于对激光扫描组件得到的有砟轨道道床断面的相关信息数据进行识别，识别后数据上传至数据服务器；

7、数据服务器用于对识别服务器识别的有砟轨道道床断面的相关信息数据进行比较处理后输出，将输出的结果存至网络存储服务器上；

8、采集控制工控机采集激光扫描组件的拍摄频率、光源、风机信号，信号上传到网络存储服务器上并传输给控制箱；

9、控制箱接收采集控制工控机发出的信号，对信号隔离放大输出；同时控制箱输出激光扫描组件的单端ttl触发频率信号；

10、相机控制箱接收控制箱输出的激光扫描组件的单端ttl触发频率信号，转换为双路差分信号控制扫描组件的采集频率，同时相机控制箱为扫描组件提供电压；

11、控制操作控制平台通过交换机控制激光扫描组件、识别服务器、数据服务器、网络存储服务器、采集控制工控机、控制箱、相机控制箱的开始和结束。

12、优选地，激光扫描组件为4组，固定在检测车转向架上；

13、检测车转向架上的2组激光扫描组件安装位置位于钢轨正上方，另外两组激光扫描组件安装在钢轨外侧。

14、优选地，各组激光扫描组件中激光器发出红外扇形光带，垂直照射在有砟轨道道床上，在道床上形成光带；同时，各组激光扫描组件中采集装置捕捉光带的图像；

15、各组高精度激光扫描组件将采集到图像信号传输到采集控制工控机；

16、控制工控机分别对四组图像信号数字化处理，输出各组激光扫描组件扫描的断面图像及相应的点数据；

17、对四组激光扫描组件扫描的断面图像及相应的点数据进行合成处理，得到道床断面的相关数据；处理过程为：

18、1)根据4组激光扫描组件的空间安装位置，对4组激光扫描组件采集的图像信息进行坐标变换，使4组激光扫描组件采集的图像信息在同一坐标系下；

19、2)对同一坐标系下的4组激光扫描组件采集的图像信息合成在一个图像内；

20、3)对合成后图像进行滤波处理，得到有砟轨道道床断面的相关信息数据。

21、优选地，数据服务器用于对识别服务器识别的有砟轨道道床断面的相关信息数据进行比较处理后输出，将输出的结果存至网络存储服务器上；具体过程为：

22、对识别服务器识别的有砟轨道道床断面的相关信息数据与标准有砟轨道道床断面信息相比较，输出识别服务器识别的有砟轨道道床病害信息数据。

23、优选地，标准有砟轨道道床断面信息数据包括标准轨枕埋深、标准道床顶面宽度、标准砟肩宽度、标准砟肩堆高、标准边坡坡度、标准缺陷数据以及砟石盈量数据或砟石欠量数据。

24、优选地，道床病害包括轨枕埋深、道床顶面宽度、砟肩宽度、标准砟肩堆高、标准边坡坡度、标准缺陷数据和标准砟石盈/欠量数据。

25、优选地，采集控制工控机采集激光扫描组件的拍摄频率、光源、风机信号，信号上传到网络存储服务器上并传输给控制箱；具体过程为：

26、采集控制工控机采集激光扫描组件的拍摄频率、光源、风机信号，相机组件的拍摄频率、光源、风机信号通过采集控制工控机的采集控制卡传输给控制箱。

27、优选地，网络存储服务器为网络存储，存储空间能够扩展。

28、优选地，一种有砟轨道道床断面检测系统还包括ups供电控制模块。

29、优选地，ups供电控制模块安装在车内机柜内，通过外网远程对操作控制平台、交换机、数据服务器、识别服务器、网络存储服务器、采集控制工控机、控制箱、相机控制箱、激光扫描组件供电。

30、本发明的有益效果为：

31、本发明有砟轨道道床断面检测系统由交换机、数据服务器、识别服务器、网络存储服务器、采集控制工控机、控制箱、相机控制箱、高精度激光扫描组件、ups供电控制模块以及控制操作控制平台所组成。

32、本发明综合运用自动化、智能化检测手段，实现运营线路有砟轨道道床断面状态的快速动态检测与评估；提供准确、可量化的包括轨枕埋深、砟肩宽度、砟肩堆高、边坡坡度、道床顶面宽度和砟石盈/欠量数据的分析报告；同时通过历史数据分析比对结果指导线路维修部门制定具有针对性的轨道、道床维修保养计划，成为作业人员日常线路养护工作中必不可少的工具抓手，也是路局精准掌握道砟道床健康状态的指南针。

33、本发明安装在综合检测列车或工程车上动态智能检测系统，可在时速160公里以下，对铁路有砟轨道道床断面实施动态检测，拥有对有砟轨道道床断面、砟石盈亏等基础设施的综合检测能力。以“动态检测、智能分析、可视化呈现、科学管理”为设计目标，提供针对铁路轨道道床各类缺陷以及砟石盈亏量的动态检测手段，通过数据智能分析和多维度的可视化展现辅助用户研判道床状态，从而构建道床科学化管理、养护体系。

技术特征：

1.一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述激光扫描组件为4组，固定在检测车转向架上；

3.根据权利要求2所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述各组激光扫描组件中激光器发出红外扇形光带，垂直照射在有砟轨道道床上，在道床上形成光带；同时，各组激光扫描组件中采集装置捕捉光带的图像；

4.根据权利要求3所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述数据服务器用于对识别服务器识别的有砟轨道道床断面的相关信息数据进行比较处理后输出，将输出的结果存至网络存储服务器上；具体过程为：

5.根据权利要求4所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述标准有砟轨道道床断面信息数据包括标准轨枕埋深、标准道床顶面宽度、标准砟肩宽度、标准砟肩堆高、标准边坡坡度、标准缺陷数据以及砟石盈量数据或砟石欠量数据。

6.根据权利要求5所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述道床病害包括轨枕埋深、道床顶面宽度、砟肩宽度、标准砟肩堆高、标准边坡坡度、标准缺陷数据和标准砟石盈/欠量数据。

7.根据权利要求6所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述采集控制工控机采集激光扫描组件的拍摄频率、光源、风机信号，信号上传到网络存储服务器上并传输给控制箱；具体过程为：

8.根据权利要求7所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述网络存储服务器为网络存储，存储空间能够扩展。

9.根据权利要求8所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述一种有砟轨道道床断面检测系统还包括ups供电控制模块。

10.根据权利要求9所述的一种有砟轨道道床断面检测系统，其特征在于：所述ups供电控制模块安装在车内机柜内，通过外网远程对操作控制平台、交换机、数据服务器、识别服务器、网络存储服务器、采集控制工控机、控制箱、相机控制箱、激光扫描组件供电。

技术总结一种有砟轨道道床断面检测系统，本发明涉及有砟轨道道床断面检测系统。本发明的目的是为了解决现有道床断面检测或监测只能以人工测量的方式进行，不仅耗费大量人力物力，而且检测数据存在较多误差，不能真实反映长路线道床断面整体形态变化情况的问题。一种有砟轨道道床断面检测系统包括：控制操作控制平台，交换机，数据服务器，识别服务器，网络存储服务器，采集控制工控机，控制箱，相机控制箱，高精度激光扫描组件，UPS供电控制模块。本发明用于轨道道床断面检测领域。技术研发人员：杨德凯,王建军,李杨,张紫豪,苗宏涛,宋旗超,李拥军,刘荣平,秦晓乐,赵宇,王宏华,范利,林川川,白文科,李磊,郭嘉受保护的技术使用者：哈尔滨市科佳通用机电股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25