一种智能轨道探伤组合车及控制方法技术

本发明专利技术属于铁路施工监测技术领域，公开了一种智能轨道探伤组合车及控制方法,应用物联网技术与现代控制技术实现自行走、高精度、易操作和远程控制；辅助完成大型探伤车的铁路故障检测；实现智能化无人操作，自行走，记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号；用计算机处理记录得到的探伤信号，实现不起落或自动起落。本发明专利技术设置有人参与的检测和自动检两个功能模块，应用物联网技术与现代控制技术可实现自行走、高精度、易操作和远程控制。同时对其工业设计要素进行了设计；它既可以辅助完成大型探伤车的铁路故障检测，又能完全取代手推式探伤设备的铁路检修任务，能更好地满足轨道探伤检测的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种智能轨道探伤组合车及控制方法
本专利技术属于铁路施工监测
，尤其涉及一种智能轨道探伤组合车及控制方法。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：目前国内外钢轨无损检测都以超声波探伤技术为主，具有灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害的优点，能对缺陷进行定位和定量检测。目前已有的设备包括大型轨道探伤车、小型轨道探伤车和手推式小型轨道探伤车，都是利用超声波进行钢轨伤损探测。随着我国经济的高速发展，铁路和轨道交通的重要作用越来越凸显，铁轨一旦出现意外将会产生毁灭性的结果和不可估量的损失。列车在运行的过程会对钢轨产生摩擦、挤压、弯曲以及冲击作用，使轨道出现各样的损伤，导致钢轨折断等各种铁路事故。对铁路轨道进行实时伤损检测是保证轨道安全运行的重要措施。我国目前主要的铁路探伤设备的手推式钢轨探伤车，手推式小型探伤车穿透能力强，检测敏感性好，同时有较高的检出率，但是探伤效率低下且需要耗费很大人力，探伤结果也会受操作人员的经验、操作习惯等人为因素的影响。而大型的探伤车功能齐全，检测速率高，监测的准确性好、数据可以实时处理，也可进行存储和回放等优点。但是大型超声钢轨探伤车检测环境受限因素较多，一般需要轨面平整清洁、而且检测方式为离线式的轨道检测。小型手推式探伤设备检测速率底，不能满足行的铁路探伤需求；而大型探伤车还没有实现国有化生产，技术被国外垄断，昂贵的价格使配置数量受到一定的限制，开展有效的工作比较困难。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)手推式小型探伤车只能满足基本的检测功能、检测效率低、规模小，无法搭载操作人员，搭载的功能部件裸露，工作人员容易疲劳，不能满足现行的铁路探伤需求。(2)小型轨道探伤车可以实现有人驾驶和无人驾驶，但是目前的设备整体设计简陋，缺乏安全感，整体尺寸、结构和功能结合不合理、工作座椅不符合人机，容易产生疲劳感，无法满足搭载精密仪器和工作人员舒适工作环境的需求。(3)大型探伤车集探伤、铁路维护、维修等多种功能，体量较大，检测环境受限因素较多，一般需要轨面平整清洁、而且检测方式为离线式的轨道检测。解决上述技术问题的意义：随着技术的发展和社会的进步，应用工业设计的理念和方法综合平衡产品的功能、外观和人机要素等，结合现代智能控制技术，开发设计一款探伤工作实现智能化无人操作、自行走、记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号，用计算机处理记录得到的探伤信号，实现探伤轮不起落或自动起落；外观风格现代科技、人机协作效率高、人机关系协调的现代新型智能轨道探伤组合车填补国内市场的空白，降低人力成本，能促使我国轨道探伤设备向智能化、高端化转型升级，能更好地满足行业的需求，符合我国智能制造的发展趋势。本专利技术解决了还没有实现国有化生产，技术被国外垄断，昂贵的价格使配置数量受到一定的限制，开展有效的工作比较困难的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种智能轨道探伤组合车及控制方法。本专利技术是这样实现的，一种智能轨道探伤组合车的控制方法，所述智能轨道探伤组合车的控制方法包括：应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行智能轨道探伤车的铁路故障检测；进行记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号；利用计算机处理记录得到的探伤信号，控制智能轨道探伤车的自动起落；轨道维修车牵引智能轨道探伤车前行，当智能轨道探伤车检测出铁路损伤后，将受损的具体信息经过计算机分析处理后发送到轨道维修车，轨道维修车对数据获取后，发出维修指令，轨道维修车维修损伤的铁路后，通过智能轨道探伤车对铁路安全状况进行再次检测，检测维修是否彻底。进一步，应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行智能轨道探伤车的铁路故障检测中，采用信号中继器进行远距离传输无线网络，实现铁路养护段的计算机与轨道上行驶的智能轨道探伤车形成局域网；智能轨道探伤车适当部位集成的超声波检测仪、位移传感器、变形传感器、压力传感器与无线网终端设备连接；无线网终端设备通过网络与计算机连接；智能轨道探伤车集成的控制设备采集超声波检测仪、位移传感器、变形传感器、压力传感器检测的数据，对出现有缺陷的部位，进行位置确定、数据记录和现场位置标注；计算机集成的控制软件同步完成缺陷部位的实时监控、记录和报警，同时对智能轨道探伤车采集监测数据进行统计和分析、并存入服务器，方便后期随时筛选和查看历史数据；计算机通过控制软件控制智能轨道探伤车的自动运行，智能化无人操作；通过智能轨道探伤车车体集成的超声波检测仪、位移传感器、变形传感器、压力传感器和无线传输技术加强我国铁路道口的现代化改造，必将提高铁路轨道缺陷、位移、变形等监测自动化水平，提升轨道铁路运行的安全性。进一步，位移传感器的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p-1x*(t)；变形传感器接收的信号y(t)表示为：y(t)＝s(t)+n(t)；其中，s(t)为调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，s(t)的解析形式表示为：其中，N为采样点数，an为发送的信息符号，an＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，an＝ej2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，Tb表示符号周期，fc表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；压力传感器检测的的信号模型表示为：其中，N为时频重叠信号的信号分量个数，n(t)是加性高斯白噪声，si(t)为时频重叠信号的信号分量，表示为式中Ai表示信号分量的幅度，ai(m)表示信号分量的码元符号，p(t)表示成型滤波函数，Ti表示信号分量的码元周期，fci表示信号分量的载波频率，表示信号分量的相位。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述智能轨道探伤车的控制方法的计算机程序。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述智能轨道探伤车的控制方法的信息数据处理终端。本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的智能轨道探伤车的控制方法。本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述智能轨道探伤组合车的控制方法的智能轨道探伤组合车，智能轨道探伤组合车包括：智能轨道探伤车，用于应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行铁路故障检测；进行记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号；通过利用计算机处理记录得到的探伤信号，进行智能轨道探伤车自动起落的控制；轨道维修车，牵引智能轨道探伤车前行，当智能轨道探伤车检测出铁路损伤后，将受损的具体信息经过计算机分析处理后发送到轨道维修车，轨道维修车对数据获取后，发出维修指令，轨道维修车维修损伤的铁路后，通过智能轨道探伤车对铁路安全状况进行再次检测，检测维修是否彻底。进一步，所述智能轨道探伤车设置有底座，所述底座的前端嵌装有感应器组件，所述底座的两侧安装有探伤轮；探伤轮上安装有喷头或者喷笔组件；所述底座的上端通过转轴活动安装有探伤车车体，所述车体的前端安装有雷达，所述探伤车车体的上端嵌装有车灯，所述车体的顶部安装有激光测距仪及摄像机组件，所述探伤车车体的两侧安装有侧门。进一步，所述底座本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能轨道探伤组合车的控制方法，其特征在于，所述智能轨道探伤组合车的控制方法包括：应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行智能轨道探伤车的铁路故障检测；进行记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号；利用计算机处理记录得到的探伤信号，控制智能轨道探伤车的自动进行探伤检测；轨道维修车牵引智能轨道探伤车前行，当智能轨道探伤车检测出铁路损伤后，将受损的具体信息经过计算机分析处理后发送到轨道维修车，轨道维修车对数据获取后，发出维修指令，轨道维修车维修损伤的铁路后，通过智能轨道探伤车对铁路安全状况进行再次检测，检测维修是否彻底。

【技术特征摘要】
1.一种智能轨道探伤组合车的控制方法，其特征在于，所述智能轨道探伤组合车的控制方法包括：应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行智能轨道探伤车的铁路故障检测；进行记录并实时传输伤损、里程和线路特征信号；利用计算机处理记录得到的探伤信号，控制智能轨道探伤车的自动进行探伤检测；轨道维修车牵引智能轨道探伤车前行，当智能轨道探伤车检测出铁路损伤后，将受损的具体信息经过计算机分析处理后发送到轨道维修车，轨道维修车对数据获取后，发出维修指令，轨道维修车维修损伤的铁路后，通过智能轨道探伤车对铁路安全状况进行再次检测，检测维修是否彻底。2.如权利要求1所述的智能轨道探伤组合车的控制方法，其特征在于，应用物联网技术进行自行走和远程控制；进行智能轨道探伤车的铁路故障检测中，采用信号中继器进行远距离传输无线网络，实现铁路养护段的计算机与轨道上行驶的智能轨道探伤车形成局域网；智能轨道探伤车体适当部位集成的超声波检测仪、位移传感器、变形传感器、压力传感器与无线网终端设备连接；无线网终端设备通过网络与计算机连接；智能轨道探伤车集成的控制设备采集超声波检测仪、位移传感器、变形传感器、压力传感器检测的数据，对出现有缺陷的部位，进行位置确定、数据记录和现场位置标注；计算机集成的控制软件同步完成缺陷部位的实时监控、记录和报警，同时对智能轨道探伤车采集监测数据进行统计和分析、并存入服务器；计算机通过控制软件控制智能轨道探伤车的自动运行。3.如权利要求1所述的智能轨道探伤组合车的控制方法，其特征在于，位移传感器的数字调制信号x(t)的分数低阶模糊函数表示为：其中，τ为时延偏移，f为多普勒频移，0＜a,b＜α/2，x*(t)表示x(t)的共轭，当x(t)为实信号时，x(t)＜p＞＝|x(t)|＜p＞sgn(x(t))；当x(t)为复信号时，[x(t)]＜p＞＝|x(t)|p-1x*(t)；变形传感器接收的信号y(t)表示为：y(t)＝s(t)+n(t)；其中，s(t)为调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，s(t)的解析形式表示为：其中，N为采样点数，an为发送的信息符号，an＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，an＝ej2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，Tb表示符号周期，fc表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；压力传感器检测的的信号模型表示为：其中，N为时频重叠信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玲玉，罗怀林，李美鑫，徐刚，许雯娜，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51