一种三维激光位移计铁轨监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维激光位移计铁轨监测系统，包括安装于桩底部的激光监测仪和安装于轨枕的靶标以及与靶标进行数据连接的接收器、传送器、转换器、分析器、海量数据存储器、搜索引擎、预警装置；所述靶标内置有数据采集单元、数据传输单元和数据处理单元。可以实时动态监测以25Hz的速度采集铁轨三维位移数据，并将数据实时发送到服务器，使客户可以及时的观测到铁轨的安全状态，而且，可以同时监测铁轨在三维方向的位移，并且精度都高达0.1mm，服务器数据平台也可以实时采集并记录数据，并且在监测数据超出安全范围时提供告警服务；具有外观设计紧凑美观，安装简单快捷，可以实现全天候动态监测，精度高、稳定性好。

【技术实现步骤摘要】
一种三维激光位移计铁轨监测系统
本专利技术涉及铁轨监测
，具体为一种三维激光位移计铁轨监测系统。
技术介绍
铁轨三维位移监测系统是对一定区段轨道设施安全进行观察、监视和管理的重要设备，随着铁路提速的发展，传统的监测设备由于精度低、使用麻烦，无法长期监测等问题已经不能满足铁路安全管理的应用需求。近年来由于图像处理技术和激光技术的发展和应用，可以实现高精度实时动态的监测，并逐渐得到了用户认可，并逐步开始应用于不同需求行业，如铁轨摆幅监测，隧道沉降监测，道路挠度监测等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种三维激光位移计铁轨监测系统，具有全天候、动态监测、精度高、稳定性好等优点，能为铁路运营、安全控制提供装备技术上的强力支持，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种三维激光位移计铁轨监测系统，包括安装于桩底部的激光监测仪和安装于轨枕的靶标以及与靶标进行数据连接的接收器、传送器、转换器、分析器、海量数据存储器、搜索引擎、预警装置；所述靶标内置有数据采集单元、数据传输单元和数据处理单元；所述接收器用于接收靶标反馈的数据，并将数据发送至传送器；所述传送器向上对接指标接收器、数据分析器的指标数据、聚合指标数据上报，向下将数据投递至海量数据存储器、搜索引擎；所述转换器接收来自传送器的数据流，并将其投递至指定的目标容器；所述分析器针对物联网终端设备所上报的海量数据进行聚合计算。优选的，所述激光监测仪包括激光固定架盖子和安装在激光固定架盖子底部的激光底座，激光固定架盖子的顶部安装有高透光学玻璃，高透光学玻璃通过胶密封在激光固定架盖子上，激光固定架盖子的空腔内还设置有激光、激光固定板、激光测距板、底板和电路板，激光固定在激光固定板的安装孔内，激光固定板上安装有电路板；激光固定板连带激光、电路板固定在底板上，底板的另一面通过四个螺钉固定安装激光测距板，底板的底面贯通有三个螺纹孔，并通过在三个螺纹孔内紧固螺钉与激光底座固定连接。优选的，所述数据采集单元和数据处理单元采用RS422或RS232芯片。优选的，所述数据传输单元采用4G无线传输模块或有线传输。优选的，所述传送器选用Kafka作为基础中间件系统。优选的，所述数据存储器选用Hbase作为大数据存储容器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本三维激光位移计铁轨监测系统，可以实时动态监测以25Hz的速度采集铁轨三维位移数据，并将数据实时发送到服务器，使客户可以及时的观测到铁轨的安全状态，而且，可以同时监测铁轨在三维方向的位移，并且精度都高达0.1mm，服务器数据平台也可以实时采集并记录数据，并且在监测数据超出安全范围时提供告警服务。2、本三维激光位移计铁轨监测系统，适用于桥墩、轨道、隧道动态挠曲度及垂直行位移的监测，竣工验收、鉴定、军用浮桥、吊桥等特殊检测、大坝、码头的变形及震动位移监测、或大跨度结构的梁、柱、高层建筑、起重机械、钻井平台等的变形、振动的位移等，具有外观设计紧凑美观，安装简单快捷、高集成度，高稳定性、强抗干扰性等优点，可以实现全天候、动态监测、精度高、稳定性好，能为铁路运营、安全控制提供装备技术上的强力支持。附图说明图1为本专利技术的系统框架图；图2为本专利技术的系统流程图；图3为本专利技术的实体示意图；图4为本专利技术的激光监测仪结构图。图中：1激光监测仪、11激光固定架盖子、12高透光学玻璃、13激光、14激光固定板、15激光测距板、16底板、17电路板、18激光底座、2靶标、21数据采集单元、22数据传输单元、23数据处理单元、3接收器、4传送器、5转换器、6分析器、7海量数据存储器、8搜索引擎、9预警装置。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术实施例中：一种三维激光位移计铁轨监测系统，包括安装于桩底部的激光监测仪1和安装于轨枕的靶标2以及与靶标2进行数据连接的接收器3、传送器4、转换器5、分析器6、海量数据存储器7、搜索引擎8、预警装置9；靶标2内置有数据采集单元21、数据传输单元22和数据处理单元23，数据采集单元21和数据处理单元23采用RS422或RS232芯片，数据传输单元22采用4G无线传输模块或有线传输。其中，接收器3用于接收靶标2反馈的数据，并将数据发送至传送器4；传送器4向上对接指标接收器3、数据分析器6的指标数据、聚合指标数据上报，向下将数据投递至海量数据存储器7、搜索引擎8；转换器5接收来自传送器4的数据流，并将其投递至指定的目标容器；分析器6针对物联网终端设备所上报的海量数据进行聚合计算，包括非实时处理，对时间跨度、数据范围有要求，由此决定分析器无法完成实时处理，非交互式响应所面向的为异步、后台式计算任务，非用户操作驱动型交互式响应操作；传送器4作为数据处理系统群中数据热点区域，对其处理性能、高可靠性提出了极高的要求，因此选择Kafka作为传送器4的基础中间件系统，Kafka基于Zookeeper实现集群化，可快速新增或者删减节点，对于预警监测平台快速增长的数据处理规模而言，该功能特性极为关键，有利于项目的解耦，而且扩展性良好，具有较高的灵活性和峰值处理能力；转换器5基于java开发，且为单体式J2SE应用，转换器5接收来自传送器4的数据流，且针对不同的Topic，其有不同的数据接收通道，基于多线程机制进行研发，不同的Topic由不同的线程完成，有效提升接收性能；其中，激光监测仪1包括激光固定架盖子11和安装在激光固定架盖子11底部的激光底座18，激光固定架盖子11的顶部安装有高透光学玻璃12，高透光学玻璃12通过胶密封在激光固定架盖子11上，激光固定架盖子1的空腔内还设置有激光13、激光固定板14、激光测距板15、底板16和电路板17，激光13固定在激光固定板14的安装孔内，激光固定板14上安装有电路板17；激光固定板14连带激光13、电路板17固定在底板16上，底板16的另一面通过四个螺钉固定安装激光测距板15，底板16的底面贯通有三个螺纹孔，并通过在三个螺纹孔内紧固螺钉与激光底座18固定连接。工作原理：本专利技术提供的三维激光位移计铁轨监测系统，监测铁轨动态横向振幅时，激光监测仪1安装于桩底部，并发射激光束到安装于轨枕的靶标2，当有横向振幅产生时，靶标2与激光监测仪1产生基于X轴和Y轴的平面坐标系的相对位移，此时靶标2中的处理器解调出这个相对位移，并将其传输给安装于RTU中的控制盒实现双轴挠度采集，同时激光监测仪1监测轨枕发生的Z轴方向的移动；此时，接收器3接收靶标2反馈的数据，并将数据指标上报至传送器4，传送器4一方面通过分析器6进行指标计算、聚合指标，另一方面收集原始日志数据发送至转换器5，转换器5将数据传送至数据存储器7存储，并在搜索引擎8内建立索引，同时，搜索引擎8、传送器4与预警装置9建立数据连接，并通过预警装置9实时告警。综上所述：本专利技术提供的三维激光位移计铁轨监测系统，可以实时动态监测以25Hz的速度采集铁轨三维位移数据，并将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维激光位移计铁轨监测系统，其特征在于，包括安装于桩底部的激光监测仪（1）和安装于轨枕的靶标（2）以及与靶标（2）进行数据连接的接收器（3）、传送器（4）、转换器（5）、分析器（6）、海量数据存储器（7）、搜索引擎（8）、预警装置（9）；所述靶标（2）内置有数据采集单元（21）、数据传输单元（22）和数据处理单元（23）；所述接收器（3）用于接收靶标（2）反馈的数据，并将数据发送至传送器（4）；所述传送器（4）向上对接指标接收器（3）、数据分析器（6）的指标数据、聚合指标数据上报，向下将数据投递至海量数据存储器（7）、搜索引擎（8）；所述转换器（5）接收来自传送器（4）的数据流，并将其投递至指定的目标容器；所述分析器（6）针对物联网终端设备所上报的海量数据进行聚合计算。

【技术特征摘要】
1.一种三维激光位移计铁轨监测系统，其特征在于，包括安装于桩底部的激光监测仪（1）和安装于轨枕的靶标（2）以及与靶标（2）进行数据连接的接收器（3）、传送器（4）、转换器（5）、分析器（6）、海量数据存储器（7）、搜索引擎（8）、预警装置（9）；所述靶标（2）内置有数据采集单元（21）、数据传输单元（22）和数据处理单元（23）；所述接收器（3）用于接收靶标（2）反馈的数据，并将数据发送至传送器（4）；所述传送器（4）向上对接指标接收器（3）、数据分析器（6）的指标数据、聚合指标数据上报，向下将数据投递至海量数据存储器（7）、搜索引擎（8）；所述转换器（5）接收来自传送器（4）的数据流，并将其投递至指定的目标容器；所述分析器（6）针对物联网终端设备所上报的海量数据进行聚合计算。2.如权利要求1所述的一种三维激光位移计铁轨监测系统，其特征在于：所述激光监测仪（1）包括激光固定架盖子（11）和安装在激光固定架盖子（11）底部的激光底座（18），激光固定架盖子（11）的顶部安装有高透光学玻璃（12），高透光学玻璃（12）通过胶密封在激光固定架...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，赵东明，王波，毛雷雷，贺国栋，
申请(专利权)人：陕西高速星展科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61