钢轨波磨检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种钢轨波磨检测系统及方法，其中，该系统包括：时空同步单元，用于接收运营列车的里程信息和速度信息，将里程信息和速度信息发送至数据采集单元；数据采集单元，用于接收里程信息和速度信息；采集运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱的垂向加速度信息；将里程信息、速度信息和垂向加速度信息发送至数据处理单元；数据处理单元，用于根据接收的里程信息、速度信息和垂向加速度信息，获得钢轨波磨信息。本发明专利技术可以在不影响线路正常运营组织的前提下，实现在运营列车运行期间，高效准确地进行钢轨波磨检测，进而可以较早地发现线路存在钢轨短波病害的区段，为现场养修维护提供依据。场养修维护提供依据。场养修维护提供依据。

【技术实现步骤摘要】
钢轨波磨检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及铁路轨道
，尤其涉及一种钢轨波磨检测系统及方法。

技术介绍

[0002]钢轨波浪型磨耗，简称钢轨波磨，是钢轨顶面沿纵向分布的周期性类似波浪形状的不平顺现象。钢轨波磨是产生噪音和引起轮轨相互作用力变化的主要原因之一，它不仅会加剧轨道结构部件的伤损和轨道几何尺寸的变化，影响钢轨的使用寿命，而且会对机车车辆产生振动疲劳损伤。钢轨波磨检测对掌握其特征和分布，及时提供轨道养护维修依据和恢复轨道平顺状态具有重要意义。
[0003]目前，波磨检测技术根据检测状态分类可分为动态钢轨波磨检测和静态钢轨波磨检测。对钢轨波磨的静态检测主要采用钢轨波磨尺、波磨检测仪等。对钢轨波磨的动态检测将检测设备安装在检测列车上，概括起来有短弦弦测法和惯性基准法两种方法。惯性基准法又分为两种，一是用加速度的二次积分加上加速度计安装点相对轴箱的位移的方法，二是直接用轴箱加速度二次积分的方法。但现有的检测方法存在以下弊端，静态检测需要线路运营天窗期间人工上线检测，人力成本高，检测效率很低。就动态检测而言，检测列车的研制、保养维修成本较高，并且其检测运行计划必须纳入运行图，调度运行都需要很大的投入，每月仅能进行有限次数的检查，难以及时地掌握钢轨波磨状态和分布的最新变化。现有研究也提出一些钢轨波磨的动态检测方法，但大多仅停留在理论模型阶段，并没有得到实际应用。
[0004]因此，目前缺乏一种能够应用在运营列车上快速且精准度高的钢轨波磨检测技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提出一种钢轨波磨检测系统，用以在不影响线路正常运营组织的前提下，实现在运营列车运行期间，高效准确地进行钢轨波磨检测，该系统包括：数据采集单元、时空同步单元和数据处理单元，其中：
[0006]时空同步单元用于：接收运营列车的里程信息和速度信息，将所述里程信息和速度信息发送至数据采集单元；
[0007]数据采集单元用于：接收里程信息和速度信息；采集运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱的垂向加速度信息；将里程信息、速度信息和垂向加速度信息发送至数据处理单元；
[0008]数据处理单元用于：根据接收的里程信息、速度信息和垂向加速度信息，获得钢轨波磨信息。
[0009]本专利技术实施例提出一种钢轨波磨检测方法，应用于钢轨波磨检测系统，用以在不影响线路正常运营组织的前提下，实现在运营列车运行期间，高效准确地进行钢轨波磨检测，该方法包括：
[0010]接收运营列车的里程信息和速度信息；
[0011]采集运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱的垂向加速度信息；
[0012]根据接收的里程信息、速度信息和垂向加速度信息，获得钢轨波磨信息。
[0013]本专利技术实施例还提出了一种计算机设备，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钢轨波磨检测方法。
[0014]本专利技术实施例还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述钢轨波磨检测方法的计算机程序。
[0015]本专利技术实施例提供的钢轨波磨检测方案中，时空同步单元接收运营列车的里程信息和速度信息，并发送至数据采集单元；数据采集单元接收里程信息和速度信息；采集运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱的垂向加速度信息；将里程信息、速度信息和垂向加速度信息发送至数据处理单元；数据处理单元根据接收的里程信息、速度信息和垂向加速度信息，获得钢轨波磨信息，在不影响线路正常运营组织的前提下，实现在运营列车运行期间，高效准确地进行钢轨波磨检测，进而可以较早地发现线路存在钢轨短波病害的区段，为现场养修维护提供依据。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
[0017]图1为本专利技术实施例中钢轨波磨检测系统的示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例中加速度传感器的布置示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例中数据处理单元的工作原理示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例采用数据处理单元获得钢轨波磨信息的详细流程图；
[0021]图5为本专利技术实施例中运营列车在该区段行驶的车速信息；
[0022]图6和图7分别为本专利技术实施例中运营列车左侧轴箱实测垂向加速度的时域波形和频谱；
[0023]图8和图9分别为本专利技术实施例中运营列车右侧轴箱实测垂向加速度的时域波形和频谱；
[0024]图10为本专利技术实施例中本专利技术系统检测的左侧(内侧)钢轨波磨时域波形；
[0025]图11为本专利技术实施例中波磨检测仪检测的左侧(内侧)钢轨波磨时域波形；
[0026]图12为本专利技术实施例中本专利技术系统检测的左侧(内侧)钢轨波磨频谱；
[0027]图13为本专利技术实施例中波磨检测仪检测的左侧(内侧)钢轨波磨频谱；
[0028]图14为本专利技术实施例中钢轨波磨检测方法的流程图；
[0029]图15为本专利技术实施例中计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发
明实施例做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。
[0031]在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本申请的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
[0032]随着高速铁路行车密度和通过总量的提高，轨道结构承受动态荷载的频率随之增大，轨道短波平顺性愈发不易保持，加速钢轨波磨的产生和发展。为满足高密度的运输要求和运营维护的需要，缓解繁忙运输与线路维护检测之间的矛盾。亟需探索一种检测周期更短，制造和维护成本更低的钢轨波磨检测技术，即研制一种能够搭载在运营列车上的钢轨波磨检测设备。从而在不影响线路正常运营组织的前提下，实现在运营列车运行期间对轨道短波平顺性进行实时地在线监测，较早地发现线路存在钢轨短波病害的区段，为现场养修维护提供依据。因此，专利技术人提出一种钢轨波磨检测方案。下面对该钢轨波磨检测方案进行详细介绍。
[0033]图1为本专利技术实施例中钢轨波磨检测系统的示意图，如图1所示，该系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢轨波磨检测系统，其特征在于，包括：时空同步单元、数据采集单元和数据处理单元，其中：时空同步单元用于：接收运营列车的里程信息和速度信息，将所述里程信息和速度信息发送至数据采集单元；数据采集单元用于：接收里程信息和速度信息；采集运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱的垂向加速度信息；将里程信息、速度信息和垂向加速度信息发送至数据处理单元；数据处理单元用于：根据接收的里程信息、速度信息和垂向加速度信息，获得钢轨波磨信息。2.如权利要求1所述的钢轨波磨检测系统，其特征在于，数据采集单元包括两个加速度传感器、数据测量仪，其中：两个加速度传感器分别设于运营列车的设定车厢的设定轴的左轴箱和右轴箱，分别用于：测量左轴箱的垂向加速度信息和右轴箱的垂向加速度信息，并发送至数据测量仪；数据测量仪用于：接收时空同步单元发送的里程信息和速度信息；接收两个加速度传感器发送的垂向加速度信息；将里程信息、速度信息和垂向加速度信息发送至数据处理单元。3.如权利要求2所述的钢轨波磨检测系统，其特征在于，数据采集单元还包括两个密封的设备工装，其中两个加速度传感器各自固定在一个设备工装内部。4.如权利要求1所述的钢轨波磨检测系统，其特征在于，数据处理单元具体用于：采用FIR带通滤波器对垂向加速度信息进行处理，获得处理后的垂向加速度信息；基于接收的里程信息和速度信息，对处理后的垂向加速度信息进行等空间重采样，获得第二处理信息；采用双积分滤波器对第二处理信息进行处理，获得位移信息；采用IIR带通滤波器对位移信息进行处理，获得钢轨波磨信息。5.一种钢轨波磨检测方法，其特征在于，包括：接收运营列车的里程信息和速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨飞，孙宪夫，赵一馨，魏子龙，孙善超，李国龙，柯在田，田新宇，刘贵宪，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司，
类型：发明
国别省市：