载荷动态监测方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种载荷动态监测方法及系统，包括多个直接安装在轨道结构中的载荷检测垫板装置、信号采集装置以及计算分析装置，因此能够在列车行驶时对轨道载荷进行动态监测，并对监测得到的信号进行处理及计算分析。具体地，计算分析装置与信号采集装置通信连接，其包括检测信号接收部、载荷数据存储部、比对数据存储部、长期数据提取部、长期数据计算部以及长期数据比对判断部，能够获取信号采集装置采集得到的检测信号并作为载荷数据进行存储，进一步从载荷数据中提取出长期载荷数据，按预定算法对长期载荷数据进行计算得到分析结果，并将该分析结果与预存的标准长期载荷分析结果进行比对，判断是否发生轨道病害，从而能针对性地安排维修工作。对性地安排维修工作。对性地安排维修工作。

【技术实现步骤摘要】
载荷动态监测方法及系统


[0001]本专利技术属于轨道减振降噪
，具体涉及一种载荷动态监测方法及系统。

技术介绍

[0002]轨道结构广泛应用于工业、交通、运输等行业，为保障轨道运输的安全性，目前，通常是每3~5年对轨道进行一次综合维修，包括整体调整轨道几何尺寸，更换整修失效零部件等，以全面地排除各类轨道病害及缺陷，保障列车运行的安全性和稳定性。
[0003]然而，这样的维修方式有多种问题：其一，综合维修耗费大量人力物力及时间，并且对列车通行的影响较大；其二，轨道中大部分零部件可能并未失效，而是仍正常工作，但在综合维修时仍不得不花费大量时间检修这些零部件。其三，综合维修的间隔时间较长，在两次综合维修之间也难免会产生轨道病害及缺陷，因此不得不在两次综合维修之间增设多次临时检修，进一步增加了成本。
[0004]如能在列车正常运行时对轨道进行长期动态监测，及时发现轨道灾害及缺陷，并针对性地进行维修，则可在保障轨道运行安全的前提下节省大量人力物力及时间，然而，目前还缺乏这样的长期动态监测系统。目前通常是临时安装传感器来进行轨道监测，安装、布线及测试后拆除也需花费大量时间，很不方便，且受轨道振动影响，临时安装的传感器易出现接触不良等情况，也难以用于进行长期监测。

技术实现思路

[0005]本专利技术是为解决上述问题而进行的，目的在于提供一种能够实现短期、长期轨道动态监测以及时发现轨道灾害及缺陷的载荷动态监测方法及系统，本专利技术采用了如下技术方案：本专利技术提供了一种载荷动态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，通过设置在轨道中多个轨下垫板下的多个载荷检测垫板装置对该轨道的载荷进行监测，得到检测信号，并对该检测信号进行采集；步骤S2，接收采集的所述检测信号并存储为载荷数据；步骤S3，根据输入的指定时间段从所述载荷数据中提取出对应的长期载荷数据；步骤S4，对提取出的所述长期载荷数据进行计算分析，得到长期载荷分析结果，其中，所述长期载荷分析结果包括载荷曲线、各个所述轨下垫板处的载荷平均值以及载荷极值；步骤S5，将所述长期载荷分析结果与存储的标准长期载荷分析结果进行比对，计算两者之间的偏差，其中，所述标准长期载荷分析结果包括理想载荷曲线、理想载荷平均值以及理想载荷极值；步骤S6，判断所述偏差是否超过预定的长期偏差范围；步骤S7，在步骤S6判断为是时，根据所述偏差以及预定的轨道病害等级与偏差的对应关系，判断所述轨道的轨道病害的等级。
[0006]本专利技术提供了一种载荷动态监测系统，其特征在于，包括：多个载荷检测垫板装置，分别设置在轨道中多个轨下垫板下，用于对所述轨下垫板下载荷进行检测，从而得到检测信号；信号采集装置，用于采集所述检测信号；以及计算分析装置，与所述信号采集装置通信连接，用于接收采集的所述检测信号并进行计算分析，从而得出所述轨道的载荷分析结果，其中，所述计算分析装置包括：检测信号接收部，用于从所述信号采集装置接收所述检测信号、对应的采集时间点；载荷数据存储部，用于存储载荷数据，至少包括所述检测信号、对应的所述采集时间点；比对数据存储部，至少存储有用于进行比对的标准长期载荷分析结果；长期数据提取部，根据设定的长期监测时间范围从存储的所述载荷数据中提取出长期载荷数据；长期数据计算部，按照预定算法对所述长期载荷数据进行计算分析，得到长期载荷分析结果；以及长期数据比对判断部，将所述长期载荷分析结果与所述标准长期载荷分析结果进行比对，在两者之间的偏差超过预定的长期数据偏差范围时判断为发生轨道病害。
[0007]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述长期载荷分析结果和所述标准长期载荷分析结果均包括对应于多个所述载荷检测垫板装置的多个载荷曲线、多个载荷平均值、多个载荷极值。
[0008]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述比对数据存储部还存储有标准车轮载荷分析结果，至少包括单个车轮的理想载荷曲线，所述计算分析装置还包括：载荷曲线生成部，基于存储的所述载荷数据生成载荷曲线；车轮数据提取部，根据单个车轮的载荷变化特征从所述载荷曲线中提取出单个车轮的载荷曲线；以及车轮数据比对判断部，将提取出的所述载荷曲线与所述理想载荷曲线进行比对，在两者之间的偏差超过预定的车轮数据偏差范围时判断为对应的车轮存在缺陷。
[0009]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述比对数据存储部还存储有标准列车载荷分析结果，所述计算分析装置还包括：列车数据提取部，根据列车驶过多个所述载荷检测垫板装置的时间点，从存储的所述载荷数据中提取出该列车的列车载荷数据；列车数据计算分析部，按照预定算法对所述列车载荷数据进行计算分析，得到列车载荷分析结果；以及列车数据比对判断部，将所述列车载荷分析结果与所述标准列车载荷分析结果进行比对，在两者之间的偏差超过预定的列车数据偏差范围时判断为对应的列车存在缺陷。
[0010]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，每个所述载荷检测垫板装置至少包括：载置垫板，用于载置所述轨下垫板；传感器固定板，设置在道床和所述载置垫板之间，具有若干个开口向上的传感器安装槽；以及若干个压力传感器，设置在所述传感器安装槽中，且通过线缆与所述信号采集装置连接，其检测端部与所述载置垫板底部相抵接。
[0011]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述信号采集装置包括：多个信号采集仪，分别与多个所述压力传感器连接，用于采集对应的所述压力传感器的压力模拟信号；以及多个模数转换器，分别与各个所述信号采集仪连接，用于将所述压力模拟信号转换为表示压力值的数字信号。
[0012]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述传感器固定板为长方体板，所述传感器安装槽的数量为多个，分布在所述传感器固定板的角部或
边缘部，所述传感器固定板还具有下走线槽，所述下走线槽与所有的所述传感器安装槽连通，并在所述传感器固定板的侧边贯通，所述线缆在所述下走线槽中延伸，并从所述传感器固定板的侧边延伸出。
[0013]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述载置垫板具有：多个传感器限位槽，开口向下且分别与所述传感器安装槽相对应，各所述传感器限位槽与对应的所述传感器安装槽拼接形成传感器容纳部；以及上走线槽，与所有的所述传感器限位槽连通，且与所述下走线槽相对应，与所述下走线槽拼接形成走线部，各所述压力传感器容纳在所述传感器容纳部中，其所述线缆在所述走线部中延伸。
[0014]本专利技术提供的载荷动态监测系统，还可以具有这样的技术特征，其中，所述载荷检测垫板装置还包括：底座板，设置在所述传感器固定板和所述道床之间；以及多个载荷传递柱，分别设置在各所述传感器容纳部中，其两端分别与所述压力传感器底部和所述底座板相抵接，所述压力传感器呈圆柱状，所述载荷传递柱包括第一柱部和第二柱部，均呈圆柱状，且第一柱部的直径大于第二柱部，所述传感器安装槽为圆柱状槽，槽底具有圆形通孔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种载荷动态监测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，通过设置在轨道中多个轨下垫板下的多个载荷检测垫板装置对该轨道的载荷进行监测，得到检测信号，并对该检测信号进行采集；步骤S2，接收采集的所述检测信号并存储为载荷数据；步骤S3，根据输入的指定时间段从所述载荷数据中提取出对应的长期载荷数据；步骤S4，对提取出的所述长期载荷数据进行计算分析，得到长期载荷分析结果，其中，所述长期载荷分析结果包括载荷曲线、各个所述轨下垫板处的载荷平均值以及载荷极值；步骤S5，将所述长期载荷分析结果与存储的标准长期载荷分析结果进行比对，计算两者之间的偏差，其中，所述标准长期载荷分析结果包括理想载荷曲线、理想载荷平均值以及理想载荷极值；步骤S6，判断所述偏差是否超过预定的长期偏差范围；步骤S7，在步骤S6判断为是时，根据所述偏差以及预定的轨道病害等级与偏差的对应关系，判断所述轨道的轨道病害的等级。2.一种载荷动态监测系统，其特征在于，包括：多个载荷检测垫板装置，分别设置在轨道中多个轨下垫板下，用于对所述轨下垫板下载荷进行检测，从而得到检测信号；信号采集装置，与各所述载荷检测垫板装置连接，用于采集所述检测信号；以及计算分析装置，与所述信号采集装置连接，用于接收采集的所述检测信号并进行计算分析，从而得出所述轨道的载荷分析结果，其中，所述计算分析装置包括：检测信号接收部，用于从所述信号采集装置接收所述检测信号、对应的采集时间点；载荷数据存储部，用于存储载荷数据，至少包括所述检测信号、对应的所述采集时间点；比对数据存储部，至少存储有用于进行比对的标准长期载荷分析结果；长期数据提取部，根据设定的长期监测时间范围从存储的所述载荷数据中提取出长期载荷数据；长期数据计算分析部，按照预定算法对所述长期载荷数据进行计算分析，得到长期载荷分析结果；以及长期数据比对判断部，将所述长期载荷分析结果与所述标准长期载荷分析结果进行比对，在两者之间的偏差超过预定的长期数据偏差范围时判断为发生轨道病害。3.根据权利要求2所述的载荷动态监测系统，其特征在于：其中，所述长期载荷分析结果和所述标准长期载荷分析结果均包括对应于多个所述载荷检测垫板装置的多个载荷曲线、多个载荷平均值、多个载荷极值。4.根据权利要求2所述的载荷动态监测系统，其特征在于：其中，所述比对数据存储部还存储有标准车轮载荷分析结果，至少包括单个车轮的理想载荷曲线，所述计算分析装置还包括：载荷曲线生成部，基于存储的所述载荷数据生成载荷曲线；车轮数据提取部，根据单个车轮的载荷变化特征从所述载荷曲线中提取出单个车轮的
载荷曲线；以及车轮数据比对判断部，将提取出的所述载荷曲线与所述理想载荷曲线进行比对，在两者之间的偏差超过预定的车轮数据偏差范围时判断为对应的车轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉敏辉，王博，郑靖宇，陈天平，薛恒坤，许静，
申请(专利权)人：浙江天铁实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：