一种轨道自动化变形监控系统及其监控方法技术方案

本申请实施例提供了一种轨道自动化变形监控系统及其监控方法，轨道自动化变形监控系统，包括：靶标、视频采集设备和后处理系统。靶标用于设置在轨道的钢轨上。视频采集设备位于铁路界限之外，所述视频采集设备朝向所述靶标设置，所述视频采集设备用于采集靶标的坐标信息。后处理系统和各所述视频采集设备通信连接，所述后处理系统用于根据各靶标的坐标信息确定钢轨的形状。本申请靶标直接布设于钢轨上，能够直接反映出轨道变形的基础数据，且不影响行车安全。本监控系统实现了动态监测和连续监测，能反映轨道在行车运营期间的真实变化情况，能够为铁路安全运营与轨道系统维护提供准确的依据，且靶标和视频采集设备布设简单快捷，维护方便。维护方便。维护方便。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道自动化变形监控系统及其监控方法


[0001]本申请涉及轨道监控测量
，尤其涉及一种轨道自动化变形监控系统及其监控方法。

技术介绍

[0002]铁路运行安全性评估的重要指标之一是对轨道倾斜、扭曲、位移在内的各项参数进行精确监测以保证其变形量在正常的水平范围。
[0003]当前，在铁路等轨道交通运营条件下，进行轨道变形监控量测较为常用方法一般包括轨距尺测量法、轨检车监测法和全站仪监测法。轨距尺测量法一般需要依靠人工检测的方法在轨道现场进行测量，人工检测的方法需要在铁路行车间隙开展，存在监测时间、监测条件受限的问题，部分监测手段在交通繁忙的轨道技术上几乎不可实施，且人工检测的方法检测频率较低，无法实现实时监测及动态监控量测。轨检车监测法则存在监测频率较低，无法实现实时监测及动态监控量测的问题。全站仪监测法通常采用监测机器人（如全站仪）结合棱镜的方案，监测机器人须安装于铁路限界外侧的基础底座上方，棱镜固定布设于轨枕上方，在工程影响区域之外布设基准点，通过扫描监测点棱镜得到测点三维坐标，结合后处理技术得到轨道的变形量信息。此种布设方法不能直接反应轨道的实际变形情况，后期处理也不能保证变形数值精准度，且无法实现动态检测。
[0004]现有技术中有轨道变形动态监测的技术已经应用于工程实践中。仅使用到单个或数个测量相机就可以在列车运行的安全距离以外对轨道变形参数进行自动测量，具有实时监测、成本低和维护方便的特点。例如，申请号为202110849918.3的专利技术专利公开了一种基于视觉测量的轨道变形监测方法，其将轨道与轨枕结构的中线交点作为表征轨道位置的特征点信息，通过相机拍摄图片，利于图像处理技术提取特征点。然而，其相机需要设置于铁轨两侧，且需要搭设立柱，使得相机的安装在较高的位置，才能拍摄到一定范围的铁路图像，实施成本较高，且存在行车过程中无法正常检测的问题，这种依靠纯图像处理技术还存在不能保证变形数值精准度的问题。再如，申请号为“202211255027 .6”的专利技术专利公开了一种轨道动态变形监测系统及其监测方法，其公开了在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，通过传感器设备分别检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，以及轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量。该专利需要使用大量的传感器，大幅增加了成本，且需要给传感器供电，现场实施困难。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供了一种轨道自动化变形监控系统及其监控方法，能够直接反映出轨道变形的基础数据，且不影响行车安全，实现了轨道的动态监测和连续监测。
[0006]本申请实施例提供如下技术方案：本申请第一目的在于提供一种轨道自动化变形监控系统，包括：
靶标，所述靶标用于设置在轨道的钢轨上；视频采集设备，所述视频采集设备位于铁路界限之外，所述视频采集设备朝向所述靶标设置；后处理系统，所述后处理系统和各所述视频采集设备通信连接。
[0007]可选的，轨道自动化变形监控系统包括多个靶标和多个视频采集设备；各所述靶标均设置于所述钢轨上，且所述靶标沿所述钢轨的长度方向依次间隔设置；各视频采集设备沿钢轨的长度方向依次排列，各视频采集设备分别采集相邻的多个靶标的位置信息。
[0008]可选的，相邻两个视频采集设备具有重合的监测区域，该重合的监测区域内具有靶标。
[0009]可选的，各所述视频采集设备中两端的两个视频采集设备布置于工程影响范围之外。
[0010]可选的，钢轨具有轨头、轨底和轨腰，所述轨腰连接所述轨头和轨底；所述靶标设置于所述轨头或轨腰。
[0011]可选的，所述视频采集设备设置于两个钢轨之间；或者，所述视频采集设备设置于两个钢轨之间形成的区域的外侧。
[0012]可选的，所述视频采集设备设置于轨枕上；或者，视频采集设备设置于位于两个钢轨外侧的预设基础上。
[0013]可选的，所述靶标包括红外主动光源和反光部中的任意一种或两种。
[0014]可选的，各靶标分别设置于两个钢轨上，两个钢轨上的各靶标位置一一相对。
[0015]本申请第二目的在于提供上述轨道自动化变形监控系统的监控方法，包括：步骤S1、视频采集设备采集各靶标的坐标信息；步骤S2、后处理系统根据各靶标的坐标信息绘制钢轨的形状。
[0016]可选的，相邻两个视频采集设备具有重合的监测区域，该重合的监测区域内具有靶标；在步骤S2中，以相邻两视频采集设备的重合的监测区域内的若干靶标的坐标互相验证，以前部视频采集设备的重合的监测区域内的靶标的坐标作为后部视频采集设备的基准点，将前后两视频采集设备的监测区域内的各靶标的坐标调整至同一坐标系，并将整个钢轨同一时间所有靶标的坐标数据进行拟合，得到钢轨的形状。
[0017]本申请实施例由于采用以上技术方案，具有以下技术效果：本申请靶标直接布设于钢轨上，能够直接反映出轨道变形的基础数据，且不影响行车安全。本监控系统实现了动态监测和连续监测，能反映轨道在行车运营期间的真实变化情况，能够为铁路安全运营与轨道系统维护提供准确的依据，且靶标和视频采集设备布设简单快捷，维护方便。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的俯视示意图；图2为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的第一种断面布置示意图；图3为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的第二种断面布置示意图；图4为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的第三种断面布置示意图；图5为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的中0号视频采集设备监测范围示意图（阴影部分为0号视频采集设备监测范围）；图6为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的中1号视频采集设备监测范围示意图（阴影部分为1号视频采集设备监测范围）；图7为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统的中0号视频采集设备和1号视频采集设备监测范围重合区域示意图（重合区域的测点即为公共测点，作为坐标系统转化的基准和参照）；图8和图9为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统监测采集数据示意图（相邻设备中的公用测点及基准测点坐标与其监测变化值作为坐标系统转化的基准和参照）；图10为本申请实施例提供的轨道自动化变形监控系统后处理界面示意图，图中展示了拟合后的轨道形状示意图。
[0019]附图标记：1、靶标；2、钢轨；3、视频采集设备；4、轨枕；5、预设基础；6、靶标坐标；7、拟合轨道；
具体实施方式
[0020]为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道自动化变形监控系统，其特征在于，包括：靶标，所述靶标用于设置在轨道的钢轨上；视频采集设备，所述视频采集设备位于铁路界限之外，所述视频采集设备朝向所述靶标设置，所述视频采集设备用于采集靶标的坐标信息；后处理系统，所述后处理系统和各所述视频采集设备通信连接。2.根据权利要求1所述的轨道自动化变形监控系统，其特征在于，包括多个靶标和多个视频采集设备；各所述靶标均设置于所述钢轨上，且所述靶标沿所述钢轨的长度方向依次间隔设置；各视频采集设备沿钢轨的长度方向依次排列，各视频采集设备分别采集相邻的多个靶标的位置信息。3.根据权利要求2所述的轨道自动化变形监控系统，其特征在于，相邻两个视频采集设备具有重合的监测区域，该重合的监测区域内具有靶标。4.根据权利要求1所述的轨道自动化变形监控系统，其特征在于，钢轨具有轨头、轨底和轨腰，所述轨腰连接所述轨头和轨底；所述靶标设置于所述轨头或轨腰。5.根据权利要求1所述的轨道自动化变形监控系统，其特征在于，所述视频采集设备设置于两个钢轨之间；或者，所述视频采集设备设置于两个钢轨之间形成的区域的外侧。6.根据权利要求1
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5任一所述的轨道自动化变形监控系...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞元志，田丰，刘金国，徐勇，梁志新，江荣丰，李光耀，周国锋，孟国清，曲志远，王鹏，张伟光，张文斌，李亮，安志刚，焦清杰，
申请(专利权)人：中铁第五勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：