一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法，涉及铁路工程技术领域，其包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息。通过将地质特征信息和列车的行进过程对铁轨的检测结合起来，便于分析出不同地理环境下铁轨的不同磨损情况，将当前列车的铁轨检测信息写入RFID标签，在下一列车经过时再读出，进而实现铁轨的温度信息与列车对应写入RFID标签的信息不同步到达，并采用铁轨损伤预测和双重验证，便于多元化分析列车行进过程中对铁轨的影响，便于预测铁轨的寿命状态。便于预测铁轨的寿命状态。

【技术实现步骤摘要】
一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法


[0001]本专利技术涉及铁路工程
，具体为一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法。

技术介绍

[0002]中国铁路是中国境内的一种交通运输形式，为国家的重要基础设施、大众化的交通工具，在中国综合交通运输体系中处于骨干地位，由于铁路出行和运输的便捷性，依旧是运输体系不可缺少的一部分，铁路的铁轨横跨各种地理环境，如山地、丘陵、平原、桥梁、隧道等，在不同的地理环境、温湿度下，铁轨的寿命状态是不一样的，而铁轨的设计又不能针对不同地理环境和温湿度专门设计，这就使监测到铁轨的寿命状态是变化的，而地理环境、温湿度的变化通常是不可预见的，这也就导致铁轨的寿命状态通常无法预测，进而会不定时出现修理铁轨而导致铁路交通受阻的情况发生，尤其是老旧铁路，为了安全问题，铁轨交通的速度也是随着年限延长一降再降。

技术实现思路

[0003]（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法，解决了铁轨横跨各种地理环境，而不同的地理环境对铁轨的影响不同，使得铁轨寿命状态预测偏差大的问题。
[0004]（二）技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化；手持RFID读写器，用于铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并结合GPS定位将问题标记坐标写入到RFID标签，以及将铁轨组侧的地质特征信息再采集后写入到RFID标签；车载组件，车载组件包括获取铁轨组三维坐标数据的激光雷达、对铁轨组进行点云扫描的3D相机、成组布置于车厢且分布于铁轨上方的热成像仪、对RFID标签进行写入的车载RFID读写器和读取RFID标签的扫描仪，扫描仪读取RFID标签后擦除历史信息并随列车前进中将铁轨组的三维坐标数据、进行点云扫描的结果再次写入RFID标签；数据分析系统，信息处理终端将热成像仪随列车记录铁轨的温度信息以及扫描仪读取的RFID标签信息实时上传至数据分析系统，并经分析后获得各个铁轨组的寿命状态，再根据铁轨组的寿命状态划分不同安全等级。
[0005]优选的，各个所述混凝土桩位于铁轨的外侧，且在远离铁轨的一侧设置有顺序排列的编号，并将编号记载在数据分析系统。
[0006]优选的，所述车载组件还包括温湿度、风速传感器和GPS定位模块，在车载组件随列车行进过程中将通过车载RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，所述扫描仪的擦除优先级高于车载RFID读写器的写入优先级，所述GPS定位模块用于对车载组件实时定位。
[0007]优选的，工人检测时通过手持RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息写入RFID标签，工人每一次对铁轨进行检测时，均通过移动终端将对各个铁轨组检测的起始时间以及对应铁轨组两端的混凝土桩的编号上传至数据分析系统。
[0008]优选的，所述地质特征信息包括地形信息、人为对地形的防护措施信息、地质层结构信息和地质层上人工作业信息。
[0009]优选的，按列车车厢数量的等数划分为车厢组，所述车载组件安装于各个车厢组的首尾车厢底部。
[0010]优选的，所述数据分析系统根据铁轨组的安全等级处于判断列车是否需要降速才能安全行驶，若需要降速，则对后台工作人员发出警示并记录铁轨组两端混凝土桩的编号，反之不做响应，如果发生降速提示的铁轨组在一个月内安全等级发生两次变化，则向台工作人员发出维修铁轨的提示，并弹出需要维修的铁轨组分布的地理坐标段以及列车预经过的时间。
[0011]优选的，所述RFID标签为无源RFID标签，各个所述RFID标签采用唯一ID并被数据分析系统记载，所述数据分析系统预先存储各个铁轨组的长度以及分布的地理坐标段。
[0012]一种基于RFID的铁路全生命周期管理方法，采用上述的管理系统：车载组件安装在列车上后，随着列车的前进中，通过扫描仪读取已经写入的历史信息并对RFID标签擦除后，再写入通过激光雷达、3D相机分别对应获得的铁轨组的三维坐标数据、点云扫描结果以及将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息和风向风速信息，由信息处理终端对扫描仪读取的信息以铁轨组和对应的地理坐标段为信息采集和划分的依据，并将采集和划分的结果上传到数据分析系统；在列车经过时，数据分析系统根据扫描仪读取RFID标签的信息判断上一列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，并根据上一列车与当前列车的总重变化以及车轮磨损均值差异预测当前列车基于地质特征信息以及温湿度信息、风向风速信息对铁轨的损伤信息，在下一列车经过时进行验证，根据上一列车与当前列车热成像仪获取的温度差异预测出基于整重以及车轮磨损均值差异下铁轨的温度变化，在下一列车经过时进行验证，数据分析系统根据上述预测方式和双重验证的结果判断和预测各个铁轨组的寿命状态，并划分不同安全等级，再根据一个月内安全等级发生两次变化判断是否需要进行维修以及进行维修的最优时间段。
[0013]（三）有益效果本专利技术提供了一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统及方法。具备以下有益效果：本专利技术中，通过将地质特征信息和列车的行进过程对铁轨的检测结合起来，便于分析出不同地理环境下铁轨的不同磨损情况，将当前列车的铁轨检测信息写入RFID标签，
在下一列车经过时再读出，进而实现铁轨的温度信息与列车对应写入RFID标签的信息不同步到达，并采用铁轨损伤预测和双重验证，便于多元化分析列车行进过程中对铁轨的影响，便于预测铁轨的寿命状态。
[0014]本专利技术中，通过将铁轨组分布地理位置的地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，结合地质特征信息，便于分析出自然和人为影响下，铁轨的安装环境变化对铁轨的寿命影响，进而对铁轨的寿命分析更加可靠。
具体实施方式
[0015]下面将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。
[0016]实施例一：
[0017]一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：包括RFID标签，手持RFID读写器、车载组件、信息处理终端和数据分析系统，数据分析系统连接云数据库进行信息存储，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化，即列车轮磨损均值指的是列车在停车时对各个车轮磨损度的平均值，列车每次停车的总重变化是通过列车启动进过称重台时获得，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：包括RFID标签和信息处理终端，铁路线按相等数量铁轨划分为铁轨组，并在两个铁轨组交界缝隙处布置混凝土桩，RFID标签布置于混凝土桩的上端内，用于存储人工检测前进的方向以及检测后的问题标记坐标和再采集的地质特征信息，在列车启动前向信息处理终端记录车轮磨损均值、记录列车每次停车的总重变化以及列车形式的车速变化；手持RFID读写器，用于铁轨检测工人对铁轨组进行轨道几何检测后将检测的信息写入到RFID标签，并结合GPS定位将问题标记坐标写入到RFID标签，以及将铁轨组侧的地质特征信息再采集后写入到RFID标签；车载组件，车载组件包括获取铁轨组三维坐标数据的激光雷达、对铁轨组进行点云扫描的3D相机、成组布置于车厢且分布于铁轨上方的热成像仪、对RFID标签进行写入的车载RFID读写器和读取RFID标签的扫描仪，扫描仪读取RFID标签后擦除历史信息并随列车前进中将铁轨组的三维坐标数据、进行点云扫描的结果再次写入RFID标签；数据分析系统，信息处理终端将热成像仪随列车记录铁轨的温度信息以及扫描仪读取的RFID标签信息实时上传至数据分析系统，并经分析后获得各个铁轨组的寿命状态，再根据铁轨组的寿命状态划分不同安全等级。2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：各个所述混凝土桩位于铁轨的外侧，且在远离铁轨的一侧设置有顺序排列的编号，并将编号记载在数据分析系统。3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：所述车载组件还包括温湿度、风速传感器和GPS定位模块，在车载组件随列车行进过程中将通过车载RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息、风向风速信息写入RFID标签，所述扫描仪的擦除优先级高于车载RFID读写器的写入优先级，所述GPS定位模块用于对车载组件实时定位。4.根据权利要求3所述的一种基于RFID的铁路全生命周期管理系统，其特征在于：工人检测时通过手持RFID读写器将铁轨组分布地理坐标段的温湿度信息写入RFID标签，工人每一次对铁轨进行检测时，均通过移动终端将对各个铁轨组检测的起始时间以及对应铁轨组两端的混凝土桩的编号上传至数据分析系统。5.根据权利要求4所述的一种基于RFID的铁路全生命周...

【专利技术属性】
技术研发人员：古晓东，罗健，邓洪，王国梁，何常红，郭雅婕，陈伟，魏博，韩凌青，李国胜，郑军，杨才，黎宁昊，张琦，张煜，郭琦沛，郑明，侯金生，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，
类型：发明
国别省市：