一种轨道数据实时采集与处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种轨道数据实时采集与处理装置，特别是高速列车的轨道检测，属于铁路轨道车辆安全运行领域。所述轨道数据实时采集与处理装置由轨道数据前采集头、轨道数据后采集头、列车参数及环境检测单元、速度及距离计算单元、数据实时处理单元、处理结果输出单元构成；数据实时处理单元的数据输入端分别连接前后数据采集头、列车参数及环境检测单元、速度及距离计算单元，处理后的数据通过输出单元传输到列车显示器、列车自动控制系统、列车运行管理系统。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种轨道数据实时采集与处理装置，特别是高速列车的轨道系统 检查，属于轨道车辆安全运行领域。
技术介绍
高速铁路的轨道精度是保障高速列车安全运行的基本条件，目前已有轨道检测仪 以及人工检查维护等检查手段对铁路轨道装置进行检查，这些检测手段都是相对静态的测 量，不能完整地检查轨道装置的运行情况。使用专门的轨道巡检车，或者将轨道检测仪置 于列车上可以获得相对动态的检测轨道运行数据，但是，因为在列车碾压前、碾压中及碾压 后，轨道的状态可能会发生较大变化，这些变化可能是轨道装置发生故障前的表现，而这些 变化是上述检查方法所不能够注意到的。
技术实现思路
本技术是为使轨道列车在运行时能够实时、动态、完整地监测到所通过路段 轨道的实时运行状态，并对异常情况进行及时处理与警示。本技术的技术方案是，所述轨道数据实时采集与处理装置由轨道数据前采集 头、轨道数据后采集头、速度及距离计算单元、数据实时处理单元、输出单元构成；所述数据 实时处理单元分别连接前后数据采集头、速度及距离计算单元，数据实时处理单元通过输 出单元输出处理结果。进一步的，所述轨道数据实时采集与处理装置中还包括有一个列车参数及环境检 测单元，所述列车参数及环境检测单元连接数据实时处理单元；进--步的，所述_女据实时处理单元通过输出单元连接到列车轨道运行管理中心；进--步的，所述_女据实时处理单元通过输出单元连接到驾驶室显示器；进--步的，所述_女据实时处理单元通过输出单元连接到列车自动控制系统。进--步的，所述_女据实时处理单元由微电脑电路构成； 成。进--步的，所述列车参数及环境检测单元、速度及距离计算单元由微电脑电路构本文所述列车包括各种普通列车、城市地铁、轻轨、高速列车、轨道检查列车等行 驶在轨道上的车辆。本文所述的“决策处理”包括对数据进行存储、将结论传递到下一单元、对有异常 的轨道点进行标注、对数据进行网络化传递，以及通过自动控制系统实时控制列车速度的 升降、故障警示与报告、轨道事后维护、列车调度等有利于轨道列车安全运行的过程或行 为，其中所述“处理”包括设备自动化处理以及人为的处理。本装置的优点在于，能够在列车运行的同时，动态地采集到该轨道的实时数据，为 决策处理提供依据，克服了目前的轨道检测仪、轨道检查车以及人工等检查手段的局限性， 使在该轨道上运行的列车的安全性得到较大提高。本装置可设置在普通营运列车上，使普通列车具有轨道数据实时采集与处理功 能，降低轨道的检查成本，同时提高本车的安全性能。本技术的有利之处还在于，可将获取的轨道数据实时传输至轨道管理运行网 络，与在本轨道上运行的其它列车共享数据，同时，列车调度中心以及轨道上的其它车辆可 以轻易而准确地获得该轨道上列车的实时运行状况，能避免列车之间发生碰撞或者营运冲突。附图说明附图1是本技术的一个结构示意方框图。附图2是一个案例中的工作流程框图。附图3、4是所述轨道数据在坐标中的示意图。具体实施方式如附图1所示，所述轨道数据实时采集与处理装置由轨道数据前采集头、轨道数 据后采集头、列车参数及环境检测单元、速度及距离计算单元、数据实时处理单元、处理结 果输出单元构成；数据实时处理单元的数据输入端分别连接前后数据采集头、列车参数及 环境检测单元、速度及距离计算单元，处理后的数据通过输出单元传输到列车显示器、列车 自动控制系统、列车轨道运行管理中心。本案例设置有列车参数及环境检测单元，在对数据进行实时比较分析时，将列车 参数及环境因数作为重要条件，特别是重点考虑温度对轨道几何尺寸的影响。所述环境包 括各种影响数据采集及列车运行的气候及其它环境因数。所述列车参数包括但不限于列车 自身质量、载客质量、速度、长度、高度、宽度、几何形状、车轮直径的部分内容或全部内容。本装置设置有速度及距离计算单元，通过将前后采集头之间的间距及车速进行计 算，确定采集数据与轨道严格同步定位，以保正数据的准确性。附图2是所述装置的工作流程图，本案例中，采用微电脑技术设计各电路，通过工 作流程图设计其相应的软件，使微电脑电路执行相应的工作程序，具有相应的数据实时采 集与处理功能。通过本装置的建立与运行，可以克服之前的轨道检测行为对于轨道状态检查的一 些局限性。例如，在其中的轨距检测项目中，较轻微的轨距误差信号不容易被列车前部的轨 距检测头检测到，或者即使检测到也认为是低于故障警示值，但是，经过整个列车的碾压过 后，该误差可能会扩大到远大于故障警示值，并且，当列车行驶过后的间隔较短时间内，该 轨距误差又可能会恢复到低于故障警示值的状态，故普通轨道检测车中的轨距检测项目是 不容易将这个故障检测到的，而这个潜在的故障情况很容易被本装置检测并报告出来。再例如，在轨道路基上一些小石子容易在列车高速行驶时向上飞起，对列车下部 的零部件构成威胁，由于物理学因数，这些小石子一般在列车后部飞起，这时在本装置的声 学检测项目中，位于列车前部的声学传感器检测到的小石子碰撞列车底板的信号远远小于 列车后部检测到的信号，通过将位于列车前部与后部的声学传感器获取的数据进行比较分 析，就可以轻易地分辨出是否有小石子飞起碰撞列车以及这些小石子的质量与数量，为决策处理提供依据。在一个参考案例中，位于高速列车前部的地震波传感器与列车后部的地震波传感 器同时检测到轨道传来较强的地震波，即判定有地震发生的可能，装置发出警示，同时列车 自动减速，如地震波数据持续并升级，列车即减速至完全停止，避免地震时列车颠覆的危险。本文所述的“比较分析”包括对数据的同步比较分析、动态或静态比较分析、实时 数据与历史数据的比较分析、不同车辆之间的比较分析、不同速度时的比较分析等。比较分 析可以通过微电脑自动比较分析或人为的比较分析完成。如附图3、4所示，是所述轨道数据al及a2在坐标中的波形示意图，横坐标为时间 t，竖坐标为幅度V。轨道数据al是由前数据采集头产生的，其中包含了轨道信号ql ；轨道 数据a2是由后数据采集头产生的，其中包含了轨道信号q2。在数据实时处理单元中，在将轨道数据al及数据a2进行实时比较分析时，关键是 要计算与确定同一轨道点产生的轨道信号ql及信号q2分别位于轨道数据al及数据a2中 的准确位置。在列车运行时，上述轨道信号是不断产生的，所述轨道信号仅是轨道数据中的 其中某一点。可以理解，在将轨道信号ql与信号q2进行比较分析时，通过将轨道数据al延迟 ‘t2-tl’时间来确定两者之间的位置，使其中的同一轨道点产生的轨道信号ql与信号q2重 合，即可与轨道数据a2进行同步比较，并进行量化分析处理。上述‘t2-tl’时间是通过列车速度与列车前后数据采集头之间的间距来确定的， 可使用公式t = s/v (勻速)。在列车速度发生变化时，计算该延迟时间还要考虑加速度。轨道信号可以根据前后采集头之间的距离及车速来计算并识别，或根据轨道定位 标记及车速来计算并识别轨道数据中同一轨道点产生的轨道信号ql及信号q2 ；可以将轨道数据al及数据a2与之前车辆参数相同的列车正常运行时获取的数据 进行实时同步比较与分析，为决策处理提供依据；采用上述实施案例及其方法，通过设置各类型采集头获得轨道的各类型数据，可 以对相应的轨道检测项目进行实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轨道数据实时采集与处理装置，其特征在于，所述轨道数据实时采集与处理装置由轨道数据前采集头、轨道数据后采集头、速度及距离计算单元、数据实时处理单元、输出单元构成；所述数据实时处理单元分别连接前后数据采集头、速度及距离计算单元，数据实时处理单元通过输出单元输出处理结果。

【技术特征摘要】
1.一种轨道数据实时采集与处理装置，其特征在于，所述轨道数据实时采集与处理装 置由轨道数据前采集头、轨道数据后采集头、速度及距离计算单元、数据实时处理单元、输 出单元构成；所述数据实时处理单元分别连接前后数据采集头、速度及距离计算单元，数据 实时处理单元通过输出单元输出处理结果。2.根据权利要求1所述的轨道数据实时采集与处理装置，其特征在于，所述轨道数据 实时采集与处理装置中还包括有一个列车参数及环境检测单元，所述列车参数及环境检测 单元连接数据实时处理单元。3.根据权利要求1所述的轨道数据实时采集与处理装置，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡志超，胡礼斌，
申请(专利权)人：成都比亚迪科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：90[中国|成都]