基于运营车辆的轨道检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了属于轨道动态检测技术领域的基于运营车辆的轨道检测系统。它的结构如下：第1-第n数据采集装置分别安装在第1-第n车厢上，第1-第n数据处理装置分别安装在第1-第n车厢上，车地通讯装置安装在任一车厢上；第1-第n数据采集装置分别通过以太网连接第1-第n数据处理装置，第1-第n数据处理装置分别通过以太网连接车地通讯装置，车载安全监控显示装置通过以太网连接车地通讯装置。本实用新型专利技术的有益效果为：检测实时性更强；结构简单，不易受外界因素干扰，装置可靠性高；能够为寻找轨道不平顺产生原因提供信息来源；实现了轨道状态的趋势预警功能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本实用新 型属于轨道动态检测
，尤其涉及基于运营车辆的轨道检测系统。
技术介绍
轨道不平顺，指轨道的空间几何形位及尺寸对其理想状态、标准位置产生了偏差。轨道不平顺对机车车辆系统是一种外部激扰，是产生机车车辆系统震动的主要根源。其不仅影响列车的平稳运行，而且该变形积累到一定限度时，将大大削弱线路的强度和结构稳定性并对铁路安全运输有严重的影响。目前，城市轨道交通轨道检测主要通过人工检测及轨检车检测来完成。人工检测是通过弦线、轨道检查仪等对轨道几何形位进行的检测，因此工务人员的劳动强度极大，且效率极低；轨检车大多使用一些光学元件、位移传感器、伺服系统等组成轨道几何形位检测系统，自动化程度相对较高，但由于其系统的复杂性，使得其易受外界环境干扰且易失效，从而使得其维修量大(需要定期做维修与元件的校准)，同时轨检车的检测周期也较长，不能够较为实时地发现一些严重的轨道不平顺。因此在城市轨道交通的高速发展的现状下，传统的人工检测及轨道检测车按固定的周期检测线路的措施已远远无法满足未来对轨道安全状态检测的要求。
技术实现思路
本技术针对上述缺陷公开了基于运营车辆的轨道检测系统，它的结构如下第I-第η数据采集装置分别安装在第I-第η车厢上，第I-第η数据处理装置分别安装在第I-第η车厢上，车地通讯装置安装在任一车厢上；第I-第η数据采集装置分别通过以太网连接第I-第η数据处理装置，第I-第η数据处理装置分别通过以太网连接车地通讯装置，车载安全监控显示装置通过以太网连接车地通讯装置。所述I-η个结构相同的数据采集装置的结构如下信号调理电路的一端分别连接第I转向架横向加速度传感器、第2转向架横向加速度传感器、第I转向架垂向加速度传感器、第2转向架垂向加速度传感器、第I车体三轴加速度传感器、第2车体三轴加速度传感器、第3车体三轴加速度传感器和第4车体三轴加速度传感器，另一端连接数据处理装置的A/D转换器；第I转向架横向加速度传感器和第2转向架横向加速度传感器均安装在对应车厢的后转向架构架的轴箱上部位置，第I转向架垂向加速度传感器和第2转向架垂向加速度传感器均安装在对应车厢的前转向架构架的轴箱上部位置，第I车体三轴加速度传感器、第2车体三轴加速度传感器、第3车体三轴加速度传感器和第4车体三轴加速度传感器布设在对应车厢底部的四个角位置。所述I-η个结构相同的数据处理装置的结构如下CPU分别连接A/D转换器和信号处理运算器，数据存储装置分别连接A/D转换器和信号处理运算器，信号处理运算器和数据存储装置均连接车地通讯装置。所述车载安全监控显示装置为安装在司机室的一台显示屏。本技术的有益效果为本技术为在途检测系统，检测实时性更强；结构简单(检测单元只由加速度传感器构成)，不易受外界因素干扰，装置可靠性高；本技术不仅能够检测出轨道高低不平顺与水平不平顺等相关信息，还能有效地分离出中、长波轨道不平顺，为寻找轨道不平顺产生原因提供信息来源；通过对检测数据的存储及历史数据的对比分析，可以了解轨道状态的变化趋势，以实现轨道状态的趋势预警功能。附图说明图I是本技术的基于运营车辆的轨道检测系统示意图；图2是数据采集装置的结构图；图3是转向架单轴加速度传感器布设图；图4是车体三轴加速度传感器布设图；图5是数据处理装置的结构图；图6是本技术的系统时序图；图7是本技术的以太网传输活动图；图8是本技术的数据处理装置的工作流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的说明。本技术的目的在于提供一种结构简单、检测精度较高、检测实时性强的基于运营车辆的轨道检测系统。它能够有效地检测并分离出中、长波轨道不平顺，检测到轨道高低不平顺与水平不平顺等，并实现对轨道状态的实时监测，及时发现轨道不良处所。如图I所示，本技术的结构如下 第I-第η数据采集装置分别安装在第I-第η车厢上，第I-第η数据处理装置分别安装在第I-第η车厢上，车地通讯装置安装在任一车厢上；第I-第η数据采集装置分别通过以太网9连接第I-第η数据处理装置，第1_第η数据处理装置分别通过以太网9连接车地通讯装置，车载安全监控显示装置(安装在司机室的一台显示屏)通过以太网9连接车地通讯装置。如图2所示，I-η个结构相同的数据采集装置的结构如下信号调理电路的一端分别连接第I转向架横向加速度传感器5、第2转向架横向加速度传感器6、第I转向架垂向加速度传感器7、第2转向架垂向加速度传感器8和第I车体三轴加速度传感器I、第2车体三轴加速度传感器2、第3车体三轴加速度传感器3和第4车体三轴加速度传感器4，另一端连接对应的数据处理装置的A/D转换器；如图3所不,第I转向架横向加速度传感器5和第2转向架横向加速度传感器6均安装在对应车厢的后转向架构架的轴箱上部位置，第I转向架垂向加速度传感器7和第2转向架垂向加速度传感器8均安装在对应车厢的前转向架构架的轴箱上部位置，转向架横向加速度传感器和转向架垂向加速度传感器统称为转向架单轴加速度传感器，如图4所示，第I车体三轴加速度传感器I、第2车体三轴加速度传感器2、第3车体三轴加速度传感器3和第4车体三轴加速度传感器4布设在对应车厢底部的四个角位置。如图5所示，I-η个结构相同的数据处理装置的结构如下CPU分别连接A/D转换器和信号处理运算器，数据存储装置分别连接A/D转换器和信号处理运算器，信号处理运算器和数据存储装置均连接车地通讯装置。如图6所示，本技术先由数据采集装置采集电压数据，采集到的电压数据以曲线的形式动态显示出来，同时数据被存储在预定的位置。数据按一定的数据量(10000个数据点)打包，经过以太网TCP/IP协议传输到数据处理系统。在数据处理装置中，把这些电压数据还原成加速度数据，再对加速度数据进行滤波处理，并绘制出加速度曲线。对经过滤波的加速度数据进行短时快速傅立叶变换(STFT)以及小波变换(DWT)，并显示频域图像。本技术的具体工作过程如下第I车体三轴加速度传感器I、第2车体三轴加速度传感器2、第3车体三轴加速度传感器3、第4车体三轴加速度传感器4 (四者的型号为DYTRAN3363A2)、第I转向架横向加速度传感器5、第2转向架横向加速度传感器6 (两者的型号为DYTRAN3055B)、第I转向架垂向加速度传感器7和第2转向架垂向加速度传感器8 (两者的型号为DYTRAN3035BG)根据车体运动中的6自由度振型侧滚、点头、摇头、垂向、横向、纵向运动来采集电信号，从而来判别车体运动的平稳性与安全性，另外，它们能够排除由车辆自身故障等原因而产生的突变加速度信号，确保了检测的冗余性；同时，转向架横向加速度传感器和转向架垂向加速度传感器还能够测试悬挂装置对车体运动的激励影响；信号调理电路对电信号进行低通滤波和电压转化，并将处理后的电信号通过以太网输出至A/D转换器中(本技术采用以太网协议实现数据传输)。如图5所示，A/D转换器接收由数据采集装置传来的数据并进行A/D转换(由CPU控制其工作)，将转换后的数据存储至数据存储装置中，信号处理运算器从数据存储装置中读取数据并进行信号处理(其工作也由CPU控制)，将处理所得结果一方面存储至数据存储装置中，一方面通过以太网传输至车地通讯装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于运营车辆的轨道检测系统，其特征在于，它的结构如下 第I-第η数据采集装置分别安装在第I-第η车厢上，第I-第η数据处理装置分别安装在第I-第η车厢上，车地通讯装置安装在任一车厢上；第I-第η数据采集装置分别通过以太网(9)连接第I-第η数据处理装置，第I-第η数据处理装置分别通过以太网(9)连接车地通讯装置，车载安全监控显示装置通过以太网(9)连接车地通讯装置。2.根据权利要求I所述的基于运营车辆的轨道检测系统，其特征在于，所述I-η个结构相同的数据采集装置的结构如下信号调理电路的一端分别连接第I转向架横向加速度传感器(5)、第2转向架横向加速度传感器(6)、第I转向架垂向加速度传感器(7)、第2转向架垂向加速度传感器(8)、第I车体三轴加速度传感器(I)、第2车体三轴加速度传感器(2)、第3车体三轴加速度传感器(3)和第4车体三轴加速度传感器(4);另一端连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏秀琨，汪煜婷，贾利民，秦勇，郭淑萍，张秀洁，柳海，鞠志强，林帅，郭昆，兰添，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：实用新型
国别省市：