一种自动监测减振轨道性能的方法与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，特别涉及一种自动监测减振轨道性能的方法。

背景技术：

为了降低轨道交通，尤其是城市轨道交通引起的环境振动，采用了大量的减振轨道结构。减振轨道的减振部件一般布置在钢轨下、轨枕下或道床下。由于列车荷载的长期作用，以及减振部件随着时间推移出现老化，减振轨道的减振能力会逐步降低。工务部门的日常检查不包括减振能力的变化的检查，所以当减振轨道的减振能力降低到一定程度后，振动敏感点的振动会出现超标，引起振动敏感单位、居民到政府或轨道交通管理部门投诉的现象。城市轨道交通运营后因环境振动超标引起的投诉事件越来越多。

轨道交通管理部门接收到投诉报告后，会进行减振轨道的性能变化和振动敏感点振动超标情况的测试分析。采取更换减振轨道减振部件或升级减振措施的方法降低振动敏感点的振动。上述减振轨道的升级过程是一种被投诉之后的被动升级，如图1所示。虽然可以把振动超标投诉问题解决，但振动超标可能已经对环境敏感点造成了伤害或损失，也影响轨道交通自身的名誉。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的减振轨道性能减弱，已经对环境敏感点造成了伤害或损失后，才被动升级轨道减振性能的上述不足，提供一种自动监测减振轨道性能的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种自动监测减振轨道性能的方法，包括以下步骤：

a、在振动敏感点对应线路基础结构上安装振动信号采集设备；

b、所述振动信号采集设备采集的信号传输给环境振动监测工作站；

c、所述环境振动监测工作站处理接收到的信号并监测、评估减振轨道性能的变化。

此处需要说明的是，所述振动敏感点位于轨道线路上，所述环境敏感点位于线路周边地区(如居民楼、实验室、文教场所等)，列车通过所述振动敏感点时引起轨道振动，振动传递到所述环境敏感点处引起环境振动。所述振动信号采集设备安装在线路基础结构上，线路基础结构包括隧道、桥梁、路基等，其具体位置，沿线路方向对应于所述振动敏感点中心位置，安装点距离线路中心的位置根据环评报告振动源强边界条件确定(如对于单洞单圆隧道，安装点一般在距离轨道0.5m处)。

采用本发明所述的一种自动监测减振轨道性能的方法，能够跟踪掌握减振轨道性能的变化状态，配合报警机制可对环境敏感点振动超标进行报警，从而主动迅速提升轨道减振性能，减少乃至杜绝由于减振轨道性能减弱，引起振动对环境敏感点造成的伤害或损失，该方法既方便新建线路采用，也方便既有线增补，推广应用前景广阔。

优选地，所述环境振动监测工作站还用于控制所述振动信号采集设备的启闭、所述振动信号采集设备服役状态检测、所述振动信号采集设备工作模式的选择、信息报警、信息协调、信息储存等中的一种或多种，所述振动信号采集设备安装后无需人员值守。

所述环境振动监测工作站的报警机制为：所述振动信号采集设备监测值为对应测点的实际列车振动源强，用zi表示，i为各监测点编号；各监测点的列车振动源强允许值由环评报告确定，用z0i表示；若zi≥z0i-d，所述环境振动监测工作站自动报警。说明i点对应的振动敏感点有振动超标风险，需要对该点对应的轨道进行减振性能升级或更换轨道减振措施。上述d为振动裕值，取值范围为1-2db，根据环评报告提供振动敏感点的特点确定，d的作用是确保在敏感点振动超标之前轨道交通工务部门有时间采取措施对轨道系统的减振能力进行升级或者更换减振性能更好的轨道减振措施。

其中，减振轨道减振性能的衰减是一个长期过程。所述振动信号采集设备工作模式的选择是指所述振动信号采集设备可以在列车运行过程中实时监测，也可以每日或隔日进行定时段监测(如固定一小时)；在减振轨道性能自动监测启动后，首先对所述振动信号采集设备服役状态进行检测，若出现故障，可采取措施及时排除；信息报警是指所述环境振动监测工作站在对接收的信号处理后若发现振动超标则报警；信息协调是指所述环境振动监测工作站与轨道交通的其它监控系统的信息交互(如时钟统一等)；信息储存是对减振轨道的监测数据进行长期保存，用于减振轨道减振性能长期服役性能分析，为轨道减振措施的改进和合理应用提供科学依据。

优选地，所述环境振动监测工作站与轨道交通的其他监控系统共用硬件设施，以节约成本。

优选地，所述振动信号采集设备的功能包括将被测振动信号转换为电信号，并根据传输需要对电信号进行转换和放大。

优选地，所述振动信号采集设备用于监测振动速度或者振动加速度。

优选地，所述振动信号采集设备包括振动信号采集模块和信号转换、放大模块。

优选地，所述振动信号采集设备用于监测振动速度或者振动加速度。

优选地，所述振动信号采集设备由轨道交通通信系统现场总线连接所述环境振动监测工作站，对数据进行后处理分析。

优选地，所述步骤a中，同等轨道基础条件下的若干个所述振动信号采集设备的安装位置统一，即所有所述振动信号采集设备均安装于道床上或者均安装于轨道基础上；所有所述振动信号采集设备可靠连接道床或者轨道基础。

优选地，所述步骤b中，所述振动信号采集设备采集的信号经轨道交通信号传输网传输给所述环境振动监测工作站，所述振动信号采集设备连接所述轨道交通信号传输网，所述振动信号采集设备输出的信号满足轨道交通信号传输系统信号节点机的要求，所述振动信号采集设备与所述信号节点机之间通过现场总线连接，所述轨道交通信号传输网的传输终端连接所述环境振动监测工作站。

优选地，所述环境振动监测工作站连接轨道交通综合监控系统，接收所述轨道交通综合监控系统的统一管理信息，包括接收时钟统一信号、列车通过信息、向所述轨道交通综合监控系统提供环境振动监测工作状态信息和向各层级管理职能部门报送的监测结果信息等。

采用这种方式，使轨道交通综合监控系统继fas、bas、scada后具有轨道减振自动监控(tvas)功能，是对轨道交通综合监控能力的提升。

优选地，所述振动信号采集设备由轨道交通动力照明配电系统提供电源。

优选地，所述振动信号采集设备设有电源调适转换元件。

优选地，所述振动信号采集设备设有满足轨道交通通信传输系统的接口(无线传输或光缆传输)。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、运用本发明所述的一种自动监测减振轨道性能的方法，能够跟踪掌握减振轨道性能的变化状态，配合报警机制可对环境敏感点振动超标进行报警，从而主动迅速提升轨道减振性能，减少乃至杜绝由于减振轨道性能减弱，引起振动对环境敏感点造成的伤害或损失，该方法既方便新建线路采用，也方便既有线增补，推广应用前景广阔；

2、运用本发明所述的一种自动监测减振轨道性能的方法，所述环境振动监测工作站连接轨道交通综合监控系统，接收所述轨道交通综合监控系统的统一管理信息，包括接收时钟统一信号、列车通过信息、向所述轨道交通综合监控系统提供环境振动监测工作状态信息和向各层级管理职能部门报送的监测结果信息等。采用这种方式，使轨道交通综合监控系统继fas、bas、scada后具有轨道减振自动监控(tvas)功能，是对轨道交通综合监控能力的提升。

附图说明

图1为现有减振轨道升级流程示意图；

图2为应用本发明所述的自动监测减振轨道性能的方法后减振轨道升级流程示意图；

图3为本发明所述的自动监测减振轨道性能的方法使用的各设备的连接线框图；

图4为振动信号采集设备的结构线框图；

图5为环境振动监测工作站的功能图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例

如图2-5所示，本发明所述的一种自动监测减振轨道性能的方法，包括以下步骤：

a、在振动敏感点对应线路基础结构上安装振动信号采集设备；

b、所述振动信号采集设备采集的信号传输给环境振动监测工作站；

c、所述环境振动监测工作站处理接收到的信号并监测、评估减振轨道性能的变化。

此处需要说明的是，所述振动敏感点位于轨道线路上，所述环境敏感点位于轨道线路通过的周围地区(如居民楼、商场等)，列车通过所述振动敏感点时引起轨道振动，振动传递到所述环境敏感点处引起环境振动。

作为本实施例的一个优选方案，所述环境振动监测工作站还用于控制所述振动信号采集设备的启闭、所述振动信号采集设备服役状态检测、所述振动信号采集设备工作模式的选择、信息报警、信息协调、信息储存等中的一种或多种，所述振动信号采集设备安装后无需人员值守。其中，所述振动信号采集设备工作模式的选择是指由于减振轨道减振性能的衰减是一个长期过程，所述振动信号采集设备可以在列车运行过程中实时监测，也可以每天进行定时段监测(如固定一小时)；信息报警是指所述环境振动监测工作站在对接收的信号处理后若发现振动超标则报警；信息协调是指所述环境振动监测工作站与轨道交通的其它监控系统的信息交互(如时钟统一等)；信息储存是对减振轨道的监测数据进行长期保存，用于减振轨道减振性能长期服役性能分析，对轨道减振措施的改进和合理应用提供科学依据。所述环境振动监测工作站与轨道交通的其他监控系统共用硬件设施，以节约成本。

如图4所示，所述振动信号采集设备的功能包括将被测振动信号转换为电信号，并根据传输需要对电信号进行转换和放大，所述振动信号采集设备用于监测振动加速度；所述振动信号采集设备包括振动信号采集模块和信号转换、放大模块。所述振动信号采集设备由轨道交通通信系统现场总线连接所述环境振动监测工作站，对数据进行后处理分析。

如图3所示，所述步骤a中，同等轨道基础条件下的若干个所述振动信号采集设备的安装位置统一，即所有所述振动信号采集设备均安装于道床上或者均安装于轨道基础上；所有所述振动信号采集设备可靠连接道床或者轨道基础，安装位置应满足环评报告、《浮置板轨道技术规范(cjj/t191-2012)》等规范要求的规定。所述步骤b中，所述振动信号采集设备采集的信号经轨道交通信号传输网传输给所述环境振动监测工作站，所述振动信号采集设备连接所述轨道交通信号传输网，所述振动信号采集设备输出的信号满足轨道交通信号传输系统信号节点机的要求，所述振动信号采集设备与所述信号节点机之间通过现场总线连接，所述轨道交通信号传输网的传输终端连接所述环境振动监测工作站。

如图3所示，所述环境振动监测工作站连接轨道交通综合监控系统，接收所述轨道交通综合监控系统的统一管理信息，包括接收时钟统一信号、列车通过信息、向所述轨道交通综合监控系统提供环境振动监测工作状态信息和向各层级管理职能部门报送的监测结果信息等，采用这种方式，使轨道交通综合监控系统继fas、bas、scada后具有轨道减振自动监控(tvas)功能，是对轨道交通综合监控能力的提升。所述振动信号采集设备由轨道交通动力照明配电系统提供电源，所述振动信号采集设备设有电源调适转换元件。所述振动信号采集设备设有满足轨道交通通信传输系统的接口(无线传输或光缆传输)。

运用本发明所述的一种自动监测减振轨道性能的方法，能够跟踪掌握减振轨道性能的变化状态，配合报警机制可对环境敏感点振动超标进行报警，从而主动迅速提升轨道减振性能，减少乃至杜绝由于减振轨道性能减弱，引起振动对环境敏感点造成的伤害或损失，该方法既方便新建线路采用，也方便既有线增补，推广应用前景广阔。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。