一种跨座式单轨道岔综合监测系统的制作方法

本发明属于轨道运行状态监测领域，具体涉及一种跨座式单轨道岔综合监测系统。

背景技术：

跨座式单轨，指通过单根轨道来支撑、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。其特点是适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力非常强。跨座式单轨发展至今，已经是城市轨道交通系统的一种重要形式，其与地铁制式有较大差别，通常采用胶轮路轨系统，骑跨在混凝土梁上行驶，其道岔结构和控制方式也与钢轮钢轨系统完全不同，而且更为复杂。因此，为了提高跨座式单轨道岔系统的可靠工作，保障车辆安全、高效运行，就需要对跨座式单轨道岔的运行状态进行实时监测。

现有技术中，针对跨座式单轨的运行状态监测问题，一般还是采用传统的形式。即通过安排工作人员，分区域定时人工巡检的方式来实现。这种巡检方式下，对于轨道中存在的问题发现存在一定的滞后性，即只有问题确切发生以后被检测到的可能性才会比较高，更毋论提前发现轨道中存在的安全隐患并对其提前进行处理，以保证整个轨道的正常运行。进一步地，由于问题的发现存在滞后性，在故障发生后，对受损部位进行检修也需要一定时间。在目前跨座式单轨的实时运行中，实际留给维修人员的检修时间非常有限，一般都只能在夜间轨道占用率低的时候进行检修。如果在轨道占用需求很高的时候发生故障，其通常会造成较大的损失。

因此，对跨座式轨道的运行状态，尤其是跨座式单轨道岔的运行状态进行实时监测，从而对有可能出现的问题及时进行预警，是当前亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种跨座式单轨道岔综合监测系统，至少可以部分解决上述问题。本发明技术方案针对现有技术无法对跨座式单轨道岔的运行状态无法实施进行监测并及时预警的情况，通过对道岔多个方面进行数据监测，并对其进行数据分析，从而实现对道岔的运行状态进行有效地监测和预警，从而保证跨座式单轨的正常运行。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种跨座式单轨道岔综合监测系统，其特征在于，包括数字监测子系统和数字信号分析平台，所述数字监测子系统通过传感器收集转辙驱动装置、道岔和/或轨道的实时状态参数并将收集到的参数传递给数字信号分析平台，所述数字信号分析平台对收集到的参数进行分析；

其中，所述数字监测子系统包括转辙驱动监测模块和道岔轨道监测模块，所述转辙驱动监测模块通过对转辙驱动装置和/或转辙台车的转辙设备参数进行采集，并将转辙设备参数发送到数字信号分析平台进行分析，获取转辙驱动装置和/或转辙台车的运行状态参数；所述转辙设备参数包括转辙驱动装置和/或转辙台车的力学参数、振动参数和环境参数；

所述道岔轨道监测模块通过在轨道上安装传感器，收集道岔和/或轨道的轨道设备参数，并将轨道设备参数发送到数字信号分析平台进行分析，获取道岔和/或轨道的运行状态参数；所述轨道设备参数包括道岔和/或轨道的振动参数、温度参数和贴密量参数；

所述数字信号分析平台根据接收到的转辙设备参数和/或轨道设备参数后，分析获取道岔转辙驱动装置、转辙台车、道岔和/或轨道当前的运行状态参数，并与其正常运行的参数范围进行比较，以对跨座式单轨道岔当前的运行状态进行评估和/或监测预警。

作为本发明技术方案的一个优选，系统还包括道岔图像监测子系统，所述道岔图像监测子系统通过安装在道岔附近的图像设备对道岔的转辙状态进行实时图像拍摄，并将获得的图像信息传递给数字信号分析平台，数字信号分析平台对收集到的参数和图像进行分析和/或识别，通过分析结果和/或识别结果对道岔当前的运行状态进行评估和/或监测预警。

作为本发明技术方案的一个优选，转辙驱动监测模块包括转辙转换力监测模块、转辙振动监测模块、转辙环境监测模块、台车运行状态监测模块和锁定装置运行监测模块，

所述转辙转换力监测模块对道岔驱动设备工作过程中的力学参数进行监测，根据所述力学参数判断道岔驱动是否正常；

所述转辙振动监测模块对转辙设备的振动幅度进行监测，根据转辙设备的振动幅度对转辙设备安装结构的稳定性进行判断；

所述转辙环境监测模块对转辙设备内的环境温度和/或湿度进行监测，判断当前环境温度和/或湿度对转辙设备的影响程度；

所述台车运行状态监测模块测取台车在导轨滑槽内的运行速度、加速度，根据所述台车的运行速度和/或加速度判断当前台车是否处于正常运行状态之中；

所述锁定装置运行监测模块对锁定装置的工作状态进行监测，判断锁定装置是否能够顺利完成解锁和闭锁功能。

作为本发明技术方案的一个优选，道岔轨道监测模块包括轨道振动监测模块、轨道温度监测模块和轨道密贴量监测模块，

所述轨道振动监测模块用于对轨道的振动参数进行测量，根据振动参数获取道岔工务安装状态；

所述轨道温度监测模块用于对轨道的环境温度进行测量，确定轨道设备是否处于正常工作环境温度内；

所述轨道密贴量监测模块用于对道岔尖轨和基本轨之间的贴合度进行检测，判断贴合度是否处于安全运行范围内。

作为本发明技术方案的一个优选，系统还包括警报系统，所述警报系统接收警报信息并触发警报装置，同时将接收到的警报信息通过信号接口反馈给该道岔对应的终端，并对道岔进行相应的检修和维护。

作为本发明技术方案的一个优选，系统还包括显示装置，所示显示装置用于对数字信号分析平台获得的数据信息进行分析展示，并对跨座式单轨道岔进行实时可视化监控。

作为本发明技术方案的一个优选，转辙驱动装置的力学参数是通过道岔驱动设备在工作过程中的电流和电压经数学模型转换而来，根据转辙驱动装置工作过程中的力学曲线对转辙驱动装置的运行状态进行分析。

作为本发明技术方案的一个优选，转辙设备的振动幅度包括竖直方向上的纵向振幅和水平方向上的横向振幅。

作为本发明技术方案的一个优选，贴密量是通过位置感应器对道岔尖轨和基本轨的位置进行感应后比较获得。

作为本发明技术方案的一个优选，警报装置包括灯光报警装置、声音报警装置以及视频报警装置。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)本发明技术方案，为了提高跨座式单轨车辆基地道岔调节作业效率，便于对道岔进行统一管理，设计一种新的管理跨座式单轨道岔的跨座式单轨车辆基地管理系统，其采用传感器、视频监控等方式，采集车辆基地道岔工作状态信息和数据信息，为道岔管理系统快速准确的发布转辙命令提供依据，可有效提高道岔转辙作业效率，保障车辆基地内车辆运行安全。

2)本发明技术方案，在对跨座式单轨道岔的运行状态进行全面检测的同时，针对每个影响跨座式单轨道岔的因素分别进行监测，数字信号分析平台在对所有影响因素进行全面分析的同时，还可以对每个影响因素进行单项分析，获取该影响因素的时序变化趋势，根据时序变化趋势针对该影响因素对应的跨座式单轨道岔结构及时进行处理。

附图说明

图1是本发明技术方案的实施例中跨座式单轨道岔综合监测系统结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明技术方案的实施例中提供了一种跨座式单轨道岔综合监测系统。该系统包括数字监测子系统和数字信号分析平台。其中数字监测子系统通过传感器对多个道岔设备的实时运行参数进行采集，并将采集到的参数汇总到数字信号分析平台。其中，道岔设备包括转辙驱动装置、道岔、轨道等。数字信号分析平台对收集到的参数信息进行多重分析比较，通过不同的分析比较结果对道岔当前的运行状态进行评估和监测预警。

进一步的，数字监测子系统包括转辙驱动监测模块和道岔轨道监测模块，其中转辙驱动监测模块主要用于对道岔转辙部分的轨道设备进行参数测量，以及基本的数据监控。具体来说，本实施例的转辙驱动模块中包括辙转换力监测模块、转辙振动监测模块、转辙环境监测模块、台车运行状态监测模块和锁定装置运行监测模块。

其中，辙转换力监测模块是对道岔驱动设备在工作过程中的电流和电压进行实时监测，经过智能数学模型的计算，自动得出动作参数的阈值，最后得到转辙驱动设备在工作过程中的动作曲线，进而分析出转辙驱动设备的故障报警状态，同时做出预警分析。本实施例中，出于多种原因，有时无法对道岔驱动设备在工作中的实时力学参数(如驱动力大小)进行直接测量，因此需要借助数学模型，根据传感器直接测量得到的参数(如电流、电压等)计算获得。

转辙振动监测模块用于对转辙设备安装结构是否牢靠，能否满足转辙设备正常工作的监测，通过振动传感器监测实现。本实施例中，列车在经过道岔的时候，会在道岔相关设备处引起震动，如转辙设备振动等。在对转辙设备的安装结构是否牢靠进行监测的时候，振动参数是一个很重要的衡量指标。实际上，安装结构越是牢靠，转辙设备的振幅越小，反之越大。

转辙环境监测模块用于收集转辙设备内的环境温度和湿度的实时数据。对于转辙设备来说，引起环境温度升高的因素有很多，而温度的异常能够在一定程度上说明问题。例如，列车与轨道的摩擦会导致轨道温度升高，如果升温超出一定范围，就有可能导致道岔尖轨和基本轨由于受热膨胀，形成安全隐患。此外，本实施例中，对环境温度的测量原因也有多种，其中包括由于湿度变化所导致的转辙设备(主要是金属设备和电子设备)锈蚀或者失灵等问题。

台车运行状态监测模块用于监测台车在导轮滑槽内的运行状态，如台车在导轮滑槽内的运行速度、加速度等，通过运行速度是否稳定，加速度过程是否顺利，可以及时发现卡顿、阻滞等问题，影响道岔转辙作业。本实施例中，台车的顺利运行也是跨座式单轨道岔状态监测的一个重要方面。台车运行的稳定性直接影响到跨座式单轨道岔的稳定性，尤其是列车能否平稳经过道岔的问题，在台车和导轮滑槽的运行存在问题的时候，列车经过也存在较大的安全隐患。

锁定装置运行监测模块用于监测锁定装置能否顺利的完成解锁和锁闭的功能，防止锁闭不牢固，导致车辆通过时道岔移动，影响行车安全。本实施例中，锁定装置在解锁和闭锁状态下，传感器所检测到的锁定装置位置有所不同，通过向锁定装置发出状态切换指令，通过传感器收集到的数据变化，可以判断出锁定装置是否处于正常工作状态。避免了对锁定装置进行实地检查所需的人力物力，同时也可以尽快发现问题，及时处理隐患。

进一步地，本实施例的系统中，道岔轨道监测模块通过在轨道上安装可轨道振动监测模块、轨道温度监测模块、轨道密贴量监测模块来监测轨道的运行状况。

其中轨道振动监测模块用于对道岔轨道梁的监测，从而对道岔的工务安装状态参数进行监测；

轨道温度监测模块用于对轨道道岔所处环境温度的监测，为相关系统提供温度状态参数；

轨道密贴量监测模块用于道岔轨道密贴量的监测，用位置感应器收集基本位置情况。

本实施例中，每个监测模块本身不仅执行数据采集的任务，

进一步的，道岔图像监测子系统主要通过安装在道岔附近的摄像头对道岔转辙状态进行视频监控，收集道岔实时运营状态信息。

此外，本实施例中还可以包括显示装置，显示装置不仅可以接收来自道岔图像监测子系统的图像信息，还可以对数字信号分析平台接受到的数据信息以及对数据信息所进行的分析进行展示。

所述道岔异常报警装置在接收到异常信号后，发出报警信息，通过灯光和声音报警，同时将报警信息通过信号接口反馈给工作人员，由工作人员确认后，对道岔进行锁闭，禁止通行，排除故障后，再恢复通行。也就是说，本实施例中警报系统接收来自数字信号分析平台或者其他模块的警报信息并触发警报装置，同时将接收到的警报信息通过信号接口反馈给该道岔对应的终端，并对道岔进行相应的检修和维护。

本领域的技术人员容易理解，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。