一种轨旁设备在线监测系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通监测技术领域，特别涉及轨旁设备在线监测系统。


背景技术：

2.为了维护铁路运行安全，铁路工作人员需要每天对站场的箱盒设备进行检修，目前都是采用在天窗时间点上道打开箱盒，用仪表对相关的点位进行测试，并将数据记录在箱盒内的测试卡上，而箱盒内部的温湿度这些则无法测试。
3.对于箱盒信号传输的备用电缆，则是在发现该备用电缆不能使用后，再采用手提式的电缆故障测试仪，将故障电缆的线端接入电缆故障测试仪，然后通过调节旋钮发射不同的信号来测试故障的位置，将故障测试仪接入电缆存在一定的安全隐患。同时，由于不能精确的查找电缆的走向和位置点，这就需要挖开大量的电缆，才能找到故障的位置，且这些测试方法都存在滞后性，都是等到问题发生后下次测试或者使用的时候才能知道故障已发生，不能及时的发现已存在的问题，为维修工作带来很大的不便。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种轨旁设备在线监测系统，旨在实现轨旁线路远程自动检测，降低人工成本。
5.为了实现上述目的，本发明提出一种轨旁设备在线监测系统，包括可向电缆发射脉冲信号并根据所述脉冲信号的回波时间判断所述电缆状态的电缆检测单元，和用于接收所述电缆检测单元检测数据的监测终端。
6.在本技术的一实施例中，所述电缆状态包括畅通状态、断路状态、电阻状态、泄露状态中的至少一种。
7.在本技术的一实施例中，还包括设于所述电缆一侧用于获得与所述电缆通交流电时产生的交流磁场相对应的耦合电容的电容器，所述监测终端根据所述耦合电容值计算所述电缆的电流和/或电压值。
8.在本技术的一实施例中，还包括用于检测轨旁设备内的湿度并可将数据反馈至监测终端的湿度传感器。
9.在本技术的一实施例中，还包括用于检测所述轨旁设备内的光照度并可将数据反馈至监测终端的亮度传感器。
10.在本技术的一实施例中，所述电容器、湿度传感器、以及亮度传感器与监测终端之间通过载波传输单元中继连接。
11.在本技术的一实施例中，还包括用于标识设备信息的电子标签。
12.在本技术的一实施例中，所述电子标签包括放置于电缆一侧用于定位电缆位置的地理标签、连接于电缆用于标识电缆信息的电缆识别标签、以及放置于箱盒节点处用于巡检打卡的箱盒标签中的至少一种。
13.在本技术的一实施例中，还包括连接于所述监测终端用于存储所述终端数据的服
务器。
14.采用上述技术方案，通过向电缆内发射脉冲信号并接收该脉冲信号的回波，计算脉冲信号在电缆内传播时所用的时间，即可得出电缆的状态。无需人员现场检测，大大的缩减了故障处理的时间，实现对电缆设备的高效管理。结构简单便于实施。
附图说明
15.下面结合具体实施例和附图对本发明进行详细的说明，其中：图1为本发明第一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
16.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。应当理解，以下具体实施例仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。
17.如图1所示，为了实现上述目的，本发明提出一种轨旁设备在线监测系统，包括可向电缆发射脉冲信号并根据所述脉冲信号的回波时间判断所述电缆状态的电缆检测单元，和用于接收所述电缆检测单元检测数据的监测终端。
18.具体的，一种轨旁设备在线监测系统，包括电缆检测单元和监测终端。
19.电缆检测单元接入多对备用电缆芯线，其向多对备用电缆芯线分时发射脉冲信号，同时接收该脉冲信号的反射回波，根据所述脉冲信号的回波时间判断该电缆的状态，电缆检测单元完成电缆监测以后将数据发送至监测终端。从而实现对电缆的在线监测，无需人工线下进行数据测试。
20.电缆检测单元的工作原理为：在电缆完好的状态下，电缆检测单元向电缆发射脉冲信号，此时电缆检测单元记录该脉冲信号反射回波反射回时所用的时间，将此时间作为初始阈值予以保留。
21.此后，电缆检测单元在对电缆进行检测时，其向电缆内分时发射脉冲信号，并获得脉冲信号的回波时间，将该回波时间与初始阈值进行比较。当该时间小于初始阈值时，表示电缆在某处断开，此时将判断结果发送至监测终端。
22.采用上述技术方案，通过向电缆内发射脉冲信号并接收该脉冲信号的回波，计算脉冲信号在电缆内传播时所用的时间，即可得出电缆的状态。结构简单便于实施。
23.在本技术的一实施例中，所述电缆状态包括畅通状态、断路状态、电阻状态、泄露状态中的至少一种。
24.具体的，电缆状态包括畅通状态、断路状态、电阻状态、泄漏状态。
25.畅通状态表示：电缆处于完好状态，可有效的进行电力和/或数据的传输。
26.断路状态表示：电缆处于断裂状态，其无法进行电力和/或数据的传输。需要进行维护。
27.电阻状态表示：电缆的连续性良好，但电缆内芯对地绝缘电阻值或电缆内芯之间的电阻值低于0.1兆欧，此时将电缆标记为低阻状态。
28.泄露状态表示：电缆连续性良好，但电缆内芯对地绝缘电阻值或电缆内芯之间的电阻值高于0.1兆欧，此时将电缆标记为高泄漏状态。
29.其中，电阻状态、泄露状态可以根据脉冲信号回波时的信号强度计算得到。
30.电阻状态其具体计算方法为：先将电缆设定为低阻状态，此时通过电缆检测单元向电缆内发射脉冲信号，此时检测脉冲信号回波时的信号强度，将该信号强度作为电阻状态的初始阈值，予以保留。
31.泄露状态其具体计算方法为：先将电缆设定为高泄漏状态，此时通过电缆检测单元向电缆内发射脉冲信号，此时检测脉冲信号回波时的信号强度，将该信号强度作为泄漏状态的初始阈值，予以保留。
32.此后，电缆检测单元在对电缆进行检测时，其向电缆内分时发射脉冲信号，并获得脉冲信号的回波强度，当该强度满足电阻状态的初始阈值时，将电缆判定为低阻状态。
33.采用上述技术方案，可以通过电缆检测单元向电缆内发射的脉冲信号，可以检测出电缆的不同状态，方便使用者对电缆故障的确认。
34.在本技术的一实施例中，还包括设于所述电缆一侧用于获得与所述电缆通交流电时产生的交流磁场相对应的耦合电容的电容器，所述监测终端根据所述耦合电容值计算所述电缆的电流和/或电压值。
35.具体的，还包括电容器，电容器采用现有技术中常用的电容器，在此不再一一赘述。
36.电容器设置在电缆的一侧，电缆在通入交流电时会在其附近产生交流磁场，此时将电容器放置于该交流磁场内，在交流磁场的影响下，在电容器内部会产生一个耦合电容，通过计算该耦合电容的强度可以获得电缆内的电压或电流值。
37.电容器在产生耦合电容后将其产生的耦合电容强度发送给监测终端，此时监测终端根据耦合电容的强度计算电缆内的电流和/或电压值。
38.采用上述技术方案，无需将电流或电压的检测设备接入到电缆内，结构简单，且不存在安全风险。
39.在本技术的一实施例中，还包括用于检测轨旁设备内的湿度并可将数据反馈至监测终端的湿度传感器。
40.具体的，湿度传感器采用现有技术中常用的湿度传感器，其可以监测轨旁设备内的空气湿度，并将该空气湿度值反馈给监测终端，此时使用者可以通过监测终端实时了解轨旁设备内的空气湿度，无需检测者去线下检测轨旁设备内的空气湿度，节省了人力资源。
41.在本技术的一实施例中，还包括用于检测所述轨旁设备内的光照度并可将数据反馈至监测终端的亮度传感器。
42.具体的，亮度传感器采用现有技术中常用的亮度传感器，其主要为光敏传感器。其可以监测轨旁设备内的亮度，并将该亮度值反馈给监测终端，此时使用者可以通过监测终端实时了解轨旁设备内的亮度，无需检测者去线下检测轨旁设备内的亮度，节省了人力资源。可提高轨旁设备的安全性。
43.在本技术的一实施例中，所述电容器、湿度传感器、以及亮度传感器与监测终端之间通过载波传输单元中继连接。
44.具体的，载波传输单元采用ofdm（orthogonal frequency division multiplexing）正交频分复用技术，其主要是将信道分为若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每一个子信道上进行传输，正交信号可以通过在接收
端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰，每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上可以看成平坦性衰落。从而可以消除码间串扰，而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。
45.通过载波传输单元将电缆信道分割成若干子信道分别用于传输不同传感器检测的信号，避免数据之间的相互干扰。由于正交频分复用技术为现有技术，在此不再一一详述。
46.采用上述技术方案，在电容器、湿度传感器、以及亮度传感器与监测终端之间通过载波传输单元进行中继连接，可以使得电容器、湿度传感器以及亮度传感器在电缆中进行数据传输时相互分离，避免数据之间的相互干扰，提高了数据的准确性。
47.在本技术的一实施例中，还包括用于标识设备信息的电子标签。
48.具体的，本技术的轨旁设备在线监测系统还包括用于标识设备信息的电子标签，电子标签采用rfid（射频识别技术）技术与检测设备相互协同。从而实现更好的检测电缆的位置。
49.在本技术的一实施例中，所述电子标签包括放置于电缆一侧用于定位电缆位置的地理标签、连接于电缆用于标识电缆信息的电缆识别标签、以及放置于箱盒节点处用于巡检打卡的箱盒标签中的至少一种。
50.具体的，电子标签包括地理标签，电缆识别标签，箱盒标签。
51.地理标签放置在电缆的一侧，主要是用来定位该电缆的位置信息，通过地理标签探测器，在地面即可探测到该标签，从而知道该电缆到发送端的距离，为故障点提供位置依据。方便对电缆的检修。
52.电子识别标签主要是供手持终端扫描后查看该电缆的具体信息，其上至少记载有电缆的尺寸信息、用途信息、埋设时间等等。本技术中的手持终端可与监测终端进行无线通信。例如通过4g网络、5g网络、wifi网络等。
53.箱盒标签主要是用来供手持终端扫描后完成巡检任务，箱盒标签中同样可以存储箱盒的历史监测数据，以供巡检人员查阅。
54.在本技术的一实施例中，还包括连接于所述监测终端用于存储所述终端数据的服务器。
55.通过电缆检测单元、湿度传感器、亮度传感器、实时了解相轨旁箱盒内设备的信号和环境状态，替代人员去现场的测试工作，减轻人员工作量，通过记录的历史数据，自动分析信号设备的信号趋势，提前预警提前预防问题的发生提高检修效率。
56.本技术中的电缆包括工作电缆和备份电缆。
57.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。