一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕

本技术涉及边坡工程和轨道质量监测领域，尤其是涉及一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕。

背景技术：

1、由于地形地质条件复杂地区，崩塌、山体滑坡、泥石流等灾害活动频繁，难以预测，隐蔽性、突发性和破坏性强。例如山区铁路因此常受危岩落石等物体入侵造成交通瘫痪，隧道衬砌掉块造成线路安全隐患。尽管在工程勘察建设过程中，已尽量避开重大不良地质地段和集中崩塌危岩落石地段，但由于山区高坡险地地段覆盖范围广泛，依旧易发生铁路事故，严重威胁人们生命财产安全以及国家交通运输安全。

2、目前铁路监测异物侵限事件的措施主要有两种，一是通过人工检查，依靠防护网遮挡结合人工周期式检查的方法保护铁路不受异物入侵。但是此方法中，人工检查不能保证时效性，且耗费人力物力较大。防护网只能防止山体部分落石侵入铁路，不能防止机动性较大的异物如动物、车辆等入侵铁路；二是通过视频监测，在容易发生异物侵限的线路安装视频装置，通过实时分析采集的视频，人工观察处理，是否出现异物侵限。该方法易受恶劣天气影响，严重降低甚至失去监测能力。且人工监控视频容易因为疲劳导致漏检，自动化程度低。以上两种方法皆从外部实施监测，且不能保证准确性和实时性，对轨道线路安全监测还存在较大漏洞；且目前还未有从有砟轨道轨枕层面出发进行异物侵限监测技术研究改造。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，包括有砟轨道轨枕和异物侵限装置，其中异物侵限装置分为异物监测模块、异物定位模块和异物报警模块；所述异物侵限装置安装在有砟轨道轨枕的中间顶部位置；所述异物监测模块安装在异物报警模块的底部，所述异物定位模块安装在异物报警模块的上表面。

4、进一步地，所述的有砟轨道轨枕两侧挡肩上开设有螺旋筋，中间顶部位置开设有用于安装异物侵限装置的安装槽，安装槽上安装有保护壳，所述异物监测模块、异物报警模块和异物定位模块沿有砟轨道轨枕横向安装并自下而上叠放连接后放入保护壳中，固定安装于安装槽内。

5、进一步地，所述的异物监测模块包括光纤光栅frp-of振动传感器和光纤光栅frp-of智能箍筋，光纤光栅frp-of振动传感器上套装有光纤光栅frp-of智能箍筋，所述光纤光栅frp-of振动传感器与异物报警模块底部相连接。

6、进一步地，所述的光纤光栅frp-of智能箍筋前部、后部以及底部的中间位置上设置有振动—应变测点。

7、进一步地，所述的异物定位模块包括环境传感器和雷达，所述环境传感器和雷达安装在异物报警模块的表面。

8、进一步地，所述的异物报警模块包括解调报警仪以及外部对接设备。

9、进一步地，所述的有砟轨道轨枕为ⅱ型轨枕、ⅲ型轨枕或ⅳ型轨枕。

10、进一步地，所述的光纤光栅frp-of振动传感器类型为位移传感器、速度传感器或加速度传感器。

11、进一步地，所述的保护壳沿有砟轨道轨枕纵向方向留有用于连接异物监测模块的预留孔。

12、进一步地，所述的环境传感器内置雨量传感器、风速传感器、地震探测仪以及火车传感器。

13、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

14、1.本实用新型通过设置有砟轨道轨枕1和异物侵限装置，其中异物侵限装置分为异物监测模块、异物定位模块和异物报警模块，异物侵限装置安装在有砟轨道轨枕1的中间顶部位置，异物监测模块安装在异物报警模块的底部，异物定位模块安装在异物报警模块的上表面，各模块之间相互传输信号，能够第一时间监测到异物侵限，保证了对异物侵限监测的准确性和实时性。

15、2.本实用新型通过在有砟轨道轨枕1上开设有安装槽，安装槽上安装有保护壳，异物监测模块、异物定位模块和异物报警模块沿有砟轨道轨枕1横向安装并自下而上叠放连接后放入保护壳中，保护壳可以防止异物侵限装置收到恶劣天气的影响而遭到损坏，实现对轨道线路安全的监测。

16、3.本实用新型设置的异物监测模块包括光纤光栅frp-of振动传感器3和光纤光栅frp-of智能箍筋7，通过在光纤光栅frp-of智能箍筋7前部、后部以及底部的中间位置上设置有振动—应变测点8，分别监测有砟轨道轨枕1轨枕盒的阻力能力、轨枕侧面的伤损情况以及轨枕底部的阻力能力，实现了对有砟轨道轨枕1的全方面监测。

17、4.本实用新型设置的异物报警模块包括解调报警仪4和外部对接设备，解调报警仪4在监测到异物侵限时发出警报，并通过连接外部设备传输维修方案，无需通过人工检查，减少了人力物力的消耗，保证了时效性。

18、5.本实用新型设置的异物定位模块包括环境传感器5和雷达6，环境传感器5内置雨量传感器、风速传感器、地震探测仪以及火车传感器，实时监测环境因素对有砟轨道轨枕1的影响，雷达6确定异物侵限的位置和覆盖面积，实现对异物侵限的高精度定位。

技术特征：

1.一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，包括有砟轨道轨枕(1)和异物侵限装置，其中异物侵限装置分为异物监测模块、异物定位模块和异物报警模块；

2.根据权利要求1所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的有砟轨道轨枕(1)两侧挡肩上开设有螺旋筋(2)，中间顶部位置开设有用于安装异物侵限装置的安装槽，安装槽上安装有保护壳，所述异物监测模块、异物报警模块和异物定位模块沿有砟轨道轨枕(1)横向安装并自下而上叠放连接后放入保护壳中，固定安装于安装槽内。

3.根据权利要求1所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的异物监测模块包括光纤光栅frp-of振动传感器(3)和光纤光栅frp-of智能箍筋(7)，光纤光栅frp-of振动传感器(3)上套装有光纤光栅frp-of智能箍筋(7)，所述光纤光栅frp-of振动传感器(3)与异物报警模块底部相连接。

4.根据权利要求3所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的光纤光栅frp-of智能箍筋(7)前部、后部以及底部的中间位置上设置有振动—应变测点(8)。

5.根据权利要求1所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的异物定位模块包括环境传感器(5)和雷达(6)，所述环境传感器(5)和雷达(6)安装在异物报警模块的表面。

6.根据权利要求1所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的异物报警模块包括解调报警仪(4)以及外部对接设备。

7.根据权利要求1所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的有砟轨道轨枕(1)为ⅱ型轨枕、ⅲ型轨枕或ⅳ型轨枕。

8.根据权利要求3所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的光纤光栅frp-of振动传感器(3)类型为位移传感器、速度传感器或加速度传感器。

9.根据权利要求2所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的保护壳沿有砟轨道轨枕(1)纵向方向留有用于连接异物监测模块的预留孔。

10.根据权利要求5所述的一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，其特征在于，所述的环境传感器(5)内置雨量传感器、风速传感器、地震探测仪以及火车传感器。

技术总结
本技术涉及一种监测异物侵限和有砟轨道损坏程度的智能轨枕，包括有砟轨道轨枕和异物侵限装置，其中异物侵限装置分为异物监测模块、异物定位模块和异物报警模块；所述异物侵限装置安装在有砟轨道轨枕的中间顶部位置；所述异物监测模块安装在异物报警模块的底部，所述异物定位模块安装在异物报警模块的上表面。与现有技术相比，本技术实现了对铁路异物侵限的全天候、高精度实时监测。

技术研发人员：赵泽旭,李培刚,高红兵,杜俊,余飞,陈一帆,杨杰,王明宇
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：20230128
技术公布日：2024/1/12