轨道状态评估系统的制作方法与工艺

本申请涉及轨道安全监测技术领域，具体涉及一种轨道状态评估系统。

背景技术：
目前，传统的轨道状态监测技术主要分静态监测和动态监测两类。其中，静态监测技术主要包括人工定点监测、视频监测和传统的分立监测等。在上述传统的静态检测方法中，监测参数增添难度较大，难以实现信息的实时互通与共享，并未实现各监测点的数据的综合分析、统计、评估、决策等功能，同时还耗费了较多的人力。动态监测技术主要包括人工巡检、轨道检查车、动车组综合检测车、车载式和便携式检查仪等。但是，受各种条件的限制，上述各种动态检测技术所监测的参数较少，耗费人力及物力巨大，且无法实时监测不同列车经过时的轨道动态响应。此外，由于传统的轨道状态监测技术方案受限于服务器计算和存储能力，在数据处理方面，面对不断增长的海量历史数据和实时监测数据，处理的周期较长，适用的监测范围较小，结果信息发布形式单一。

技术实现要素：
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种灵活性高、扩展性强、数据处理效率高、适用范围广、对各轨道的监测数据进行综合分析评估的轨道状态评估系统。本发明提供一种轨道状态评估系统，其特征在于，所述系统包括分析预警子系统和若干数据采集子系统，所述若干数据采集子系统分别设置在各轨道的监测区域；所述数据采集子系统包括：轨道测量装置，设置在轨道的监测区域，用于测量轨道的状态参数；数据采集单元，与所述轨道测量装置连接，用于采集并存储所述状态参数；处理单元，与所述数据采集单元连接，用于根据预设的定时采集指令或接收的采集指令控制所述测量和所述采集；所述分析预警子系统分别与所述若干数据采集子系统通信连接，用于对所述状态参数进行分析评估，得到评估结果并发送至预指定的终端，接收所述终端发送的配置命令并向所述数据采集子系统发送对应的采集指令。本发明诸多实施例提供的轨道状态评估系统通过在不同路段的各轨道的各个监测区域处分别设置与分析预警子系统通信连接的数据采集子系统，采集轨道监测区域的状态参数，上传至分析预警子系统进行分析评估，生成评估结果并发送至对应的数据采集子系统和预指定的固定终端或移动终端，从而实现对不同路段的轨道进行实时监测评估预警；本发明一些实施例提供的轨道状态评估系统利用云计算对数据进行分析处理，提高了数据处理能力和效率，扩展了系统的适用范围；通过历史数据对实时采集的状态参数进行综合分析，提高了分析结果的可靠性；通过根据评估结果生成并发送预警信息，保障轨道安全；本发明一些实施例提供的轨道状态评估系统可设置振动传感器、传声器、应变片、位移传感器等多种监测各类不同参数的轨道测量装置；进一步地，还可以更换轨道测量装置，对于电流和电压输出型的传感器，只需根据监测内容及要求，做简单修改即可连接数据采集单元进行使用，极大地提高了系统的扩展性；本发明一些实施例提供的轨道状态评估系统通过设置时基单元实现了协调若干数据采集子系统同步测量并采集各轨道的状态参数。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明一实施例提供的轨道状态评估系统的结构示意图。图2为本发明一优选实施例中数据采集子系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。图1为本发明一实施例提供的轨道状态评估系统的结构示意图。如图1所示，在本实施例中，本发明提供的轨道状态评估系统包括分析预警子系统10和若干数据采集子系统30。若干数据采集子系统30分别设置在各轨道的监测区域。数据采集子系统30包括：轨道测量装置31，设置在轨道的监测区域，用于测量轨道的状态参数；数据采集单元33，与轨道测量装置31连接，用于采集并存储所述状态参数；处理单元35，与数据采集单元33连接，用于根据预设的定时采集指令或接收的采集指令控制所述测量和所述采集。分析预警子系统10分别与若干数据采集子系统30通信连接，用于对所述状态参数进行分析评估，得到评估结果并发送至对应的数据采集子系统30和/或预指定的终端50，接收终端50发送的配置命令并向数据采集子系统30发送对应的采集指令。具体地，在本实施例中，所述监测区域设置在不同路段的多条轨道中，同一条轨道中可同时设置多个监测区域。在本实施例中，在每个监测区域处对应设置一个数据采集子系统30，在更多实施例中，可以根据监测区域的实际部署，在较大的监测区域处设置多个数据采集子系统30，或在几个邻近的较小的监测区域处设置一个数据采集子系统30。在一优选实施例中，分析预警子系统10包括：存储单元，用于存储各数据采集子系统30的历史数据；所述历史数据包括所述状态参数和所述评估结果；云计算单元，与所述存储单元通信连接，用于根据所述历史数据对所述状态参数进行分析评估，得到评估结果；预警单元，与所述云计算单元通信连接，用于根据所述评估结果生成预警信息，将所述评估结果和所述预警信息发送至对应的数据采集子系统30和终端50。具体地，当数据采集子系统30的部署数量上升到一定数量级之后，传统的服务器难以满足对所有数据采集子系统30采集的状态参数进行分析评估的计算能力需求，同时成本较为高昂；采用云计算单元可以在满足计算能力需求的同时降低成本。而综合历史数据对所述状态参数进行分析评估可以挖掘出深层次的规律，提高状态参数的利用率，从而提高评估结果的可靠性。终端50可以为固定终端或移动终端。若评估结果良好，所述预警单元未生成相应的预警信息，则可以将评估结果单独发送至预指定的终端50；若评估结果不佳，所述预警单元生成相应的预警信息，则将评估结果和预警信息一同发送至预指定的终端50。在一优选实施例中，所述预警单元还包括登录模块，以供远程的终端50登录查看评估结果和预警信息，并对数据采集子系统30部署配置命令。在一优选实施例中，数据采集子系统30还包括：显示单元，与处理单元35连接，用于显示所述评估结果和所述预警信息。具体地，分析预警子系统10根据数据采集子系统30所采集的状态参数生成评估结果和预警信息后，反馈至对应的数据采集子系统30，处理单元35控制显示单元显示评估结果和预警信息，从而可以对监测区域进行及时预警。在一优选实施例中，轨道测量装置31包括以下至少一项：振动传感器，与数据采集单元33连接，用于测量所述监测区域中铁轨、轨枕和/或道床的振动参数；传声器，与数据采集单元33连接，用于测量所述监测区域的噪声参数；应变片，与数据采集单元33连接，用于测量所述监测区域的横向力参数和垂向力参数；位移传感器，与数据采集单元33连接，用于测量所述监测区域的横向位移参数和垂向位移参数。具体地，在本实施例中，所述振动传感器采用单向的，工作频率满足所部署的轨道的振动频谱要求，在左右两轨的轨底上表面各设置一个，在同一截面扣件表面设置一个，在道床中央设置一个，以及在截面对应隧道壁中间位置设置一个。所述传声器的工作频率满足环境评价的工作频谱要求，放置在振动同截面对应隧道壁的中间位置，数量为一个。所述应变传感器采用两个感应方向夹角为90°且具有相同感应中心的应变花。所述位移传感器采用电阻式线性位移传感器，放置在轨道内外两侧垂向各一个，及左右轨底内侧横向各一个。在更多实施例中，上述各项轨道测量装置也可以根据轨道的具体情况采用具体不同的设备，以及采取不同的部署位置和方式，只要能分别测量各项状态参数，即可实现相同的技术效果。在一优选实施例中，数据采集单元33通过PXI总线与处理单元35连接，数据采集单元33还用于将所述状态参数由模拟信号转为数字信号。图2为本发明一优选实施例中数据采集子系统的结构示意图。如图2所示，在一优选实施例中，轨道测量装置31还包括：静力水准仪，与处理单元35连接，用于测量所述监测区域的轨道结构沉降。具体地，所述静力水准仪的量程选取符合轨道结构沉降范围，在本实施例中，所述静力水准仪采用的是电感调频式监测原理，所述静力水准仪放置在监测区域的隧道壁中，传感器间隔10米放置一个，共放置4个。在更多的实施例中，所述静力水准仪也可根据具体轨道情况采用不同的部署方式，只要能实现测量所述监测区域的轨道结构沉降，即可实现相同的技术效果。在一优选实施例中，所述静力水准仪通过RS485总线与处理单元35连接。在一优选实施例中，数据采集子系统30还包括：时基单元，与处理单元35连接，用于协调所述若干数据采集子系统30同步测量并采集各轨道的状态参数。在一优选实施例中，数据采集子系统30还包括：存储单元，与处理单元35连接，用于存储所述状态参数。在一优选实施例中，数据采集子系统30还包括：扩展通讯单元，与处理单元35连接，用于与分析预警子系统10通讯，交互数据和指令。以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。