专利名称：轨道几何检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路运输技术领域，尤其是涉及一种轨道几何检测系统。
背景技术：
我国轨道几何检测系统得发展已有近十五年的历史，以前使用的GJ-3型轨道几 何检测系统是属于组合式检测系统，请参见图1，其为现有技术中一种GJ-3型轨道几何检 测系统的结构示意图。如图1中所示，该GJ-3型轨道几何检测系统是由几个分立的检测装置组合而成 的，比如图1中的CP3轨道不平测量仪、DCZ4振动测量仪、TC型曲线超高测量仪、轨距轨向 测量仪，每个测量仪都有固定的传感器和其相连，比如CP3轨道不平测量仪有如下四个传 感器和其相连加速度计(左)、位移计(左)、加速度计(右)和位移计(右)，CP3轨道不 平测量仪可以根据该四个特定的传感器所采集的参数来计算出轨道的高低和水平几何参 数。同理，DCZ4振动测量仪、TC型曲线超高测量仪和轨距轨向测量仪也可以根据和它们相 连的特定的传感器检测出轨道的其它几何参数。当通过上述检测装置得到轨道的几何参数 后，利用信号调节装置及模/数(A/D)转换装置将这些几何参数发送给磁笔记录仪和计算 机，由磁笔记录仪记录下几何参数的波形，并由计算机来进行汇总统计、显示、存储、打印等 操作。由上述描述可以看出，现有技术的GJ-3型轨道几何检测系统存在着如下的缺陷1、轨道参数的检测所涉及的因素相当多且非常复杂，上述分立的检测装置只能根 据其有限的主要传感器的参数来进行计算，因此往往省略了次要的影响因素，所计算得到 的几何参数的精度不高，可靠性差。而且会出现几次测量结果偏差较大的情况，因而重复性 也不高。2、上述几何参数的检测都是通过检测装置内的模拟滤波电路完成的，因此其受检 测车正反向运行以及不同检测速度的影响，其最后测量结果会出现一定的差异。3、轨距测量一般采用轴箱式轨距测量装置，需要安装在检测车的轴箱上，需要承 受较大的震动，容易断裂，危险性高。
实用新型内容针对上述缺陷，本实用新型实施例的目的在于提供一种轨道几何检测系统，用于 提高轨道检测系统的精度、可靠性和重复性，并提高轨道检测系统的安全性。本实用新型实施例提供了一种轨道几何检测系统，包括模拟信号处理子系统和 数字信号处理子系统，所述模拟信号处理子系统包括多个检测传感器、信号转接装置和信 号处理装置，所述数字信号处理子系统至少包括一主微机，所述多个检测传感器、所述信号 处理装置和所述主微机分别连接至所述信号转接装置，所述信号处理装置用于对所述检测 传感器的检测信号进行预处理，所述信号转接装置用于转接所述检测信号及预处理信号， 所述主微机用于根据所述检测信号的预处理信号计算出轨道参数。优选的，本实用新型实施例的多个检测传感器包括左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器和右光电传感器，所述模拟信号处理子系统还包括调制解调装置，所述左 光电传感器和右光电传感器通过所述调制解调装置和所述信号转接装置相连。优选的，本实用新型实施例的模拟信号处理子系统还包括功率放大装置、左伺服 电机和右伺服电机，所述左伺服电机和所述右伺服电机分别和所述功率放大装置相连，所 述功率放大装置和所述信号处理装置相连，所述左伺服电机和所述右伺服电机用于使所述 左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器和右光电传感器可以正常检测轨距。优选的，本实用新型实施例的多个检测传感器还包括车体水平振动加速度计、车 体垂直振动加速度计、左轴箱加速度计、左右轴箱加速度计、陀螺平台、位移计DT1-DT3、左 高低位移计、左高低加速度计、右高低位移计、右高低加速度计、轨向加速度计、地面标志传 感器、或光电编码传感器。优选的，本实用新型实施例的数字信号处理子系统还包括波形显示微机，所述波 形显示微机和所述主微机相连，用于显示所述主微机计算得到的轨道参数波形。优选的，本实用新型实施例的数字信号处理子系统还包括编辑微机、打印机和液 晶显示器，所述编辑微机和所述主微机相连，所述打印机和液晶显示器分别和所述编辑微 机相连。本实用新型实施例采用了捷联式检测系统，所有传感器信号经过模拟信号预处理 并通过模数转换后由数字信号处理子系统进行统一计算，由此数字信号处理子系统可以根 据需要选择多个传感器信号来计算轨道参数，从而使得计算出的轨道参数更加精确，可靠 性和重复性比较高。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中一种GJ-3型轨道几何检测系统的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种轨道几何检测系统结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的另一种轨道几何检测系统结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方 式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明 用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。如图2所示为本实用新型实施例提供的一种轨道几何检测系统结构示意图，该系 统包括模拟信号处理子系统200和数字信号处理子系统300，模拟信号处理子系统主要用 于采集轨道参数检测中所需要的各种参数，并对这些参数进行预处理，而数字信号处理子 系统300则主要根据这些预处理后的参数，以及内建的各种数学模型来计算出轨道参数。在本实用新型实施例中，模拟信号处理子系统200包括多个检测传感器201、信号 处理装置202和信号转接装置203，而数字信号处理子系统300至少包括一主微机301。多个检测传感器201、信号处理装置202和主微机203分别连接至信号转接装置203。检测传感器201用于采集轨道参数检测所需的各种参数，作为本实用新型的一个 实施例，检测传感器201可以包括左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器、右光电传 感器、车体水平振动加速度计、车体垂直振动加速度计、左轴箱加速度计、右轴箱加速度计、 陀螺平台、位移计DT1-DT3、左高低位移计、左高低加速度计、右高低位移计、右高低加速度 计、轨向加速度计、地面标志传感器、或光电编码传感器。为了使最后轨道参数的计算结果 精确，本实用新型实施例优选的是上述传感器都具备，这样使得主微机301可以利用更加 完备的数学模型来计算出精确的轨道参数。信号处理装置202用于对检测传感器201的检测信号进行预处理，比如进行放大 处理等，信号转接装置203用于转接检测传感器201的检测信号及信号处理装置202的预 处理信号，主微机301用于根据该检测信号的预处理信号计算出轨道参数。具体来说，是信 号转接装置203先将检测传感器201的检测信号转发给信号处理装置202，信号处理装置 202对检测信号进行预处理后，将预处理信号再通过信号转接装置203转发给主微机301。本实用新型实施例采用了捷联式检测系统，所有传感器信号经过模拟信号预处理 并通过模数转换后由数字信号处理子系统进行统一计算，由此数字信号处理子系统可以根 据需要选择多个传感器信号来计算轨道参数，从而使得计算出的轨道参数更加精确，可靠 性和重复性比较高。如图3所示为本实用新型实施例提供的另一种轨道几何检测系统结构示意图，该 系统包括模拟信号处理子系统200和数字信号处理子系统300，其中模拟信号处理子系统 200又包括检测传感器201、信号处理装置202、信号转接装置203、调制解调装置204、功率 放大装置205、左伺服电机206、右伺服电机207和电源208。数字信号处理子系统300又包 括主微机301、波形显示微机302、编辑微机303、打印机304和液晶显示器305。在本实用新型实施例中，检测传感器201包括车体水平振动加速度计、车体垂直 振动加速度计、左轴箱加速度计、左右轴箱加速度计、陀螺平台、位移计DT1-DT3、左高低位 移计、左高低加速度计、右高低位移计、右高低加速度计、轨向加速度计、地面标志传感器、 光电编码传感器、左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器和右光电传感器。这些传 感器都连接至信号转接装置203，其中左光电传感器和右光电传感器是通过调制解调装置 204将光信号转化为电信号后再连接至信号转接装置203。信号处理装置202和信号转接装置和上述实施例中相类似，在此不再赘述。功率放大装置205分别和信号处理装置202、左伺服电机206和右伺服电机207相 连，用于将主微机301发出的控制信号进行放大。左伺服电机206和右伺服电机207则用 于根据该控制信号调整轨距测量装置，使得左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器和 右光电传感器可以正常进行检测。信号转接装置203会将预处理信号发送给主微机301，主微机301在对这些预处理 信号进行模数转换后进行数字信号处理，即根据预设数学模型计算出轨道参数。波形显示微机302和主微机301相连，其可以根据主微机301的计算结果显示相 应波形。编辑微机303和主微机301相连，而打印机304和液晶显示器305则分别连接至 编辑微机303，编辑微机可以对轨道参数数据进行统计分析、摘取超限值、存储等操作，并可以控制打印机打印上述操作的结果报表、以及控制液晶显示器显示上述操作的结果报表。在本实用新型实施例中，可以计算得出的轨道参数包括1、轨道几何参数，比如高低、轨向、水平(超高)、三角坑、曲率、轨距等；2、车辆动力参数，比如车体垂直和水平振动加速度等；3、列车的运行速度和里程位置；4、线路的里程标和百米标、道岔、道口、桥梁等线路标志。比如当需要测量水平(超高)时，需要用到左高低位移计、右高低位移计及陀螺平 台所测到的参数，然后根据这些参数利用数学模型进行计算得到水平(超高)的值；而当需要测高低的时候，则需要用到左高低位移计、右高低位移计、左高低加速度 计、右高低加速度计和陀螺平台所测到的参数，然后根据这些参数利用数学模型进行计算 得到高低的值。利用这种捷联式检测系统，所检测到的轨道参数精度比以前大为提高，具体可以 参见表1，其为利用本系统测得的轨道参数的测量范围和精度表
权利要求1.一种轨道几何检测系统，其特征在于，包括模拟信号处理子系统和数字信号处理 子系统，所述模拟信号处理子系统包括多个检测传感器、信号转接装置和信号处理装置，所 述数字信号处理子系统至少包括一主微机，所述多个检测传感器、所述信号处理装置和所 述主微机分别连接至所述信号转接装置，所述信号处理装置用于对所述检测传感器的检测 信号进行预处理，所述信号转接装置用于转接所述检测信号及预处理信号，所述主微机用 于根据所述检测信号的预处理信号计算出轨道参数。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个检测传感器包括左轨距位移计、 右轨距位移计、左光电传感器和右光电传感器，所述模拟信号处理子系统还包括调制解调 装置，所述左光电传感器和右光电传感器通过所述调制解调装置和所述信号转接装置相 连。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述模拟信号处理子系统还包括功率放大 装置、左伺服电机和右伺服电机，所述左伺服电机和所述右伺服电机分别和所述功率放大 装置相连，所述功率放大装置和所述信号处理装置相连，所述左伺服电机和所述右伺服电 机用于使所述左轨距位移计、右轨距位移计、左光电传感器和右光电传感器可以正常检测。
4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个检测传感器还包括车体水平振动 加速度计、车体垂直振动加速度计、左轴箱加速度计、左右轴箱加速度计、陀螺平台、位移计 DT1-DT3、左高低位移计、左高低加速度计、右高低位移计、右高低加速度计、轨向加速度计、 地面标志传感器、或光电编码传感器。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理子系统还包括波形显示 微机，所述波形显示微机和所述主微机相连，用于显示所述主微机计算得到的轨道参数波 形。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数字信号处理子系统还包括编辑微机、 打印机和液晶显示器，所述编辑微机和所述主微机相连，所述打印机和液晶显示器分别和 所述编辑微机相连。
专利摘要本实用新型提供了一种轨道几何检测系统，其特征在于，包括模拟信号处理子系统和数字信号处理子系统，所述模拟信号处理子系统包括多个检测传感器、信号转接装置和信号处理装置，所述数字信号处理子系统至少包括一主微机，所述多个检测传感器、所述信号处理装置和所述主微机分别连接至所述信号转接装置。本实用新型实施例采用了捷联式检测系统，所有传感器信号经过模拟信号预处理并通过模数转换后由数字信号处理子系统进行统一计算，由此数字信号处理子系统可以根据需要选择多个传感器信号来计算轨道参数，从而使得计算出的轨道参数更加精确，可靠性和重复性比较高。
文档编号G01P15/00GK201835196SQ20102054571
公开日2011年5月18日 申请日期2010年9月28日 优先权日2010年9月28日
发明者刘伶萍, 杨爱红, 柴东明, 魏世斌 申请人:中国铁道科学研究院基础设施检测研究所, 北京铁科英迈技术有限公司