专利名称：高铁路基沉降无线监测预警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测预警系统，特别涉及一种高铁路基沉降无线监测预警系统。
背景技术：
近年来，我国大规模建设了高速铁路，由于高速铁路所经区域幅员辽阔、地形复杂、气候多变，并且运营具有高稳定性、高平顺性、高舒适性、高安全性等的要求，因此对路基稳定性要求极高。路基是承受高速铁路轨道结构重量和列车荷载的基础，也是最容易受到自然环境变化影响的环节，因此在高速铁路的运营过程中，科学合理的运用路基沉降监 测技术是保证高铁安全运营的关键。目前，我国的路基沉降监测技术主要有两大类一种是基于高速铁路所经过地区的土 (或岩石)进行室内试验来获取路基土 (或岩石)的参数，同时选取计算模型来计算路基的沉降；另一种是通过对路基所在地埋设沉降板、基点桩等措施获取的实测沉降数据进行处理，以获得沉降规律，从而得到路基沉降量。但是这些方法不能全天候实时的获取沉降数据，而且需要长期大量的人工逐点测量，所需费用较高，得到的结果误差较大。虽然高速铁路的路基一般都经过极其严格的处理并采取一定的沉降预测措施，但是特殊情况下特殊地段路基沉降的突发性仍然对高铁的运营构成极大的安全隐患并造成大量的安全事故，如2009年7月7日至8日，石太客运专沿线普降暴雨，部分地段路基突然严重下沉，运行车辆晃车严重，严重影响铁路正常运输秩序、危害行车安全，2011年7月15日号称亚洲第一大高铁站的南京南站由于路基严重下沉，对高铁的正常运营造成严重的安全隐患。国家安全监管局局长王德学曾将“路基沉降、轨道平整性”列为高铁潜在风险的头名，由于高铁高铁运营时速达300km/h，一旦路基沉降超过安全限度，轻则铁路轨道变形，严重的情况下，将导致火车出轨，造成严重的人员伤亡。因此非常有必要在高速铁路上安装一套路基沉降监测装置，在不同季节、不同地理条件、甚至在极端天气下(如暴雨、大风、大雪、地震等)可以实时的监测高铁路基的沉降变化，能够及时的对行驶的列车发出安全警报，从而可以确保列车减速或改变行车线路，避免特大事故的发生。一般沉降监测系统都受制于天气、气温、地形、人工误差等因素的影响，不能及时准确的反映路基的最新状况，很难对行车安全提供保障。
发明内容本实用新型是针对路基沉降不能实时监测的问题，提出了一种高铁路基沉降无线监测预警系统，通过对自然灾害多发路段的路基进行实时沉降监测的方法来判断，路基是否发生不均匀沉降或沉降过大等现象，由此发出安全警报，它可以有效的为高速铁路的运营提供安全保障，避免特大事故的发生。本实用新型的技术方案为一种高铁路基沉降无线监测预警系统，包括无线感应器、无线信号转换器、计算机、警报器，无线感应器置于在高速铁路沉降板上，无线感应器将测试信号通过无线网络送出，无线信号转换器接收并转换信号后送入计算机，计算机分析处理数据后，输出报警信号到警报器，警报器报警。所述无线感应器测试信号为路基沉降量和角度偏移量。所述无线感应器内部包含位移器、角度偏移器、干电池电源和信号收发器。所述无线感应器在每块沉降板上放置一个，一个区域的数个无线感应器信号通过无线网络送入一个无线信号转换器中。本实用新型的有益效果在于本实用新型高铁路基沉降无线监测预警系统，能够及时的将监测区域内路段的路基沉降信息发送到铁路指挥部门，确保列车安全运行，其操作简单易行，造价低，可长期使用，精确度高，在实际环境中安装方便，更重要的是提供的信息及时准确，能够有效的为在各种自然环境变化复杂路段内行驶的列车提供安全保障，具有广泛的实用性。
图I为本实用新型高铁路基沉降无线监测预警系统结构示意图；图2为本实用新型高铁路基沉降无线监测预警系统监测点布置图。
具体实施方式
高铁路基沉降无线监测预警系统包括无线感应器I、无线信号转换器2、计算机3、警报器4，无线感应器将测试信号通过无线网络送出，无线信号转换器2接收并转换信号后送入计算机3，计算机3计算、比较、分析数据后，如有故障送出报警信号到警报器4，工作人员5接收到报警后通知列车6或报警器直接将信号送到列车6。如图2所示监测点布置图，首先在所监测路段内的沉降板上安装无线感应器1，每个沉降板上放置一个无线感应器1，然后建设一个专门安放无线信号转换器2的工作台8，转换器2将收集汇总整个区域内监测点7所测的及时数据并发送给铁路部门工作室内的计算机3，然后通过计算机3编好的程序计算得到整个区域内路基沉降量和角度变化量，从而判断所监测路段内行驶列车6的安全性，工作人员5将根据具体情况对行驶的列车发出命令。安置无线感应器1，为了测得路基沉降量和角度偏移量，在高速铁路沉降板上安置无线感应器1，其内部包含位移器、角度偏移器、干电池电源和信号收发器，将无线感应器安置于需要监控的沉降板上，调试好相对位置和无线信号。无线信号转换器2安置于特定的工作台8，接收监控区域内多个监测点7的无线信号，汇总后将无线电信号传至铁路指挥部门工作室内的计算机3。计算机3按已编好的程序在以往实测数据的基础上根据所测点的变化量计算分析得出该时刻区域内路段的路基沉降量，并显示此段时间内沉降量随时间变化的规律，当沉降量的变化率超过安全极限值或者发生急剧变化时，计算机3将自动启动警报器4。同时所测点的角度偏移变化量也会传送给计算机3，按已编好的程序计算分析所测区域内路基的变化，当偏移量超过安全极限值时，计算机3也将启动警报器4。警报器4响，提醒高速铁路指挥部门的工作人员在该路段路基出现破坏，及时安排就近相关部门人员去实地核查，同时通知该路段高速行驶的列车减速或改变行车路线。一般高铁路基沉降不均匀或过大发生的原因路段地质缺陷，地下水的过分开采，连日暴雨的冲刷，泥石流和滑坡的发生等。多数情况下路基沉降的发生具有突发性，会引起预埋设工作基点桩的位移变化、地表的沉降、地表水平位移变化以及地下土体水平位移等土体异常变化现象，此时安置的无线感应器与沉降板的相对位移发生改变，同时感应器所处地面也会发生倾斜，此时所监测区域内各点的感应器均发生相对变化，无线感应器I将各个监测点7的变化参数传输至无线信号转换器2，转换器2汇总后传送给计算机3，计算机3按编订好的程序将计算出此时整个区域内路基沉降的大小和所测点角度的变化，并画出此段时间内地基沉降变化曲线。若在某时刻监测区域内的路基沉降量或角度发生突然变 化，说明此区域内的路基已经不适合列车行驶或是已受到滑坡、泥石流、洪水等自然灾害的严重破坏。计算机3将会按已编好的程序设置，自动启动警报器4，将危险信息传送至正在通过的列车。由于高速铁路所通过的区域范围很大并且地质条件复杂，可以在气候变化复杂区域和灾害多发区的路段专门设置路基沉降无线监测系统，实时监测该路段路基的变化，确保列车高速通过时的安全。
权利要求1.一种高铁路基沉降无线监测预警系统，其特征在于，包括无线感应器、无线信号转换器、计算机、警报器，无线感应器置于在高速铁路沉降板上，无线感应器将测试信号通过无线网络送出，无线信号转换器接收并转换信号后送入计算机，计算机分析处理数据后，输出报警信号到警报器，警报器报警。
2.根据权利要求I所述高铁路基沉降无线监测预警系统，其特征在于，所述无线感应器测试信号为路基沉降量和角度偏移量。
3.根据权利要求I所述高铁路基沉降无线监测预警系统，其特征在于，所述无线感应器内部包含位移器、角度偏移器、干电池电源和信号收发器。
4.根据权利要求I所述高铁路基沉降无线监测预警系统，其特征在于，所述无线感应器安装至所埋设的沉降板上，每个沉降板上放置一个无线感应器，监测该点的路基沉降量和角度偏移量，一个区域的数个无线感应器信号通过无线网络送入一个无线信号转换器中。
专利摘要本实用新型涉及一种高铁路基沉降无线监测预警系统，包括无线感应器、无线信号转换器、计算机、警报器，无线感应器置于在高速铁路沉降板上，无线感应器将测试信号通过无线网络送出，无线信号转换器接收并转换信号后送入计算机，计算机分析处理数据后，输出报警信号到警报器，警报器报警。能够及时的将监测区域内路段的路基沉降信息发送到铁路指挥部门，确保列车安全运行，其操作简单易行，造价低，可长期使用，精确度高，在实际环境中安装方便，更重要的是提供的信息及时准确，能够有效的为在各种自然环境变化复杂路段内行驶的列车提供安全保障，具有广泛的实用性。
文档编号G01C5/00GK202433017SQ20122002862
公开日2012年9月12日 申请日期2012年1月29日 优先权日2012年1月29日
发明者代明星, 任旭凯, 吴丹丹, 索晓航, 陈思宇, 陈有亮 申请人:上海理工大学