一种用于重机轨道的数据采集监测方法及系统与流程

本发明涉及岩土工程监测领域，具体涉及一种用于重机轨道的数据采集监测方法及系统。

背景技术：

1、重机铁路轨道一般受荷载很大，其轨道受力不均匀，容易产生较大的变形，在进行监测过程中，监测传感器安装存在稳定性较差、易变形，甚至不当安装破坏传感器等问题。由于铁轨是热的良导体，铁轨温度变动范围很大，这会对监测传感器精度会产生极大的影响，影响监测传感器的精准度，受限于此，一般此类监测在铁轨领域难以开展。因此特提出一种新型用于重机轨道的数据采集监测方法及系统。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于重机轨道的数据采集监测方法及系统，通过分布式设置的多个传感器采集数据，进行处理后获取实时监测结果，提升输出结果准确性。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种用于重机轨道的数据采集监测方法，包括：

3、s1、将传感器对应设置于重机铁路轨道的监测位置；

4、s2、采集所述传感器的实时监测数据；

5、s3、利用所述实时监测数据进行多级验证处理得到实时监测验证数据；

6、s4、根据所述实时监测验证数据作为重机铁路轨道数据采集监测结果。

7、优选的，采集所述传感器的实时监测数据包括：

8、s2-1、基于modbus全地址轮询法采集监测传感器的实时温度数据；

9、s2-2、判断所述实时温度数据是否位于第一温度筛选阈值内，若是，则执行s2-3，否则，返回s2-1；

10、s2-3、判断所述监测传感器的温度是否位于第二温度筛选阈值内，若是，则基于modbus全地址轮询法采集监测传感器的实时温度数据与实时基础监测数据，否则，停止采集；

11、s2-4、利用所述实时温度数据与实时基础监测数据作为实时监测数据；

12、其中，所述modbus全地址轮询法的采集速度为200ms/次，所述第一温度筛选阈值为t=（1±0.1）﹡t2，所述第二温度筛选阈值为［t-δt，t+δt］，t为传感器预设温度，t2为传感器控制温度，δt为温度变化值。

13、进一步的，利用所述实时监测数据进行多级验证处理得到实时监测验证数据包括：

14、s3-1、利用所述实时监测数据进行有效性验证处理得到第一实时监测数据；

15、s3-2、利用所述第一实时监测数据进行数据校验处理得到第二实时监测数据；

16、s3-3、利用所述第二实时监测数据进行离群性验证处理得到第三实时监测数据；

17、s3-4、利用所述第三实时监测数据作为实时监测验证数据。

18、进一步的，利用所述实时监测数据进行有效性验证处理得到第一实时监测数据包括：

19、利用所述实时监测数据对应日期、实时监测数据对应时刻与实时监测数据建立实时监测数据集合；

20、判断所述实时监测数据集合中是否存在数据缺失情况，若是，则删除实时监测数据集合中对应实时监测数据，否则，保留当前实时监测数据集合；

21、利用所述当前实时监测数据集合中各实时监测数据作为第一实时监测数据；

22、其中，所述数据缺失情况为实时监测数据对应日期或时刻存在缺失情况。

23、进一步的，利用所述第一实时监测数据进行数据校验处理得到第二实时监测数据包括：

24、s3-2-1、判断所述第一实时监测数据是否通过crc校验，若是，则直接执行s3-2-2，否则，在去除当前第一实时监测数据后，执行s3-2-2；

25、s3-2-2、判断所述第一实时监测数据对应校验和是否完整，若是，则利用当前第一实时监测数据作为第二实时监测数据，否则，去除当前第一实时监测数据得到第二实时监测数据。

26、进一步的，利用所述第二实时监测数据进行离群性验证处理得到第三实时监测数据包括：

27、判断所述各第二实时监测数据与第二实时监测数据平均值的差值是否大于3倍标准差值，若是，则去除当前第二实时监测数据得到第三实时监测数据，否则，利用第二实时监测数据作为第三实时监测数据。

28、一种用于重机轨道的数据采集监测方法的系统，包括传感器、导热硅胶、硬质密封硅胶与隔板，所述监测传感器包括监测传感器、温度传感器与恒温加热片，所述监测传感器、导热硅胶、硬质密封硅胶与隔板均设置于传感器壳体内，所述传感器壳体通过隔板分隔为上腔体与下腔体，所述上腔体内充注硬质密封硅胶，所述温度传感器设置于下腔体内，所述监测传感器与恒温加热片分别设置于温度传感器两侧，所述下腔体内充注导热硅胶。

29、优选的，所述传感器壳体为盒式结构。

30、与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

31、铁轨的传感器的精度较高，应用也非常广泛，但是受外部环境影响，特别是温度影响很大，一般情况下，在全温区（-40℃～+85℃）内传感器的温漂远远超过了传感器的精度。因有效减小传感器的温漂，具有可操作性强、成本低，稳定、可靠等特点，同时，提出一种监测传感器系统，保证监测传感器使用环境稳定，提高监测传感器的准确性，在保证传感器采集数据稳定性情况下，具备在多传感器使用条件下同时进行高精度采集，并有效提升采集效率。

技术特征：

1.一种用于重机轨道的数据采集监测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种用于重机轨道的数据采集监测方法，其特征在于，采集所述传感器的实时监测数据包括：

3.如权利要求1所述的一种用于重机轨道的数据采集监测方法，其特征在于，利用所述实时监测数据进行有效性验证处理得到第一实时监测数据包括：

4.如权利要求3所述的一种用于重机轨道的数据采集监测方法，其特征在于，利用所述第一实时监测数据进行数据校验处理得到第二实时监测数据包括：

5.如权利要求4所述的一种用于重机轨道的数据采集监测方法，其特征在于，利用所述第二实时监测数据进行离群性验证处理得到第三实时监测数据包括：

6.一种基于上述权利要求1-5任一项所述用于重机轨道的数据采集监测方法的系统，其特征在于，包括传感器（1）、导热硅胶（2）、硬质密封硅胶（3）与隔板（4），所述传感器（1）包括监测传感器（101）、温度传感器（102）与恒温加热片（103），所述监测传感器（101）、导热硅胶（2）、硬质密封硅胶（3）与隔板（4）均设置于传感器壳体内，所述传感器壳体通过隔板（4）分隔为上腔体与下腔体，所述上腔体内充注硬质密封硅胶（3），所述温度传感器（102）设置于下腔体内，所述监测传感器（101）与恒温加热片（103）设置于温度传感器（102）两侧，所述下腔体内充注导热硅胶（2）。

7.如权利要求6所述的一种用于重机轨道的数据采集监测系统，其特征在于，所述传感器壳体为盒式结构。

技术总结
本发明涉及岩土工程监测领域，尤其涉及一种用于重机轨道的数据采集监测方法及系统，所述一种用于重机铁路轨道的数据采集监测方法包括：S1、将传感器对应设置于重机铁路轨道的监测位置；S2、采集所述传感器的实时监测数据；S3、利用所述实时监测数据进行多级验证处理得到实时监测验证数据；S4、根据所述实时监测验证数据作为重机铁路轨道数据采集监测结果，提高监测传感器的准确性，在保证传感器采集数据稳定性情况下，具备在多传感器使用条件下同时进行高精度采集，并有效提升采集效率。

技术研发人员：李海锋,邹君鹏,齐琦,孙科,马克义,陈柏州,宋效第,韩立
受保护的技术使用者：天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22