重载铁路路基沉降自动监测及预警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及测量路基沉降的装置或系统技术领域，尤其涉及一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统。
【背景技术】
[0002]重载铁路由于轴重增大，加剧了列车/线路系统的动力作用，使路基的变形响应加剧。重载线路通常运量大且车流密度高，路基所受动载强度及疲劳作用加大。因此，重载铁路需要一个高平顺性和稳定性的轨下基础，而路基作为轨道结构的基础，必须具有强度高、刚性大、稳定性和耐久性好的特点。作为保障重载运输的基础性工程，路基沉降对保证线路的平顺性，进而保障列车运行速度和安全至关重要。所以，严格控制路基工后沉降是确保重载铁路运输安全、高效的关键。
[0003]目前，铁路建设中对工后沉降的观测主要集中在路基填筑完成或施加预压荷载后不少于6个月的观测和调整期内，主要目的是预测沉降，为沉降控制措施制定预案。由于观测不能长期进行，因此对重载铁路沉降的实际变化状况无法有效获得，不利于线路运行期间的安全管理和控制。建立长期持续的路基沉降观测系统，获得线路运营过程中的沉降趋势，对确保铁路安全、快速运行非常需要。
[0004]目前，现有路基沉降观测方法包括:沉降板法、沉降水杯法、铁环分层沉降仪法、剖面沉降仪法、光纤光栅法、地温推测法、GPS测绘观测。上述方法的主要不足在于:人员、设备等必须在现场进行观测，受现场条件限制无法适用于运营中的重载铁路；现场投入人力多、工作量大、耗时；测试结果受单次测试人员、仪器设备、环境条件等影响较大。无法准确的对形变趋势进行分析和判断。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，所述预警系统采用先进的全球卫星导航系统(GNSS)所具备的精密测量技术，集合网络传输、信号处理、嵌入式系统设计，建立远程的、实时的、自动的、高精度的路基沉降观测系统，可实现实时重载铁路路基沉降的自动监测和预警。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，其特征在于:所述预警系统包括数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统，所述数据采集子系统包括若干个路基数据采集装置、网络监测接收机以及卫星接收天线，所述路基数据采集装置布置于路基沉降区监测点处，所述卫星接收天线位于所述网络监测接收机上，若干个路基数据采集装置作为一组与一个路基监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，若干个路基监测站网络监测接收机作为一组与一个基准监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，所述数据传输子系统包括无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端，所述基准监测站网络监测接收机通过无线网络分别与无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端进行通信，所述数据分析管理子系统包括服务器和CS系统工作站，所述服务器与CS系统工作站之间通过有线网络连接，数据传输子系统与数据分析管理子系统之间通过具有防火墙的无线网络进行通信。
[0007]进一步的技术方案在于:所述网络监测接收机内置基于ARM平台的多功能MCU以及GPS/BD2卫星接收板卡。
[0008]进一步的技术方案在于:所述服务器包括数据库/WEB服务器、分析计算服务器以及报警服务器。
[0009]进一步的技术方案在于:所述数据采集子系统和数据传输子系统上设有防雷系统。
[0010]进一步的技术方案在于:所述数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统内设有供电系统。
[0011]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述预警系统可实现连续不间断的监测，在路基异常沉降的早期及时发现和预警；精确测定发生的沉降幅度和位移幅度，并给出三维方向的空间变化数据，三维测量精度可以达到±lmm (RMS)，可以对路基沉降和形变情况进行精确跟踪；可形象直观地描绘每个监测点位移的过程曲线、变化速率、变化趋势、累计变化量，并对可能造成的危害进行安全评估、预警；可将监测数据、曲线、报表等监测量通过网络定向发布给相关的管理人员，提供各种形式的告警提示；相对于光学仪器，其观测数据一致性好、不易产生人为误差，适合进行长期、大量的数据累积，并进行趋势评估。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的架构原理框图；
[0013]图2是本实用新型的数据交互原理框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0016]如图1-2所示，本实用新型公开了一种重载铁路路基沉降自动监测及预警系统，所述预警系统包括数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统。所述数据采集子系统和数据传输子系统位于室外，因此数据采集子系统和数据传输子系统上设有防雷系统，防止雷击事故。所述数据采集子系统、数据传输子系统以及数据分析管理子系统内设有供电系统，用于为上述子系统提供电源。
[0017]所述数据采集子系统包括若干个路基数据采集装置、网络监测接收机以及卫星接收天线，所述路基数据采集装置布置于路基沉降区监测点处，所述卫星接收天线位于所述网络监测接收机上，若干个路基数据采集装置作为一组与一个路基监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，若干个路基监测站网络监测接收机作为一组与一个基准监测站网络监测接收机通过无线网络进行通信，所述数据传输子系统包括无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端，所述基准监测站网络监测接收机通过无线网络分别与无线网桥、2G/3G无线路由器以及北斗卫星通信终端进行通信。所述网络监测接收机内置基于ARM平台的多功能MCU以及GPS/BD2卫星接收板卡。
[0018]所述数据分析管理子系统包括服务器和CS系统工作站，所述服务器与CS系统工作站之间通过有线网络连接，数据传输子系统与数据分析管理子系统之间通过具有防火墙的无线网络进行通信，所述服务器包括数据库/WEB服务器、分析计算服务器以及报警服务器。
[0019]数据分析管理子系统采用高精度北斗卫星静态定位算法，将北斗卫星静态定位精度提高到Imm;高精度北斗卫星动态定位处理算法，将北斗卫星动态定位精度