[發(fā)明專利]軌道狀態(tài)檢測(cè)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02113465.0
• 申請(qǐng)日: 2002-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1369595A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王黎;高曉蓉;趙全軻;王澤勇;楊林;謝小玲;張宏祥;喬金州;劉新洲;陳伯羽;熊偉;許光宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E01B35/00
• 分類(lèi)號(hào): E01B35/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在機(jī)車(chē)車(chē)輛的不穩(wěn)定重復(fù)荷載作用下，軌道會(huì)出現(xiàn)垂向、橫向的動(dòng)態(tài)彈性形變和殘余積累變形，統(tǒng)稱軌道不平順。軌道不平順不僅影響列車(chē)的平穩(wěn)運(yùn)行，而且當(dāng)這種變形累積到一定限度時(shí)，將大大削弱線路的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，增大輪軌相互作用力，降低車(chē)輛及軌道部件的使用壽命，如果軌道的不平順狀態(tài)嚴(yán)重不良，還將威脅到行車(chē)的安全。目前，我國(guó)軌道幾何尺寸的測(cè)量主要采用人工測(cè)量和軌檢車(chē)測(cè)量相結(jié)合的方法。對(duì)于水平不平順、三角坑和軌距的測(cè)量，采用的是人工用萬(wàn)能道尺每隔一定距離設(shè)測(cè)點(diǎn)定期檢測(cè)的方法，得到軌距、水平及其變化率的數(shù)據(jù)。對(duì)于高低不平順的檢測(cè)，則采用先目測(cè)，再用10米弦線和板尺進(jìn)行測(cè)量。這些人工檢測(cè)方法的工作量大、測(cè)量效率低，且工作環(huán)境惡劣，且人工檢測(cè)對(duì)經(jīng)驗(yàn)和責(zé)任心的要求很高。采用軌檢車(chē)可以對(duì)軌道幾何尺寸進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，自動(dòng)化程度較高，檢測(cè)的項(xiàng)目也比較全，但軌檢車(chē)的檢測(cè)周期較長(zhǎng)，而一些嚴(yán)重的軌道不平順若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除，將會(huì)危害行車(chē)安全，因此軌檢車(chē)不能滿足頻繁檢測(cè)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種軌道狀態(tài)檢測(cè)裝置。它能有效地檢測(cè)到軌道的不平順狀態(tài)(如三角坑、水平不平順、高低不平順)，并將超限的原始軌道數(shù)據(jù)記錄在機(jī)車(chē)內(nèi)的軌道檢測(cè)單元板中，機(jī)車(chē)到站后，將記錄的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到地面微機(jī)，再通過(guò)地面數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)和處理，從而得到軌道不平順發(fā)生的具體位置及軌道不平順狀態(tài)的類(lèi)型、級(jí)別等參數(shù)。工務(wù)人員根據(jù)這些參數(shù)報(bào)表可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確找到軌道不平順狀態(tài)發(fā)生的位置，并及時(shí)修整軌道、路基，防止列車(chē)運(yùn)行事故的發(fā)生。該裝置為工務(wù)更好地檢測(cè)軌道、管理軌道提供了一種動(dòng)態(tài)的檢測(cè)手段。

本發(fā)明的目的可由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：軌道狀態(tài)檢測(cè)裝置包括紅外線光源、線陣CCD接收裝置，紅外線光源和線陣CCD接收裝置成對(duì)設(shè)置，紅外光源和線陣CCD分別固定在機(jī)車(chē)同一轉(zhuǎn)向架的前后兩組輪對(duì)的軸箱上，紅外線光源設(shè)在機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架輪軸軸箱內(nèi)側(cè)，線陣CCD接收裝置設(shè)在該轉(zhuǎn)向架的另一輪軸軸箱內(nèi)側(cè)，兩者間的距離為200毫米。紅外線光源發(fā)射的紅外線光束6照射在線陣CCD接收裝置上，因?yàn)檩S箱和車(chē)輪為剛性連接，所以，當(dāng)前后兩組輪對(duì)間產(chǎn)生高低方向的位移時(shí)，紅外線光束成像到線陣CCD接收裝置的不同像元上。隨著機(jī)車(chē)的運(yùn)行，軌道的起伏將造成前后兩組輪對(duì)的高低不平，反映到線陣CCD接收裝置上就是感光像元幾何位置的變化，由此可測(cè)出軌道的高低不平順。機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)向架兩側(cè)的輪軸軸箱上各設(shè)有一套紅外線光源和線陣CCD接收裝置，在左、右軌輪對(duì)上分別設(shè)有一套紅外光源和線陣CCD接收裝置，左右兩邊的線陣CCD接收裝置分別接受相應(yīng)紅外線線光源發(fā)來(lái)的信號(hào)，采集左軌和右軌的軌道變化數(shù)據(jù)，線陣CCD接收裝置接收到紅外線光源的信息后轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)低噪聲寬帶放大器放大處理后，進(jìn)行二值化處理，再計(jì)算出軌道原始數(shù)據(jù)。在線陣CCD接收裝置連續(xù)工作下，所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，通過(guò)串行通訊電路將結(jié)果傳送給軌道檢測(cè)單元板。通過(guò)比較兩股鋼軌的高低起伏，得到軌道的水平不平順和三角坑故障。垂直及水平加速度傳感器采集機(jī)車(chē)的加速度信息，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后送到軌道檢測(cè)單元板；軌道檢測(cè)單元板設(shè)在機(jī)車(chē)本身的安全綜合檢測(cè)裝置內(nèi)的TAX2平臺(tái)上，以采集卡的形式插入TAX2平臺(tái)，通過(guò)CPU1的兩個(gè)RS485口高速采集和處理CCD數(shù)字信號(hào)，同時(shí)通過(guò)CPU2的一個(gè)RS485口采集TAX2平臺(tái)的公里標(biāo)、時(shí)間、速度等相關(guān)信息，水平和垂直加速度檢測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到CPU2，所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)和信息按一定的格式保存在緩存內(nèi)。同時(shí)接收來(lái)自線陣CCD接收裝置和加速度傳感器的數(shù)據(jù)，所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)和信息按一定的格式保存在緩存內(nèi)；軌道檢測(cè)單元板緩存中的原始數(shù)據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)儲(chǔ)器傳送到地面微機(jī)；地面處理系統(tǒng)安裝于地面微機(jī)中，對(duì)轉(zhuǎn)儲(chǔ)下來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到軌道故障點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表(如故障點(diǎn)類(lèi)型、數(shù)值、公里標(biāo)、機(jī)車(chē)速度等)和故障點(diǎn)的軌道狀態(tài)曲線。加速度傳感器固定在機(jī)車(chē)的任意一個(gè)輪軸軸箱上，加速度傳感器共有兩個(gè)，一個(gè)垂直設(shè)置，一個(gè)水平設(shè)置。線陣CCD接收裝置和加速度傳感器通過(guò)導(dǎo)線與軌道檢測(cè)單元板連接，轉(zhuǎn)儲(chǔ)器將原始檢測(cè)數(shù)據(jù)從軌檢單元板上轉(zhuǎn)儲(chǔ)到轉(zhuǎn)儲(chǔ)器上，之后，再將轉(zhuǎn)儲(chǔ)器與地面計(jì)算機(jī)上連接，將原始數(shù)據(jù)從轉(zhuǎn)儲(chǔ)器轉(zhuǎn)儲(chǔ)到地面計(jì)算機(jī)上。轉(zhuǎn)儲(chǔ)器將TAX2平臺(tái)的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到地面微機(jī)中后，由地面處理系統(tǒng)對(duì)之進(jìn)行分析和處理，得到軌道故障點(diǎn)的相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表(如故障點(diǎn)類(lèi)型、數(shù)值、公里標(biāo)、機(jī)車(chē)速度等)和故障點(diǎn)的軌道狀態(tài)曲線。同時(shí)，該系統(tǒng)可對(duì)不同機(jī)車(chē)、不同車(chē)次的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和比選，統(tǒng)計(jì)出故障點(diǎn)的重復(fù)率，進(jìn)而評(píng)價(jià)出整個(gè)軌道的質(zhì)量狀況，進(jìn)一步提高檢測(cè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。