[發明專利]用于檢查鐵路軌道的系統和方法

無效

• 申請號: 200580028531.0
• 申請日: 2005-06-30
• 公開（公告）號: CN101142462A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: J·A·納格爾二世;S·C·奧雷爾;C·M·維拉
• 申請（專利權）人: 喬治敦鐵軌設備公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曾祥夌;魏軍

相關申請的交叉引用

本申請是要求由John?Nagle和Steven?C.Orrell于2004年6月30日提出的、標題為“System?and?Method?for?Inspecting?Railroad?Track”的美國臨時申請S/N60/584,769的優先權的非臨時申請，該臨時申請的全部內容通過引用而被結合于此。

技術領域

本發明通常涉及用于檢查鐵路軌道的系統和方法，具體涉及利用激光器、照相機和處理器檢查鐵路軌道的若干方面的系統和方法。

背景技術

鐵路軌道通常構建于壓實的碎石材料的基層上。礫石道碴層建立于這個石層頂上。枕木被鋪設于這個道碴層上，并且兩條平行鋼軌利用扣件被固定到枕木上。使用中的大部分枕木由木頭制成。在枕木的制造中使用了各種其他的材料，如混凝土、鋼和合成物或循環物質。這些代用材料枕木占全部枕木的較小百分比。枕木維持鐵軌的軌距或側向間隔。枕木將來自列車的軸載重分配給枕木下面的道碴層并且對整個軌道結構的減震作用產生影響。隨著時間的推移，環境因素可導致枕木劣化直至它們必須被更換。每年，在北美，鐵路軌道的更換多達所有木制枕木的2％或以上。這構成了幾百萬條枕木。

為了管理枕木更換的后勤并且量化對于新枕木的需求，鐵路軌道檢查者試圖在規律的基礎上對枕木和扣件系統的狀況進行分級。這種分級常常利用目視檢查識別腐爛的、斷裂的、分離的或磨損程度達到其使用壽命終點的枕木和扣件來完成。目視檢查的過程是十分費時的。實際上，軌道檢查通過檢查者沿著軌道步行以此檢查并記錄枕木和/或扣件的狀況來實施，枕木和/或扣件沿著軌道以大約每20英寸被間隔。一條特定的北美鐵路軌道據說一組3個或4個人每天只能對大約5至7英里的軌道進行分級。

用于檢查鐵軌的裝置在本領域中是已知的，并且用于分析和組織利用這樣的裝置獲得的數據的軟件在本領域中是已知的。例如，新澤西州的ZETA-TECH?Associates公司的TieInspect是具有手提裝置和軟件的計算機化的枕木檢查系統。手提裝置由檢查者在沿著軌道行走并勘查軌道時使用，并且其軟件用來分析和組織利用該裝置獲得的數據。

除了枕木的分級，其他的軌道部件也必須進行周期性的磨損、劣化方面的檢查。這些包括鐵軌的行駛表面的磨損、防爬器和扣件的完整性、連接板的對齊、道碴的狀況以及鐵軌的軌距。如同枕木分級一樣，檢查鐵軌的這些方面也可能是費時的。系統在用于檢查鐵軌的領域中是已知的。例如英國Omnicom?Engineering的OmniSurveyor3D是用于勘查鐵路基礎設施的系統。同樣地，明尼蘇達州的ENSCO公司提供了利用激光器測量鐵軌軌距的激光門測量系統。

本發明的目的在于克服或至少減小上面提出的一個或多個問題的影響。

發明內容

公開了一種用于檢查鐵路軌道的系統和方法。所公開的系統包括激光器、照相機和處理器。激光器位于軌道附近。激光器發射越過鐵路軌道的光束，并且照相機俘獲其上具有發射的光束的鐵路軌道的圖像。處理器格式化這些圖像以使它們可以被分析從而確定鐵路軌道的各個不同的可測量方面。所公開的系統可包括用于確定位置數據的GPS接收器或遙測裝置。可被公開的系統確定的可測量方面包括但不限于：枕木之間的間隔、軌枕相對于鐵軌的角度、軌枕表面的裂縫和缺陷、遺失的連接板、未對齊的連接板、凹陷的連接板、遺失的扣件、損壞的扣件、未對齊的扣件、磨損或損壞的絕緣子、鐵軌磨損、鐵軌軌距、道碴相對于軌枕的高度、道碴石頭的大小、以及鐵軌上的斷裂或分離。該系統包括用于確定鐵路軌道的這些可測量方面的一種或多種算法。

前面的概要不是用來總結本公開內容的主題的每個潛在的實施例或每一方面的。

附圖說明

參考下面的具體實施例的詳細描述并連同附圖一起閱讀時，將會更好地理解前面的概要、優選實施例以及本公開內容的主題的其他方面，其中：

圖1示意性說明了所公開的檢查系統的實施例。

圖2說明了按照本公開內容的某些教導的、用于檢查鐵路軌道的系統的實施例的一部分。

圖3說明了利用公開的檢查系統獲得的鐵路軌道的一部分的示范幀。

圖4A-4C說明了利用用于確定枕木之間間隔的公開的檢查系統獲得的鐵路軌道的示范幀。

圖5說明了利用用于確定枕木相對于鐵軌的角度的公開的檢查系統獲得的鐵路軌道的示范幀。

圖6A-6C說明了利用用于確定鐵軌中的斷裂和分離的公開的檢查系統獲得的鐵路軌道的示范幀。