[發明專利]鐵路軌道實時監測系統及其數據處理方法

有效

• 申請號: 201210017240.3
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102530028A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 鄭武強;陳柄燁;唐林;謝鋒;楊文剛;王輝;季超;郭鋒;楊正中
• 申請（專利權）人: 重慶安諧新能源技術有限公司
• 主分類號: B61L23/00
• 分類號: B61L23/00;G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所 50211
• 代理人: 郭云

技術領域

本發明涉及鐵路軌道安全監測系統，尤其是一種基于振動音頻信號的鐵路軌道實時監測系統及其數據處理方法。

背景技術

鐵路運輸作為現代社會不可或缺的交通運輸方式，在我國承擔了50%左右的交通運輸能力，截止到2006年底中國鐵路總里程為76600公里，根據最新鐵路規劃，中國將在2020年使鐵路的總里程達到12萬公里以上，并且實現95%以上的復線。鐵路運輸發展正朝復線化和高速化發展。

鐵路的發展將會給國家帶來巨大的經濟收益，給人民帶來極大的便利，并可以帶動相關產業的飛速發展。但是，鐵路的高速發展也帶來很多問題，尤其是運輸安全問題最為突出。近兩年發生在鐵路上的重大交通事故頻現，為了盡可能降低事故發生率，保障鐵路運輸安全，一方面需要提高鐵路部門的安全意識，另一方面需要保證鐵路工程的建設質量，還有一方面就是要加強鐵路軌道的安全監測，能在危險出現時盡早把信息傳送到列車、鐵路監控中心和鐵路調度中心，給處理危險爭取到寶貴的時間，防患于未然。

目前國際國內鐵路狀況安全檢測與控制主要有四種方式：

1.?視頻監測。此方法受氣候條件制約太大，比如大霧天氣等；

2.?超聲波檢測。此方法受地理因素如轉彎隧道等因素制約太大；

3.?電信號（指揮燈）指揮。此方法受氣候條件（雷擊等）和電源系統制約；

4.?人工巡道的安全性檢查。此方法靈活性好，但結果因人而異，管理難度很大，人力資源浪費，投入成本較高。而且受地域條件的約束，此外巡邏工人不可能24小時巡檢，不可能做到全天候和全路段同時巡檢。

上述四種方式不可避免的存在自身的盲區和盲點，存在重大的安全隱患。因此，研發鐵軌系統的自動在線式檢測報警系統是鐵路產業安全發展的必然。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種鐵路軌道實時監測系統，以鐵路軌道的振動音頻信號作為故障分析的基礎，消除了鐵路軌道的監測盲區，實現了故障分析基礎數據的完整采集。

本發明的另一目的是提供一種鐵路軌道實時監測系統的數據處理方法，只需非常少的人工輔助監測，即可完成復雜龐大的鐵軌監測，準確地預測列車前方故障，大大提高了監測系統的智能化、網絡化且大幅度降低了鐵路巡道工的工作強度。

為了實現上述目的，本發明提供了一種鐵路軌道實時監測系統，其特征在于：包括壓電式傳感器、采集盒以及無線傳感器，其中所述壓電式傳感器設置在鐵路軌道上且連接所述采集盒，所述采集盒連接所述無線傳感器，且所述無線傳感器設置在高壓動力線上；

所述壓電式傳感器用于采集鐵路軌道上的振動音頻信號；

所述采集盒用于對所述振動音頻信號進行調制處理，并且將調制后的振動音頻信號發送給所述無線傳感器；

所述無線傳感器用于以無線或者有線傳輸方式傳輸該經處理后的振動音頻信號。

該有線傳輸方式的傳輸媒介包括高壓動力線、動力線的支撐線、架設專用額外通信線路、架設光纖通信線、利用信號燈現有通信線路中至少一種，并且該無線傳輸方式包括WIFI、藍牙、zigbee、射頻和GPS衛星、衛星通信中至少一種，其中當以高壓動力線為傳輸媒介傳輸該振動音頻信號時，由高壓動力線以電力線載波的形式傳輸該經處理后的振動音頻信號。

該鐵路軌道實時監測系統還包括安裝在鐵路軌道上的振動器，其中所述采集盒用于向所述振動器發送加密信號，所述振動器帶動鐵路軌道產生振動。

該鐵路軌道實時監測系統還包括列車控制室、車站控制室和線路監控室中至少一個，其中所述無線傳感器以無線或者有線傳輸方式將經處理后的振動音頻信號傳輸給所述列車控制室、車站控制室和線路監控室中至少一個。

所述列車控制室采用無線傳輸方式接收振動音頻信號時采集列車前方5~10個無線傳感器的振動音頻信號。

所述壓電式傳感器（1）安裝在鐵路軌道（2）上導軌槽（4）的中間位置。

所述無線傳感器由供電單元、處理單元、無線通信單元、磁環和磁環卡組成，其中所述供電單元用于提供電源；

所述磁環用于從所述采集盒接收經處理的振動音頻信號并通過排線發送給處理單元；

所述處理單元用于對該振動音頻信號進行處理；

所述處理單元還分別連接無線通信單元、有線傳輸線路，用于分別以無線或者有線方式傳輸該振動音頻信號。