[發明專利]鐵路營業線橋涵施工防護多傳感器實時監測系統

無效

• 申請號: 201210531125.8
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103017827A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 任高峰;趙利坤;胡仲春;呂均琳;劉永成
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王守仁

技術領域

本發明涉及鐵路營業線改造橋涵施工的安全防護監測技術領域，核心技術要點在于鐵路營業線橋涵施工防護中多傳感器實時監測系統設計與監測數據的智能化采集與處理。

背景技術

在鐵路施工過程中，橋涵施工作為線路的重要組成部分，其工程形式包括接長涵、下穿頂進、地基加固等，涉及到采用人工挖孔樁作支墩，用工字鋼便梁架空線路頂進開挖施工等技術。特別對于營業線鐵路的改造工程，橋涵施工對營業線運營會產生重大影響，所以必須在施工過程進行監測，保證營業線正常運營和和施工開展。

在鐵路營業線橋涵施工過程中，主要存在以下的鐵路行車安全隱患：（1）因施工損壞鐵路通訊、信號電纜或在作業中使鐵路軌道連電而導致鐵路行車信號失靈或錯亂，干擾了列車的正常運行。（2）在進行線路加固作業及橋涵頂進過程中不可避免地要移動軌道及帶動既有路基土體的變化，有可能導致線路的軌距、高程、水平等參數超過技術要求或軌枕下道碴不密實造成晃車現象。（3）人員在施工作業過程中所使用的各種機械設備、工具及其施工材料堆放不慎，侵入列車運行限界，或在列車通過時被風卷入軌道內，引發刮碰列車、傷害人員、列車顛覆等慣性事故。（4）線路下沉、出現涌水、砂等異常情況，嚴重威脅列車運行安全。

在以往的施工過程中，對于營業線橋涵施工中的安全防護監測主要的方式有：（1）利用傳統的全站儀或水準儀測量支墩變化，從而判斷營業線的安全性；（2）不定期的利用軌檢車對營業線軌道進行測量，確定營業線軌道的狀態；（3）施工現場人員不定期的利用卡尺進行測量，粗略的判斷營業線軌道的沉降、傾斜，指導施工進行；（4）利用GPS衛星對橋涵施工中的營業線進行測量，計算變形和沉降；（5）利用一種傳感器對營業線橋涵施工中的鐵路軌道的沉降或者變形，亦或是橋涵支墩的壓力等進行單獨的監測。

前三種方法主要以常規測量手段，主要是人在現場進行操作，主要存在的缺點表現為：（1）傳統的人工監測受到主觀影響較大，精度會因不同的人測量產生微小偏差；（2）需要大量的人力進行現場的測量，不能適應當前施工的需要；（3）人為的測量，現場的安全性難以很好的把握，并且不能實現對數據的實時處理和反饋。后兩種方法利用當今先進的科學技術，能夠實現自動化的監測，但是主要存在以下缺點：（1）GPS精度不夠，鐵路軌道的變形或者沉降都是精確到mm級；（2）利用傳感器技術是當前比較可靠的方法，但是單一類型的傳感器進行監測和數據分析科學性不夠，并且單一類型傳感器自成一套系統，難以實現多種類型傳感器數據監測的實時共享和分析，不能實現多條件的實時報警。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種鐵路營業線橋涵施工防護多傳感器實時監測系統，該系統在營業線橋涵施工中布置多種傳感器，將多種類型的數據進行匯集，實現數據的自動監測、實時分析和處理，克服了傳統方式的缺點，達到了較高的精度，并且實現多傳感器系統融合、數據共享和分析。該系統在營業線橋涵施工進行的同時進行搭建，對施工的過程和鐵路運行進行必要的實時監測，從而優化施工方案，完善防護措施，科學的指導列車的行駛速度，安全高效的完成橋涵施工，同時也保證列車的安全運行。

本發明解決其技術問題采用以下的技術方案：?

本發明提供的鐵路營業線橋涵施工防護多傳感器實時監測系統，是一種基于LabVIEW的鐵路營業線橋涵施工防護多傳感器實時監測系統，該系統由自動化監測裝置和監控中心的計算機組成，其中：自動化監測裝置由布置在施工現場的數據采集設備、數據傳輸設備組成，數據采集設備通過電纜與數據傳輸設備相連，數據傳輸設備利用無線網絡與計算機通信；數據采集設備從現場獲取數據信息之后傳至數據傳輸設備，數據傳輸設備再將數據信息利用無線網絡傳至計算機。

所述數據采集設備可以包括施工安全自動化采集儀和通過電纜與之40通道信號接口相連的固定式傾角計、靜力水準儀、表面裂縫計、土壓力計、加速度傳感器，其中：固定式傾角計、靜力水準儀、土壓力計裝在橋涵施工中的便梁的支墩上；表面裂縫計的一端裝在支墩上，另一端裝在便梁上；加速度傳感器裝在便梁的中部位置。

所述的施工安全自動采集儀，其內部可以設有BGK-MICRO測量模塊、GPRS模塊、電源模塊和40通道信號接口，所述40通道信號接口通過電纜獲取信號之后傳入BGK-MICRO測量模塊，經過BGK-MICRO測量模塊調理之后由GPRS模塊傳達到計算機中。

所述數據傳輸設備包括GPRS模塊、GPRS網絡以及信號發射塔和信號接收塔，其中GPRS模塊接收到信號后通過GPRS網絡傳入信號發射塔，再通過GPRS網絡由信號接收塔獲取。