[實用新型]一種基于圖形比對技術的路軌位移監(jiān)測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220265048.1
• 申請日: 2012-06-07
• 公開（公告）號: CN202869441U
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 王鐵流;蔡衛(wèi)華;周超
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于圖形比對技術的路軌位移監(jiān)測裝置，用于在線測量鐵路鋼軌因應力變化導致的鋼軌縱向水平位移情況，并通過無線通信網(wǎng)絡與上級監(jiān)測中心服務器聯(lián)網(wǎng)。屬于鐵路安全監(jiān)測與智能信息處理技術領域。?

背景技術

現(xiàn)代的鐵路對路基、枕木和路軌的要求都很高。為了減小輪軌力對鋼軌的沖擊，利于列車高速運行，大量采用無縫線路消滅了鋼軌接頭軌縫。而無縫線路受溫度、沉降以及應力等因素的影響，會導致路軌與路基之間的相對位移，特別是在無縫線路中，鋼軌不能自由伸縮，軌溫變化產生的溫度力將使鋼軌沿鐵軌方向縱向水平位移，而過大的溫度力和位移將使鋼軌發(fā)生臌曲甚至斷裂，導致線路失穩(wěn)而危害行車安全。?

傳統(tǒng)的人工量具測量方式在鐵路上沿用多年，不僅費時費力工作量大，不可避免的存在人為誤差，而且占用路軌時間過長，不利縮短車輛行駛間隔，影響運輸效率，已經(jīng)不能滿足高速鐵路測量維護工作的需要。對于軌道的振動位移和縱向位移測量，相關的道路與交通工程單位、科研院校都有相應的研究，出現(xiàn)了多種解決方法。對于近年來的監(jiān)測系統(tǒng)中采用了接觸式位移傳感器和激光位移傳感器檢測位移（CN200720029136.0）等方案來說，前者因環(huán)境和震動等因素對傳感器壽命有所影響；而后者成本過高且對環(huán)境要求較高，不適合強光、雨雪、沙塵等天氣，難以大量推廣。

本實用新型采用了已經(jīng)普及應用的數(shù)字圖像信息技術，屬于非接觸式測量，結合嵌入式處理器的數(shù)字處理技術和通信技術，將鋼軌縱向水平位移的測量數(shù)據(jù)直接上傳，并入路網(wǎng)安全管理系統(tǒng)之中，使用十分方便

發(fā)明內容

本實用新型的主要特征為：該裝置由圖像傳感器（1）、帶有高速串行輸出接口的嵌入式計算機采集處理板（2）、帶有外接直流供電和串行接口電纜插座的堅固防水金屬外殼（3）、與路基混凝土牢牢連接的固定基座（4）、帶有串行接口和無線通信網(wǎng)絡功能的監(jiān)測站（5）和監(jiān)測中心服務器(6)組成。?

如上所述的圖像傳感器（1）和嵌入式計算機采集處理板（2）安放在防水金屬外殼（3）的內部，外殼（3）上的插座通過多芯電纜與監(jiān)測站（5）的串行總線連接，并且可一起組網(wǎng)，構成多個局部監(jiān)測點，例如可構成4個局部監(jiān)測點，采集4條鋼軌位移信息。

如上所述的鐵路鋼軌位移監(jiān)測裝置的防水金屬外殼（3）與鋼軌邊路基埋設的帶有螺桿的混凝土路基上的固定基座（4）連接，還可通過金屬架和定位螺絲調整采集圖像的位置，在進行圖像幾何中心校準后安裝固定在路軌旁邊的固定基座（4）上，作為測量和比較鋼軌位移量的基準。

使用如上的路軌位移檢測裝置監(jiān)測路軌縱向水平位移的方法，其特征在于，檢測的步驟如下：

1、鐵路鋼軌位移監(jiān)測裝置的監(jiān)測站（5），通過串口控制監(jiān)測部位的上行、下行4條鋼軌的4個圖像采集點。（3a）（3b）（3c）（3d），控制圖像傳感器（1）實時采集路基上鋼軌腰部的標記圖形。

2、嵌入式計算機采集處理板（2）對圖像傳感器（1）采集的有標記圖形的圖像進行預處理后，與校準的基準圖形或歷史數(shù)據(jù)庫圖像進行比對，計算出圖像標記的錯動量，進而計算出此監(jiān)測站點鋼軌的位移狀況。

3、經(jīng)無線傳輸網(wǎng)絡將監(jiān)測點地址和位移數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)測中心服務器(6)。

4、中心服務器通過預先設置的位移合理范圍對上傳的位移數(shù)據(jù)進行比對，監(jiān)測各點位移是否超限，若超限則進行報警，并調出觀測點的地址信息，反饋至路網(wǎng)安全管理系統(tǒng)，請求其作相應的調度和檢修等工作。

通過本實用新型可克服現(xiàn)有技術存在的問題，對鐵路的路基、枕木和鋼軌相互間的相對縱向水平位移進行實時監(jiān)測，且位移數(shù)據(jù)可以實時顯示和存儲，方便測量人員的觀察和提高后續(xù)工作的效率，且測量工作進行時基本不受外部環(huán)境影響，可提高鐵路系統(tǒng)安全控制能力，安全系數(shù)高。

附圖說明

圖1系統(tǒng)結構框圖?

圖2四點監(jiān)測示意圖?

具體實施方式

下面以圖2為本發(fā)明的一種實施例進行詳細說明。?