[發明專利]軌道檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201710474504.0
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107284473B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李穎;薛雙綱;趙延峰;王昊;彭昭云;魏世斌;彭鐵光
• 申請（專利權）人: 北京鐵科英邁技術有限公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司基礎設施檢測研究所;廣州鐵路（集團）公司;中國鐵路總公司;中國鐵道科學研究院集團有限公司
• 主分類號: B61L23/04
• 分類號: B61L23/04
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤

本發明提供了一種軌道檢測系統及方法，所述檢測系統應用于運營列車，所述檢測系統包含圖像采集模塊、慣性模塊、編碼器和處理模塊；所述圖像采集模塊設置于運營列車的檢測梁兩側，用于采集鋼軌斷面圖像；所述慣性模塊設置于所述檢測梁中心，用于測量所述運營列車運行時所述檢測梁相對于鋼軌的姿態參數信息；所述編碼器設置于所述運營列車的輪軸上，用于獲得所述運營列車的位移信息；所述處理模塊分別與所述圖像采集模塊、所述慣性模塊和所述編碼器通信連接，用于根據所述鋼軌斷面圖像、所述姿態參數信息和所述位移信息計算獲得軌道不平順幾何參數，根據所述軌道不平順幾何參數獲得軌道維護信息。

技術領域

本發明涉及軌道檢測領域，尤指一種軌道檢測系統及方法。

背景技術

軌道檢測技術的發展由來已久，特別是上世紀70年代以來，歐、美、日等許多發達國家相繼研究各種先進的軌道檢測技術，采用了新的測量原理，研制出應用現代高新技術的軌檢車，提高了檢測精度和速度，增加了檢測功能。為適應線路提速和高速發展的需要，進一步開發的高速軌檢車，均為提高軌道的平順性、保證列車運行的安全和舒適發揮了重要作用。中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所經過多年研究開發，研制了GJ-3、GJ-4、GJ-5、GJ-6四種檢測設備代表了我國不同時期的軌道檢測技術發展水平，截至目前全路共配備各種類型檢測設備五十余輛。

目前我國軌道檢測設備為自主研發的GJ-6型軌道檢測系統，信號處理采用硬件、軟件相結合的方式，這種方式分立元件多，硬件組成較為復雜，不宜安裝在運營動車組上。現有的軌道檢測系統結構復雜，主要表現在：1.車上車下設備多，體積大，需要安裝在專用的檢測車上，只可安裝在高速綜合檢測列車動車組和普通軌道檢測車上。高速綜合檢測列車動車組造價昂貴，每次運行都要根據線路編寫運行圖并向總公司申報，而且該車往往在高鐵線路夜間天窗時間運行，檢測人員容易疲勞。普通軌道檢測車為獨立的單節無動力車廂，需要掛載在相應檢測線路的旅客列車后方，每次運行需要向總公司調度處申請掛車計劃才能完成檢測工作。2.模擬信號傳輸的軌道檢測系統，檢測列車過分相點時，系統常常受到車電干擾，影響檢測數據結果。3.現有的軌道檢測系統以車體作為慣性基準，這種結構決定了其傳感器布局分散，系統具有較多的分立硬件單元和硬件信號處理單元，故障點多，降低了系統可靠性，增加了系統檢修和維護工作量。

發明內容

本發明目的在于提供一種抗電磁干擾的能力強，結構簡單，空間占用較小且使用方便的軌道檢測系統及方法。

為達上述目的，本發明所提供的軌道檢測系統具體包含圖像采集模塊、慣性模塊、編碼器和處理模塊；所述圖像采集模塊設置于運營列車的檢測梁兩側，用于采集鋼軌斷面圖像；所述慣性模塊設置于所述檢測梁中心，用于測量所述運營列車運行時所述檢測梁相對于鋼軌的姿態參數信息；所述編碼器設置于所述運營列車的輪軸上，用于獲得所述運營列車的位移信息；所述處理模塊分別與所述圖像采集模塊、所述慣性模塊和所述編碼器通信連接，用于根據所述鋼軌斷面圖像、所述姿態參數信息和所述位移信息計算獲得軌道不平順幾何參數，根據所述軌道不平順幾何參數獲得軌道維護信息。

在上述軌道檢測系統中，優選的，所述圖像采集模塊包含激光器和攝像機，所述激光器用于發射激光照射所述鋼軌斷面上；所述攝像機用于按預定頻率拍攝激光照射下的所述鋼軌斷面圖像。

在上述軌道檢測系統中，優選的，所述慣性模塊包含三軸向陀螺和加速度計；所述三軸向陀螺用于獲得滾動角加速度、搖頭角加速度和點頭角加速度；所述加速度計根據方向數據獲得運營列車的橫向加速度、垂向加速度和縱向加速度。

在上述軌道檢測系統中，優選的，所述處理模塊包含數據處理單元和圖像處理單元；所述圖像處理單元用于根據所述鋼軌斷面圖像獲得檢測梁兩側橫向位移數據和垂向單邊位移數據；所述數據處理單元用于根據所述檢測梁兩側橫向和垂向單邊位移數據、所述檢測梁相對于鋼軌的姿態參數信息、所述運營列車的位移信息獲得軌道不平順幾何參數。