[實用新型]鐵軌爬行觀測裝置

有效

• 申請號: 202020406683.1
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN211943334U
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 劉冬彬;劉泓霄;劉勝勇;胡春海;劉斌;李佩航;張文學
• 申請（專利權）人: 唐山昆鐵科技有限公司
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;G08C17/02;H02J7/35
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 高志海

本發明涉及鐵軌檢測設備，特別是一種鐵軌爬行觀測裝置。包括鐵軌，置于鐵軌外側的圖像采集模塊，微型計算機，電源模塊，＝鐵軌的軌腰設有標靶，圖像采集模塊的鏡頭與標靶相對應，微型計算機分別與圖像采集模塊和無線通訊模塊線路連接，無線通訊模塊與上位機通過網絡連接，上位機內設有圖像超分辨率重建模塊、標靶初定位模塊、標靶精確定位模塊和鐵軌爬行位移檢測模塊；鐵軌爬行位移檢測模塊用于確標靶的實際位移即鐵軌的爬行位移。本發明能夠連續對鐵軌爬行進行位移檢測，提高檢測精度，降低人工成本，提高鐵軌位移爬行的自動化水平，成本低。

技術領域

本實用新型涉及鐵軌檢測設備，特別是一種鐵軌爬行觀測裝置。

背景技術

鐵軌是鐵路系統的重要組成部分，也是確保鐵路安全的主要檢查方向之一。為了確保列車的安全通車，需要檢測兩條鐵軌之間的軌距、經常過車造成的鐵軌磨耗、鐵軌之間的接縫、路基沉降或膨脹引起的鐵軌縱向位移和鐵軌爬行等方面。鐵軌爬行主要是由于縱向水平推力和溫度力兩個因素導致。列車長時間行駛在鐵軌同一方向造成一直施加與行駛方向相反的力給鐵軌，導致鐵軌相對軌枕向反方向移動，發生鐵軌爬行。由于自然環境溫度不斷變化，無縫鐵軌會發生收縮或膨脹。實驗數據顯示，1℃的溫度波動會導致鐵軌發生0.011mm的長度變化。通過扣件鎖定可以有效的遏制鐵軌的伸縮，但是當積蓄的力到一定大小，沒有及時打開扣件釋放的話就容易引起鐵軌位移。當鐵軌發生位移時，可能帶動軌枕一同相對道床發生位移，因為如果扣件提供的阻力足夠強，使得鐵軌無法在扣件鎖定的情況下相對軌枕發生位移，那么鐵軌和軌枕作為一個整體會對下方的道床產生縱向水平推力，從而可能導致鐵軌和軌枕發生爬行，但是如今大量的無砟軌道很好的緩解了此種鐵軌位移方式。在道岔口的軌道位移主要發生在軌尖和可動心軌處，因為道岔口的重要性，需要對其進行實時檢測來保證列車安全通行道岔口。當扣件提供的阻力小于鐵軌所施加的縱向水平力，道床提供的阻力大于軌枕施加給道床的縱向力時，軌枕將不會發生位移，鐵軌相對于軌枕發生爬行，當鐵軌爬行的位移達到臨界點將導致鐵軌發生不可完全消除的形變，最嚴重時發生鐵軌斷裂或鐵軌掙脫軌枕，造成嚴重的交通事故。近1/3的鐵路危害都是由鐵軌爬行引起的。

目前主流的鐵軌爬行檢測方法有位移觀測樁法、光學儀器測量法、激光測量法等，國外的檢測方法還有有限元分析法。但是這幾種測量方法均需要人員長時間重復進行精確的位移檢測，操作鐵軌檢測設備速度慢，容易出現失誤，而且不易對檢測結果匯總統計分析。因此當前的鐵軌爬行檢測方法不能適應高速發展的鐵路系統的安全檢測要求。到目前為止國內外相關領域的研究者通過微電子、機器視覺(Machine Vision)和傳感器等技術研究出了一些解決人工檢測弊端的新方法，但是這些方法都存在成本高和無法實際應用等問題，因此無法代替主流的人工檢測方法。

實用新型內容

本實用新型旨在解決上述技術問題，而提供一種鐵軌爬行觀測裝置，提高鐵軌爬行檢測的自動化水平。

本實用新型解決其技術問題采用的技術方案是:

一種鐵軌爬行觀測裝置，包括鐵軌，置于鐵軌外側的圖像采集模塊，微型計算機，電源模塊，鐵軌的軌腰設有標靶，圖像采集模塊的鏡頭與標靶相對應，微型計算機分別與圖像采集模塊和無線通訊模塊線路連接，無線通訊模塊與上位機通過網絡連接，上位機內設有圖像超分辨率重建模塊、標靶初定位模塊、標靶精確定位模塊和鐵軌爬行位移檢測模塊；

圖像超分辨率重建模塊用于建立包含標靶在內的高質量圖像；

標靶初定位模塊用于快速定位標靶在圖像中的位置，用目標框確定標靶的位置，將目標圖像與原始圖像進行模板匹配；

標靶精確定位模塊在標靶初定位模塊的基礎上精確定位標靶在圖像中的位置，并確定標靶的質心和質心坐標；

鐵軌爬行位移檢測模塊用于確標靶的實際位移即鐵軌的爬行位移。

采用上述技術方案的本實用新型與現有技術相比，有益效果是: