[发明专利]探测铁路轨道的变化或障碍的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路运输，更具体而言，涉及感测铁轨冲毁、铁轨偏移、轨枕振动(pumping tie)和/或铁路道口上的车辆停留。

背景技术

铁路轨道通常具有一对钢轨，所述一对钢轨由置于道碴材料上的多根垂直放置的轨枕支撑。许多铁路轨道地处偏远地区，在这些地区，如果没有发生可能对轨道造成破坏的已知事故，则可能不容易获知轨道的状况。例如，铁路轨道或铁轨可能由于暴风雪或其它自然事件如地震(在这种情况下轨道可能移位)而遭到破坏。轨枕的移动和/或道碴材料的移位可造成偏移。在其它情况下，例如在轨道邻近水体的情况下，道碴可能移动或冲毁，从而造成轨枕移位并因此导致轨道移位。轨道还可能由于人为事故例如船只碰撞支撑桥梁的一根或多根支柱而移位。

类似地，在过度振动轨枕的情况下，特别是水泥轨枕由于对道碴的拍打而可能被破坏。轨枕振动是铁路轨枕下面的缺乏养护的道碴材料(基石)造成的一种状况。当列车车轮经过轨枕上方时，驱使轨枕向下进入基石中。一旦车轮在轨枕上方滚过，则轨枕即从基石中升起。轨枕的下沉和随后的上升可为几英寸的位移。木轨枕允许较大的移动。然而，当使用混凝土轨枕时，振入基石导致水泥轨枕在轨枕底部慢慢碎裂，从而最终导致混凝土轨枕提前失效。

车辆(轿车、卡车、客车等)停在铁路道口上是导致列车出轨和/或死亡的另一种事件。虽然机车司机能够在触碰车辆之前目视看到车辆处于铁路轨道上，但在一些情况下列车没有足够的时间减速和/或停下。当车辆被道口挡杆拦截时，这种情形使得车辆可解救自身的唯一方法是撞向并破坏道口挡杆。然而，大多数司机通常没有采取这种行动。

如果列车带有拖车车厢，在由于铁轨移位导致车厢车轮出现故障或车轮出轨的情况下，这种事故不一定被立即发现。未能注意到这种事故可能导致列车出轨。

这种对铁路的破坏、铁路的阻断和/或车厢的故障可能导致列车出轨。对于铁路的损坏，目前识别铁路变化的最佳方案是通过目视检查。即使进行目视检查，根据已出现的损坏和/或检查的频率，也可能错过或不能足够及时地识别已有的或形成中的铁路移位。

发明内容

本发明涉及感测铁路冲毁、铁路移位、轨枕振动和/或铁路道口上的车辆停留的系统和方法。当发生所述事件时，有关这些事件的信息被报告至一位置，以避免列车遭遇这些地段的铁路轨道。

对此，披露通过感测轨道周围的环境变化以确定铁路轨道安全承载轨道上的铁路车辆的能力的系统。该系统包括探测铁路轨道周围磁场并产生磁场指示数据的传感器。处理来自传感器的数据以识别铁轨周围磁场变化的处理器也是该系统的一部分。该系统的另一部分为与处理器通信的通信设备，用于传输影响铁轨安全承载铁路车辆的能力的铁轨周围环境变化的指示标记。

还披露通过感测轨道周围的环境变化以确定铁路轨道安全承载轨道上的铁路车辆的能力的方法。该方法包括探测铁路轨道周围磁场的步骤。该方法还包括产生磁场指示数据的步骤和识别轨道周围磁场变化的步骤。该方法还包括传输影响轨道安全承载铁路车辆能力的轨道周围环境变化的指示标记。

附图说明

结合附图，通过随后的发明详述，本发明的特征和优势将显而易见，其中：

图1为本发明示范性实施方案的示意图。

图2为本发明示范性实施方案结合服务设施和列车的示意图。

图3为在铁路沿线不同位置用于多种用途的本发明示范性实施方案的示意图。

具体实施方式

图1为本发明示范性实施方案的示意图。如图所示，传感器组件10包括传感器12和嵌入式处理器14。传感器12为三轴磁性传感器12，例如Honeywell HMC2003三轴磁力计。传感器12测量沿X轴、Y轴和Z轴的低磁场强度，其中可探测到传感器周围磁场超出给定范围的变化。在优选实施方案中，传感器提供模拟信号，并采用地面或地球作为磁场参照物。

设置处理器14以允许在与该处理器相连的传感器12或多个传感器12与路旁装置或通讯设备16和/或机车18之间就磁场读数进行通信。可通过工业标准网络例如但不限于控制器局域网(Controller Area Network，“CAN”)进行通信。CAN为嵌入式处理器之间的通信所采用的电子工业标准重要协议。如图2所示，通信还可在路旁装置16、列车20和服务设施或基站(depot)22之间进行。尽管未示出，但通信还可在路旁装置16和可工作来避免列车驶向已探测出磁场变化的铁路的铁路设备之间进行。