[发明专利]一种物联网铁轨测量系统和物联网电子轨距尺

说明书

技术领域

 本发明涉及一种物联网铁轨轨道测量系统以及一种物联网分离式电子轨距尺。

背景技术

中国高速铁路（Chinese Railway High-speed，简称CRH）以高水准的安全性和舒适性为建设目标，铁路轨道的建设精度和投入运营后轨道日常监测与维护是列车安全性、舒适性的重要保证。铁轨的轨距、轨间高差、查照、护背、三角坑、轨道扭曲等技术参数的检测需要测量分辨率达到0.008%、精度达到0.02%。针对大约100℃变温的服役环境，必须保持测量精度要求。依靠传统的气泡和刻度尺的机械式轨距尺已远远不能满足高速铁路行驶安全保障的需求。应运而生的电子轨距尺、轨检小车，包括轨道测量仪与轨道检测仪，采用位移传感器和高精度倾斜角传感器或陀螺仪，结合微处理器（Micro-computer）技术，实现了以上技术参数的电子化测量和数据存储。

作为铁路轨道参数测量装置之一的一般电子轨距尺基本结构如图1所示，电子轨距尺尺身1，安装有第一搭轨面2和第二搭轨面3，在轨距尺放在两条钢轨上时，由于两个搭轨面具有严格的水平度公差形位尺寸要求，安装在尺身1上的电子轨距尺模块 4可以以数字显示方式给出轨道高度差值。一般电子轨距尺模块4内部装有倾斜角传感器、单片机、电子显示屏、操控与切换按键、充电电池、软件模块、接口模块等。将固定卡头5靠紧一条铁轨内侧，在保证尺身与两条铁轨垂直测量条件下，移动与位移传感器7联接的滑动卡头6，靠紧另一条铁轨内侧，位移传感器可以将两天铁轨之间距离测量结果传输给电子轨距尺模块4，以数字显示方式给出轨距测量值。通过固定卡头和活动卡头内外侧卡轨组合测量，可以得到轨道道岔查照、护背的测量结果。

    作为轨道参数测量装置的轨检小车包括轨道检查仪和轨道测量仪。轨道检查仪可以由人力推动在铁轨上动态检测铁路铁轨的轨距、高差、三角坑、轨向差等技术参数。轨道测量仪只能由人力推动在铁轨上静态检测铁路铁轨的技术参数。轨检小车基本结构如图2所示，8为支架，9,10分别为安装在支架下面搭载在两条铁轨上的滚轮。11为轨检小车（轨道检查仪或轨道测量仪）内部检测传感器系统。12为显示与数据处理模块。它的检测效率高于电子轨距尺，但由于自身重量和必需安放在两条轨道上实现检测，如遇火车移出铁轨需要一定操作，所以只能在铁路运营间隔或称为“运营天窗时间”进行检测。

    发明的过程中，发明人发现现有技术至少具有以下缺点：

目前一般使用的电子轨距尺将测量用传感器与电子显示屏、操控与功能切换按键、单片机等一体安装在如图１所示的模块4内，固定在轨距尺机械尺身1上。现场测量时，使用者必须俯身操作、读取数据或操控按键存储测量数据。在户外强光照射下，读取电子显示屏数据只能靠外加遮阳罩，并且视窗不可能太大，使用者弯腰读取数据十分不便。另外，在切换存储测试数据时，由于铁轨高差测量精度要求很高，操作按键引起机械尺身的形变已经可能影响到测量或存储数据的准确性。

由于轨距尺使用环境一年四季变化，地域分布广泛差异较大，使用温度从-30~+55℃，要在全温度段保证电子轨距尺的使用精度，在对传感器进行温度补偿过程中，电子轨距尺模块4的整体功耗对于温度补偿有一定的影响。而电子显示屏的功耗几乎等于或超过传感器的整体功耗。

将高速铁路整个铁路轨道在线状况及时反映到铁路管理部门一直是个难题。单点轨道测量参数已经由电子轨距尺实现了电信号检出与尺内单片机数据存储；连续轨道参数的检测已经由轨检小车，例如轨道检测仪或轨道测量仪，实现了电信号检出与数据存储。如何将实现了电子测量得到的轨道数据发送到铁路管理网络，为整个路网的综合管理与服役特性评估提供依据，这一直是未能解决的难题。随着物联网技术的发展，实现以上数据发送与传输已具备了技术可能性。

作为铁路参数检测物联网系统的测量装置，需要对电子轨距尺和轨检小车检出的信号进行转换，实现现场测量结果的物联网信号传输在此处键入技术领域描述段落。

发明内容

本发明的第一方面，提供了一种物联网铁轨测量系统，其特征在于包括轨道参数检测装置，其中所述铁轨测量系统还包括一个网络传输模块，采用GSM、GPRS、CDMA、3G、Wi-Fi、无线网卡，或GSM-R至少一种无线通讯方式，将所述轨道参数检测装置得到的各种参数测量结果经过内置微处理器进行分类转化处理，通过网络传送至铁路系统数据管理中心。

通过将包括电子轨距尺和轨检小车的轨道参数测量装置得到的测量结果通过物联网传送至铁路系统数据管理中心，实现了实时在线测量铁轨几何参数测量数据的网络传输。