[发明专利]一种铁路道轨崩塌落石检测方法及系统

说明书

技术领域

本申请涉及铁路安全技术和通信信号领域，特别是涉及一种铁路道轨崩塌落石检测方法及系统。

背景技术

崩塌落石是中国山区铁路行车安全的重大威胁。几十年来，每值汛期，各山区路局崩塌落石灾害时有发生，造成的撞击列车事故也并不鲜见。作为每年防洪工作的重点任务，各级铁路工务部门持续不断地摸索各种手段应对这一威胁。多年的实践证明，崩塌落石灾害的发生有着复杂的地质和环境原因以及长期的发展演化过程，依靠任何一种单一途径都难以达到完全满意的效果。在防治和防护两个层面展开针对性的工作，综合工防、人防和技防的特点和优势，是应对崩塌落石灾害的必由之路。

在防治层面上，包括棚洞、挡墙支护等根治性的工程手段是长期采用的基本方法。近年来，钢丝尼龙柔性主动网由于效果可靠、实施便捷而得到了广泛应用，成为目前防治崩塌落石的主流工程方法。在防护层面上，以高强度钢丝尼龙网、拉杆锚索和减冲环为主体的拦截式被动防护网成为目前的工程首选，而结合棚洞和被动网两者优点的“棚网”也正在发展之中。考虑到地质地貌和植被等复杂的山区线路现场因素以及造价方面的原因，工程防治防护手段在桥隧相连、高陡山体等特定线路条件下尚不能完全解除崩塌落石的威胁，因此，轨面和行车界限内的落石监测防护成为保障行车安全的最后一道屏障。

目前采用的主要方法是人工防护，各山区路局一般将管内的防洪点按危险程度进行分类，对各类防洪点按照常年值守、汛期值守、雨前雨后值守等不同级别的方式进行防护，一旦发生落石灾害，值守人员立即用火箭、列调电台、报警手电等方式对接近列车进行拦截，并视情况通知工区和工务段组织抢险。

但考虑到人工防护在人员管理、人力成本、人员安全和值守有效性等方面的诸多不足，各山区路局普遍存在对能够实现全天候全气象条件下的崩塌落石灾害自动监测和行车指挥的技术防护系统的需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种铁路道轨崩塌落石检测方法及系统，以实现对由于崩塌落石等原因导致的道轨异物堆积及钢轨和枕木损伤进行检测。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种铁路道轨崩塌落石检测方法，包括：

检测超过待检测道轨段安全高度的目标物的外部形态特征数据，所述外部形态特征数据包括：异物截面尺寸、运动范围、瞬时速度和静止后停留时间；

根据所述目标物的外部形态特征数据计算所述目标物的外部形态特征置信度；

在待检测道轨段的多个不同位置检测冲击波，并记录冲击波能量、频率成分、持续时间和到达时间；

根据所述冲击波能量、频率成分和持续时间特性确定振动源的振动特征置信度；

将检测到的所述目标物的外部形态特征置信度和所述振动源的振动特征置信度在时空域约束下进行匹配；

根据匹配结果计算符合崩塌落石特性的合成特征综合置信度，并根据已知的铁路行车安全保证系数确定综合置信度的最低阈值；

判断计算得到的合成特征综合置信度是否大于综合置信度的最低阈值；

如果是，向列车发出崩塌落石报警信号。

优选地，将检测到的所述目标物的外部形态特征置信度和所述振动源的振动特征置信度在时空域约束下进行匹配，具体包括：

根据所述外部形态特征数据确定所述目标物的出现位置的位置坐标，并记录所述目标物处于所述出现位置时的出现时间；

计算多个不同位置检测到的冲击波的到达时间之间的到达时间差，并根据所述到达时间差对产生冲击波的振动源进行定位，确定所述振动源的位置坐标，并根据所述振动源的位置坐标和所述到达时间计算冲击波在所述振动源的位置的发生时间；

对所述目标物的位置坐标和振动源的位置坐标进行空域匹配；

对所述目标物的出现时间和振动源的发生时间进行时域匹配；

判断所述空域匹配和所述时域匹配是否成功；

当空域匹配和时域匹配均成功时，确定所述目标物和所述振动源在时空域约束下匹配成功。

优选地，所述对所述目标物和振动源的位置进行空域匹配，具体包括：

计算所述目标物的位置坐标与所述振动源的位置坐标之间的坐标差值；

判断所述坐标差值是否小于等于预设坐标差阈值；

如果是，确定空域约束下匹配成功。

优选地，所述对所述目标物的出现时间和振动源的发生时间进行时域匹配，具体包括：

计算所述目标物的出现时间与所述振动源的发生时间的时间差值；

判断所述时间差值是否小于等于预设时间差阈值；