[发明专利]铁路轨道勘测系统

说明书

描述一种使用一系列成像传感器(如行扫描、区域扫描和热量)、激光传感器、地下成像传感器(X射线、太赫兹)、惯性传感器、照明阵列、处理器和存储器的具通用支撑结构在一个独立组件内的自动轨道检测系统。称为TrackVue的集成单元可安装在轨道车辆转向架或底盘上，且适合安装在客运火车、检查火车和其他类型车辆上。该系统可完全无人看管和自动运行，且能监控钢轨、钢轨接头、钢轨磨损、鱼尾板和连接轨道部件、焊缝、开关区域、轨道紧固件、轨枕、压载物、坡道、轨道间隙、信号的有用资产、电缆、和润滑器的质量。系统使用图像传感器输入使用完全自动图像分析来检测有缺陷或缺失的部件，并使用激光技术以计算轨道轮廓和轨道几何测量。

发明背景

本发明涉及铁路轨道的勘测，更具体地说，不仅仅是用于基于检查的评估轨道健康的装置。

铁轨，也被称为“永久性的方式”，由铁轨、紧固件、轨枕(枕木)、道碴和下面的路基组成。根据所使用的钢轨类型、连接或连续焊接类型、使用带有道碴轨枕或平板轨道、所使用的紧固件类型、以及开关布局，可能会有各种各样的变化。许多相关的轨道有用的资产也安装在传统铁路上，例如信号装置、润滑、布线和/或开关操作等其它。随着时间的推移，轨道部件和有用的资产会因为列车运动造成的物理压力、天气条件变化导致材料受压或膨胀、雨水和环境条件、以及随着年份材料强度的降低而退化和遭受损坏。

铁路轨道检查程序的目的在于找出缺失和有缺陷的部件，以便能够进行以维修或更换为目的的有效的维修。如果轨道和相关有用的资产没有得到有效监测，那么存在完全失效或退化的风险，以致对铁路安全运行构成重大风险。

人类轨道检查员通常通过在铁路轨道上行走并记录轨道状况以用于后来指导轨道维修活动来进行视觉轨道检查工作。这种检查形式昂贵、不安全、速度慢，并且容易出现人为错误。随着铁路网络的增长再加上人工检查所需的时间，实际上难以在全网覆盖的情况下以所需检查频率进行手动跟踪检查。

过去两年来，铁路基础设施运营商越来越多地开始使用专门的“检查列车”开展轨道监测。这些列车专为半自动或全自动轨道检测设备的主机设备而设计。目前这种使用扫描设备的可用系统，包括照相机和/或激光扫描仪，用于监测轨道的各个部分。在检查列车上的系统的实施导致各种系统部件分布在系统的本地网络上，而传感设备通常安装在车辆外部上而数据存储和控制系统安装在车厢内部，例如，在合适的行李架内。

这样的系统的实施和维护是昂贵且耗时的。特别是，这种系统需要广泛的配置以适应指定的车辆，这增加了安装的复杂性和未来的维护负担。因此每个检查列车都需要定制，以便于其适合目的。整个分布式架构包括车内外的硬件组件、高功率消耗、和永久性设备固定装置，意味着检查列车已经随着时间开发出属于自己的铁路车辆子类型。

但是，运行检查列车的成本是繁重的。不仅由于上述的安装和维护成本，而且因为需要安排检查列车沿着繁忙的铁路线的行程。检查列车的运行可能会损害客运或货运车辆的铁路线路运力，特别是考虑到常规检查列车收集数据的速度相对较低。

由轨道扫描过程产生的数据可以传输到异地计算机网络，在那里可以进行分析。要求将数据集中并传送到中央处理单元进行处理，再加上对记录数据的详细处理，会导致检查本身与根据检查扣除任何所需行动之间的严重延误。进一步地，处理生成的大量扫描数据可能会有问题。

本发明的目的是提供一种铁路轨道勘测系统，其克服或基本上减轻了与现有技术相关的一个或多个上述缺点。可以认为本发明的另一个或替代目的是提供一种能够以更方便的方式提供有用的轨道检查结果的系统。

发明概要