[发明专利]一种高速铁路轨道状况动态检测系统及方法

权利要求书

1.一种高速铁路轨道状况动态检测系统，包括机械模块、传输模块、软件模块；其特征在于，所述机械模块包括铺设好的钢轨、轨枕、扣件；所述传输模块包括多个传感器、数据采集卡、工业相机、工控机；所述软件模块包括钢轨测量子模块和部件图像分析子模块；所述工控机通过串行通信方式从数据采集卡获取信号，所述传感器与数据采集卡之间通过无限信号传输；所述传感器为激光位移传感器，所述的激光位移传感器的激光发射口镜片和接收口镜片材质均为树脂或者玻璃中的一种；所述镜片的光线吸收率ξ为0.82-0.98；表面粗糙度Ra为0.025-0.05微米；所述光线吸收率ξ、表面粗糙度Ra满足：ξ=α·π·Ra^1/2；其中，α为关系系数，取值范围为1.19-1.92；π为圆周率；

所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统的检测方法包括以下步骤：S1；数据采集,在列车运行时候通过传感器采集钢轨的厚度、宽度、高度、轮廓的数据；S2；数据存储，设置的数据库分为配置数据库和机组数据库，每个传感器对应一个机组数据库，配置数据库存储相关配置信息；S3；数据分析，对采集的钢轨数据进行分析，对采集的钢轨和扣件图片进行分析；S4；数据对比，经过S3分析之后的数据与钢轨部件的原始数据进行对比，判断钢轨部件的健康状况；S5；故障显示，得出诊断结果之后，将故障类型通过工控机显示，给出每个故障的原因和解决措施，并根据故障类型给出相应的设备维护和维修建议。

2.根据权利要求1所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，多个所述传感器分别设置在所述钢轨靠近基部的位置，所述传感器为激光位移传感器；在列车高速运行时，用于检测钢轨的厚度、宽度、高度的数据传输至数据采集卡。

3.根据权利要求1所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，所述钢轨和轨枕连接处设置有工业相机，对扣件和轨枕、钢轨的图像进行采集。

4.根据权利要求1所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，所述钢轨测量子模块包括数据采集、数据分析、数据显示、数据保存四个模块，所述数据采集模块控制传感器完成对钢轨动态数据及位置信息采集，并控制相机采集与钢轨连接的部件图像；数据分析模块对采集的钢轨数据进行处理，同时实现扣件和轨枕图像的检测和测量。

5.根据权利要求1所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，所述部件图像分析子模块包括图像获取、图像处理、测量分析和缺陷判断四个部分；首选对采集的钢轨和扣件图像进行预处理，降低图像中含有的噪声；之后设定感兴趣区域，提取待测目标，减少图像处理时间并增加精致度；其次，利用阈值分割进一步提取待测目标，并测量钢轨和扣件的几何参数；最后，将上述待测目标的几何参数与标准值进行比较，判定缺陷程度。

6.根据权利要求1所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，所述传输模块还包括旋转光电编码器。

7.根据权利要求6所述一种高速铁路轨道状况动态检测系统，其特征在于，旋转光电编码器将等时采样转化为等距采样，同时保证多个激光位移传感器采样数据同步。