[发明专利]一种高速铁路轨道状况动态检测系统及方法

说明书

本发明公开了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；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；本发明通过动态检测轨道的钢轨及钢轨连接扣件和轨枕等部件的几何状态，有效提升轨道检测的可靠性，进一步提升轨道的稳定性。

技术领域

本发明属于轨道检测技术领域，尤其涉及一种高速铁路轨道状况动态检测系统及方法。

背景技术

铁路是国民经济建设的命脉，在我国经济建中具有重要地位，同时也是重要的出行交通工具；另一方面，城市轨道交通也发展迅速，中国铁路和城轨交通的迅速发展对轨道线路的安全状态提出了新要求，轨道交通的安全性和舒适性由许多因素共同作用，其中轨道的不平顺性是影响机车的安全性和舒适性的一个重要因素，列车通过时，轨道的不平顺不仅增加冲击力，会加速道床的轨道结构的变形，对列车的平稳运行有较大影响，缩短了车辆设备的使用寿命，严重影响了列车行车安全。

目前针对轨道的不平顺检测主要靠静态检测，采用钢轨波磨尺或钢轨平顺度测量仪器对作业线路进行抽样检测，把样点中高低不并顺幅值最大值作为不平顺；此种方法可靠性低、工作效率不高、对钢轨的检测准确性差，存在着很大的偶然性，不能满足轨道交通发展要求。

中国专利申请201721710686.9公开了一种无砟轨道轨道板动态位移监测装置，属于位移监测技术领域。一种无砟轨道轨道板动态位移监测装置，其特征在于：包括固定底座，固定底座上有螺栓孔，通过螺栓固定在轨道支承层或底座板上；固定支架为阶梯状，安装在固定底座上，固定支架顶端的侧面安装有三角形状的垂直支撑台，固定支架中间一级上安装有平板状水平支撑台；垂直支撑台和水平支撑台上均有螺栓孔，通过螺栓分别固定有拉杆位移传感器；拉杆位移传感器的拉杆末端连接有磁力底座，通过将两个不同方向的磁力底座吸附在轨道板顶面与侧面的铁质接触板上使两个拉杆位移传感器分别获取轨道板的垂直和水平动态位移数据。

上述现有技术中，仅通过传感器测量轨道位移量，测量数据误差较大，可靠性一般、稳定性差。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种高速铁路轨道状况动态检测系统及方法，解决了背景技术中提出的问题。

本发明提供如下技术方案：

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；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信号线传输。

优选的，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、轮廓的数据传输至数据采集卡。

优选的，所述钢轨和轨枕连接处设置有工业相机，对扣件和轨枕的图像进行采集。

优选的，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，通过对钢轨的厚度、宽度、高度与原是标准数据进行对比，判断钢轨形变量，进一步判断钢轨故障；同时实现扣件和轨枕、钢轨图像的检测和测量。