[实用新型]一种钢轨爬行在线监测终端及系统

说明书

本实用新型公开了一种钢轨爬行在线监测终端及系统，监测终端包括：依次相连的相机组件、图像处理单元、信号采集单元和通讯单元，以及测温传感器，所述测温传感器与信号采集单元相连。图像处理单元获取相机组件拍摄的包含测量标识的图像，并将测量标识的位置解算信息发送至信号采集单元。信号采集单元同时获取测温传感器采集的钢轨温度信号，并将钢轨温度信号及测量标识的位置解算信息通过通讯单元对外发送。本实用新型能解决现有线路钢轨状态监测系统采用接触式安装、测量，对线路存在安全隐患大，以及维护困难的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及轨道工程机械技术领域，尤其涉及一种应用于钢轨爬行在线监测的终端装置及系统。

背景技术

在线路运营过程中，由于环境温度变化、钢轨动载荷下的挠曲、列车运行纵向力等因素，常常造成钢轨出现爬行现象。钢轨发生爬行现象容易造成扣件等附属设备损伤，从而增加钢轨侧面磨耗，还会导致涨轨、线路扭曲、轨向变化等不平顺性现象，严重时可能导致断轨事故发生。为了保障铁路运营安全，铁路工务人员需要定期对钢轨爬行量进行测量，并记录当地的气候条件，根据测量数据的分析，对钢轨进行应力放散维护工作。现有的铁路线路钢轨状态监测系统，其传感器主要采用接触式安装、测量，存在线路安全隐患大，维护困难等技术问题。

在现有技术中，主要存在以下技术方案与本申请相关：

现有技术1为北京华铁瑞通技术有限公司于20170815申请，并于20171208公开，公开号为CN107444431A的中国发明申请。该发明公开了一种无缝线路钢轨状态监测系统，该系统包括：现场动态监测设备、数据中心服务平台和应用管理平台，该系统能够实现对钢轨相关技术指标的全面监测，能够实现全天候无人值守监测，能够实现将无线网络转换成有线网络，然后再将有线网络转换成无线网络的转换过程，提高了整个传输过程的效率；由此可以科学的指导无缝养护维修，保证无缝线路钢轨的稳定性。

现有技术2为北京华铁瑞通技术有限公司于20180321申请，并于20180904公开，公开号为CN108482421A的中国发明申请。该发明公开了一种无缝线路钢轨位移爬行检测系统，系统包括现场基础装置、主控操作系统及供电系统，现场基础设备包括图像采集系统和刻度标尺，图像采集系统用于发射照射在刻度标尺上的光标记，并用于实时采集刻度标尺上光标记的位移图像，发送至主控操作系统；主控操作系统用于实时接收图像采集系统发送的位移图像，并根据位移图像与预设的原始图像对比，基于光标记的位置变化来测量位移，并进行保存。本发明实现了钢轨位移的准确测量、存储、统计及管理一体化的智能设计，单人操作即可快速准确的完成多条线路的钢轨位移检测，工作人员无需跨线作业，杜绝了人员安全风险，数据实时存储，且能够快速导出，方便管理。

现有技术3为傅勤毅、彭亚凯、王超于2016年12月发表于《铁道科学与工程学报》第12期第13卷的论文《基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测系统设计》。该论文公开了一种基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测系统，针对传统钢轨位移监测系统效率低、成本高的不足，开发了新型无缝钢轨爬行位移监测系统。系统基于ZigBee无线网络，以ZigBee无线微型控制器CC2530模块为核心，整个无线传感器网络由监测节点、数据汇聚节点和控制终端组成。监测节点分布于钢轨沿线，执行数据采集与无线发送等工作；汇聚节点用于收集和传输数据；控制终端负责处理监测节点采集的数据信息。系统实现了对无缝钢轨温度和爬行位移的数据采集和监测。通过实验验证，系统运行稳定，并且操作简单，使用方便。

现有技术1采用激光照射在刻度标尺上，然后利用摄像设备实时拍摄刻度标尺上激光标记照射的位移图像。其要求激光设备的安装要求较高，刻度尺的尺寸图像太小，导致污损后，对测量的实际精度有影响，且系统不包含温度测量信息，对后续钢轨爬行趋势分析存在困难。且现有技术1和2的测量方式都采用了无线传输方式，但传统的无线通信存在距离短、范围小的技术问题。而全部使用运营商网络，又存在使用成本高、维护困难，隧道、峡谷区域信号弱等技术问题。现有技术3采用基于ZigBee技术的无缝钢轨爬行监测方案，同时还采用接触式安装测量钢轨爬行，现场安装可行性不高，仅采用ZigBee通信，不利于设备的安装和拓展。