專利名稱：一種用于軌道交通車軸檢測(cè)的系統(tǒng)的制作方法
一種用于軌道交通車軸檢測(cè)的系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軌道交通監(jiān)測(cè)領(lǐng)域和傳感器及電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于軌道聲音和振動(dòng)識(shí)別的低成本、可擴(kuò)展、可密集布局監(jiān)測(cè)點(diǎn)，覆蓋任意大區(qū)域的軌道交通中列車車軸檢測(cè)的方法，作為軌道交通智能化、高效化管理的依據(jù)。
背景技術(shù)：
鐵路運(yùn)輸和高速鐵路客運(yùn)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈，而城市軌道交通(簡(jiǎn)稱城軌)對(duì)于緩解城市交通擁堵、改善城市大氣環(huán)境具有十分重要的意義。鐵路運(yùn)輸和城軌的信號(hào)系統(tǒng)是運(yùn)輸安全生產(chǎn)的重要設(shè)備，要求實(shí)時(shí)地檢測(cè)相應(yīng)的線路或區(qū)段是否有列車占用或出清。目前鐵路和城軌信號(hào)系統(tǒng)采用軌道電路、電磁計(jì)軸和光纖傳感器計(jì)軸。軌道電路有其特定的優(yōu)點(diǎn)，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉等。但是也有一些自身無法克服的缺點(diǎn)，如軌道電路分路不良，俗稱“壓不死”和兩軌道相互短路，輸出占用紅燈信號(hào)，出現(xiàn) “紅光帶”。電磁計(jì)軸技術(shù)是以電磁感應(yīng)傳感器和計(jì)算機(jī)為核心，輔以外部設(shè)備，通過統(tǒng)計(jì)通過的列車軸數(shù)，檢測(cè)線路是否有車。但是，目前也存在以下問題1)由于采用電磁感應(yīng)原理，易受電磁干擾，如雷電，甚至維修工的鐵鍬都會(huì)產(chǎn)生干擾；2)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；3)我國(guó)的電磁感應(yīng)計(jì)軸系統(tǒng)的故障率高，可靠型差。核心技術(shù)被國(guó)外公司壟斷，主要電路板需送國(guó)外維修，周期長(zhǎng)，費(fèi)用高。光纖光柵傳感技術(shù)具有精確度高、穩(wěn)定性好、防潮和防電磁干擾等特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于工程監(jiān)測(cè)中。但是，目前存在以下問題1)成本高，核心的光學(xué)儀器設(shè)備和探測(cè)軌道應(yīng)變信號(hào)的傳感器價(jià)格昂貴，不利于軌道交通大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)監(jiān)控布局。2)光纖抗震動(dòng)能力弱，不足以在軌道沿線長(zhǎng)距離傳輸，同時(shí)光學(xué)設(shè)備對(duì)振動(dòng)敏感， 不適合在軌道沿線就近安裝。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的就是解決現(xiàn)有軌道計(jì)軸技術(shù)中難以實(shí)現(xiàn)的密集監(jiān)測(cè)、穩(wěn)定檢測(cè)、大區(qū)域監(jiān)測(cè)問題，提供一種軌道交通車軸檢測(cè)方法，具有低成本、高可靠性、可以在軌道沿線密集布局檢測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況，從而作為軌道交通智能化、高效化管理的依據(jù)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種大區(qū)域密集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道占有和空閑情況的車軸信息傳感單元、車軸信息處理單元和監(jiān)測(cè)中心的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)。車軸信息傳感單元通過聲音、振動(dòng)獲得軌道上通過車軸的個(gè)數(shù)和軌道占用情況，相比當(dāng)前使用的其他監(jiān)測(cè)技術(shù)具有極低的成本，可以在軌道長(zhǎng)度上間隔較小的區(qū)域內(nèi)密集安裝布局車軸信息傳感單元，從而精確獲得軌道的占有和空閑情況。車軸信息處理單元可與一個(gè)或多個(gè)車軸信息傳感單元相連，處理一個(gè)區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況。監(jiān)測(cè)中心可與一個(gè)或多個(gè)車軸信息處理單元相連，處理一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況。多個(gè)監(jiān)測(cè)中心之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而獲得整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的軌道占用和空閑情況。本發(fā)明所述的車軸信息傳感單元與車軸信息處理單元之間、車軸信息處理單元和監(jiān)控中心之間以及多個(gè)監(jiān)控中心之間可通過無線或有線相連接和通信。本發(fā)明的有益效果是利用聲音、振動(dòng)，低成本實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道的占用和空閑情況，能夠密集布局，并覆蓋任意大軌道交通區(qū)域，從而掌握整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)使用情況的實(shí)時(shí)變化。解決長(zhǎng)期以來沒有實(shí)現(xiàn)的低成本、高密度、全覆蓋的鐵路占用和空閑狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的建立問題，為軌道交通智能化、高效化管理提供依據(jù)。具體實(shí)施方式
和
本申請(qǐng)的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)行說明。為表述方便，我們將車軸信息檢測(cè)單元稱為AS，將車軸信息處理單元稱為APJf 監(jiān)測(cè)中心稱為Sc。通過一系列AS、AP和SC的互聯(lián)就可以實(shí)現(xiàn)任意大區(qū)域的軌道占用和空閑監(jiān)測(cè)，該種結(jié)構(gòu)包括至少一個(gè)AS和至少一個(gè)AP。AP與AS中的至少一個(gè)互聯(lián)，如圖1。SC 與AP中的至少一個(gè)互聯(lián)，如圖2。SC與SC的互聯(lián)，如圖3。AP和AS，AP和SC，SC和SC的互聯(lián)均可以采用無線或有線方式。圖4到圖6是本發(fā)明一種實(shí)施例的特定應(yīng)用分析，在軌道沿線每IOOm安裝一個(gè)車軸信息傳感單元AS，每IKm安裝一個(gè)車軸信息處理單元AP，采用有線方式和10個(gè)AS互連，如圖4 ；每IOOKm安裝一個(gè)監(jiān)控中心SC，采用GPRS或3G通信模塊和100個(gè)AP互連，如圖5。對(duì)于全程2000Km的軌道交通線，20個(gè)監(jiān)控中心通過光纖互連，相互通信即可獲知整個(gè)2000Km軌道交通線的占用和空閑情況。圖6是一種AS的實(shí)施例，AS中包括一個(gè)聲音和振動(dòng)傳感器SS、一個(gè)信號(hào)采集預(yù)處理模塊、通信接口和電源模塊。AS聲音和振動(dòng)傳感器SS能夠獲得軌道聲音和振動(dòng)變化， 從而判斷軌道上經(jīng)過的列車車軸個(gè)數(shù)及軌道占用空閑情況；信號(hào)預(yù)處理模塊對(duì)傳感單元的信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化等預(yù)處理，通信模塊調(diào)制原始數(shù)據(jù)并向AP傳輸，電源管理模塊提供電源管理。AS發(fā)送的數(shù)據(jù)至少包括AS的標(biāo)識(shí)(每個(gè)AS具有唯一標(biāo)識(shí))；地理位置信息(坐標(biāo))；監(jiān)測(cè)時(shí)間精度(可以精確到毫秒)；所監(jiān)測(cè)軌道處實(shí)時(shí)振動(dòng)和聲音信號(hào)；監(jiān)測(cè)時(shí)間精度、監(jiān)測(cè)或發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔等，均可以設(shè)置。以上內(nèi)容是結(jié)合一種實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離
4本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大區(qū)域密集實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)軌道占有和空閑情況的車軸信息傳感單元、車軸信息處理單元和監(jiān)測(cè)中心的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少一個(gè)車軸信息傳感單元、至少一個(gè)車軸信息處理單元和至少一個(gè)監(jiān)測(cè)中心，所述每個(gè)車軸信息傳感單元包含至少一個(gè)能夠感知軌道聲音、振動(dòng)的傳感器，通過車軸信息處理單元，與至少一個(gè)監(jiān)測(cè)中心聯(lián)結(jié)。
2.車軸信息傳感單元相比當(dāng)前使用的其他監(jiān)測(cè)技術(shù)具有極低的成本，可以在軌道長(zhǎng)度上間隔較小的區(qū)域內(nèi)密集安裝，比如100m，50m，IOm布局一個(gè)車軸信息傳感單元，從而精確獲得軌道的占有和空閑情況。
3.一個(gè)車軸信息處理單元可與一個(gè)或多個(gè)車軸信息傳感單元相連，處理一個(gè)區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況，比如lKm，5Km。監(jiān)測(cè)中心可與一個(gè)或多個(gè)車軸信息處理單元相連，處理一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況，比如100Km，500Km。多個(gè)監(jiān)測(cè)中心之間可進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而獲得整個(gè)軌道交通網(wǎng)絡(luò)的軌道占用和空閑情況。
4.如權(quán)利要求1所述的特定軌道交通車軸檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述車軸信息傳感單元包含至少一個(gè)能夠感知軌道聲音、振動(dòng)的傳感器。車軸信息傳感單元獲取軌道振動(dòng)信息之后，通過有線或無線的方式發(fā)送到車軸信息處理單元。車軸信息處理單元對(duì)車軸信息傳感單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理之后，通過有線或無線方式發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。監(jiān)測(cè)中心通過大區(qū)域密集布局的車軸信息傳感單元，實(shí)現(xiàn)大區(qū)域的密集監(jiān)測(cè)，作為軌道交通智能化、高效化管理的依據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)中心結(jié)構(gòu)，其特征在于通過連接該監(jiān)測(cè)中心的多個(gè)車軸信息處理單元提供的反映所覆蓋軌道的聲音、振動(dòng)情況，綜合分析，排除干擾，獲得軌道的占用和空閑情況。多個(gè)監(jiān)測(cè)中心互連，能夠覆蓋更大的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于軌道交通車軸檢測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)由可以密集安裝在軌道的車軸信息傳感單元、若干個(gè)車軸信息處理單元以及監(jiān)測(cè)中心組成。車軸信息傳感單元包括采用一個(gè)或多個(gè)能夠感知軌道聲音、振動(dòng)的傳感器。車軸信息處理單元對(duì)接收的車軸信息傳感單元的感知信號(hào)或數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理之后，發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。監(jiān)測(cè)中心負(fù)責(zé)接收一個(gè)較大區(qū)域內(nèi)的軌道沿線多個(gè)車軸信息處理單元發(fā)來的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析處理，監(jiān)測(cè)中心之間同樣可以交換數(shù)據(jù)，以獲得更大區(qū)域內(nèi)軌道的占有和空閑情況，從而對(duì)軌道交通智能化、高效化管理。本發(fā)明具有成本低、安裝易和組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)任意大區(qū)域內(nèi)的軌道占有或空閑情況的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而為列車調(diào)度提供依據(jù)。
文檔編號(hào)B61K9/08GK102161343SQ20101060781
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者馮曉星, 王新安, 王金泊, 葛彬杰 申請(qǐng)人:深圳思量微系統(tǒng)有限公司