一種搭載式軌道檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種搭載式軌道檢測裝置，包括安裝在運(yùn)營列車軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的振動檢測單元、和安裝在運(yùn)營列車車體的數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)分析單元。本實(shí)用新型實(shí)施例的有益結(jié)果在于，利用搭載式軌道檢測裝置所得到的振動結(jié)果進(jìn)行軌道質(zhì)量狀況的檢測，能有效地反映軌道狀態(tài)，并且更加準(zhǔn)確、便捷和高效，對城市軌道交通中常見的軌道病害有更強(qiáng)的針對性，更能適應(yīng)城市軌道交通的運(yùn)營特點(diǎn)，從而確保線路和列車的安全性、舒適性和可靠性，節(jié)約軌道維護(hù)成本，提高城市軌道交通運(yùn)營質(zhì)量。
【專利說明】
一種搭載式軌道檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鐵路車輛振動測量和軌道質(zhì)量檢測領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種搭載式軌道檢測方法和裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著高速鐵路和城市軌道交通的快速發(fā)展，鐵路的安全問題和運(yùn)營質(zhì)量問題越來越顯得重要，其中軌道的日常檢測與維護(hù)尤為重要。
[0003]目前，國內(nèi)和國際上鐵路軌道日常檢測主要采用幾何尺寸狀態(tài)檢測法，幾何尺寸狀態(tài)檢測法通常采用圖像、激光、陀螺、位移計等檢測設(shè)備測量軌道的幾何形態(tài)是否符合標(biāo)準(zhǔn)以達(dá)到檢測軌道狀態(tài)的目的，但上述方法不能檢測輪軌之間的實(shí)際動力作用參數(shù)，不能直接用于評價軌道結(jié)構(gòu)狀況及其對列車運(yùn)行安全和平穩(wěn)性的影響。此外，使用測力輪對的動力學(xué)軌道檢測方法雖能測出輪軌相互作用力，但是測力輪對的制作與安裝過程復(fù)雜，可靠性較差，不能以搭載方式隨車采集數(shù)據(jù)，影響軌道檢測效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明實(shí)施例為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提出了一種搭載式軌道檢測方法和裝置，利用輪軌相互作用引起的車輛軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的振動進(jìn)行軌道狀態(tài)檢測，更加全面、高效地檢測軌道線路問題，從而可以提高鐵路軌道和運(yùn)行列車的安全性和平穩(wěn)性，進(jìn)而提高鐵路的運(yùn)營和服務(wù)水平。
[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種搭載式軌道狀態(tài)檢測方法，包括:
[0006]將搭載式檢測裝置快速安裝在運(yùn)營車輛上；
[0007]檢測并獲取軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體振動檢測數(shù)據(jù)；
[0008]計算所述振動檢測數(shù)據(jù)，獲得不同波段的振動有效數(shù)據(jù)；
[0009]根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道質(zhì)量狀況進(jìn)行分析。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的一個進(jìn)一步的方面，將所述搭載式檢測裝置安裝于運(yùn)營車輛上，隨運(yùn)營車輛正常運(yùn)行時采集數(shù)據(jù)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，將所述搭載式檢測裝置安裝于運(yùn)營車輛上包括將將振動檢測單元安裝于列車的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體上;將數(shù)據(jù)采集單元安裝于列車的車體上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，計算所述振動加速度檢測數(shù)據(jù)，獲得所述振動檢測數(shù)據(jù)，獲得不同波段的振動有效數(shù)據(jù)中還包括，同步存儲用以標(biāo)識該振動檢測數(shù)據(jù)對應(yīng)的軌道位置里程信息。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，所述振動檢測數(shù)據(jù)包括軸箱垂向加速度、軸箱橫向加速度、轉(zhuǎn)向架垂向加速度、轉(zhuǎn)向架橫向加速度、車體垂向加速度和車體橫向加速度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道進(jìn)行分析中包括，將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同的波段提取有效成分，分為不同的類型， 針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出對軌道質(zhì)量的分析結(jié)果。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同的波段提取有效成分，分為不同的類型，針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出對軌道質(zhì)量的分析結(jié)果包括，將頻率高于20Hz的所述垂向振動用于評價鋼軌行車面局部高低類短波不平順缺陷，在一個設(shè)定的范圍內(nèi)取一個最大值，當(dāng)該最大值大于一設(shè)定的門檻值時，則所述分析結(jié)果為評價該軌道的軌縫、焊接頭、軌面凹坑或岔心的鋼軌行車面存在局部高低短波不平順缺陷，提示用戶需要檢修軌道。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同的波段提取有效成分，分為不同的類型，針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出對軌道質(zhì)量的分析結(jié)果包括，將頻率高于20Hz的所述垂向振動進(jìn)行一個定長窗口內(nèi)的移動有效值處理，用于評價鋼軌行車面一個區(qū)段內(nèi)存在的連續(xù)的高低類短波不平順缺陷，當(dāng)所述有效值結(jié)果大于一設(shè)定的門檻值時，則所述分析結(jié)果為評價鋼軌行車面存在連續(xù)的高低類短波不平順缺陷，提示用戶需要檢修軌道。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述方法的另一個進(jìn)一步的方面，將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同的波段提取有效成分，分為不同的類型，針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出對軌道質(zhì)量的分析結(jié)果包括，將頻率在〇.5Hz至20Hz之間的所述橫向振動用于評價輪軌匹配不良引起的周期性異常振動類缺陷，對一個定長移動窗口內(nèi)的橫向振動進(jìn)行有效值計算處理，當(dāng)所述計算結(jié)果大于一設(shè)定的門檻值時，則所述分析結(jié)果為該軌道輪軌匹配不良引起異常橫向振動，提示用戶需要檢修軌道。
[0018]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種搭載式軌道檢測裝置，包括:
[0019]振動檢測單元，安裝在運(yùn)營車輛上，用于對軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的振動進(jìn)行檢測；
[0020]數(shù)據(jù)采集單元，安裝在運(yùn)營車輛上，用于對振動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和存儲；
[0021]數(shù)據(jù)分析單元，由車外計算機(jī)承擔(dān)，根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道質(zhì)量狀況進(jìn)行分析。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述裝置的一個進(jìn)一步方面，還包括地面標(biāo)識單元，與所述數(shù)據(jù)采集單元相連接，用于標(biāo)識具有該振動檢測數(shù)據(jù)的車輪所處的軌道位置。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述裝置的一個進(jìn)一步方面，還包括存儲器，分別與所述分析單元和地面標(biāo)識單元相連接，用于用以標(biāo)識該振動檢測數(shù)據(jù)對應(yīng)軌道位置的里程信息。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述裝置的一個進(jìn)一步方面，所述數(shù)據(jù)采集單元進(jìn)一步包括數(shù)據(jù)存儲卡，用于存儲振動檢測數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至所述的數(shù)據(jù)分析單元。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述裝置的一個進(jìn)一步方面，所述分析單元進(jìn)一步包括，分類模塊、處理模塊和輸出模塊。
[0026]所述分類模塊，用于將所述振動數(shù)據(jù)按照不同類型的波段提取有效成分，分為不同的類型；[〇〇27]所述處理模塊，用于針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；[〇〇28]所述輸出模塊，用于根據(jù)處理模塊的處理結(jié)果輸出針對軌道的分析結(jié)果。
[0029]通過本發(fā)明實(shí)施例，利用對運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體振動的檢測結(jié)果進(jìn)行軌道檢測，有效地反映了軌道的狀態(tài)，并且更加準(zhǔn)確、全面和高效，從而提高鐵路軌道和運(yùn)行列車的安全性和平穩(wěn)性，進(jìn)而提高鐵路的運(yùn)營和服務(wù)水平?！靖綀D說明】
[0030]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。[0031 ]圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例一種搭載式軌道檢測方法流程圖；
[0032]圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例一種搭載式軌道檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)據(jù)分析單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例利用高頻垂向振動對軌縫等狀態(tài)的分析流程圖；
[0035]圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例利用高頻垂向振動對軌面短波不平順的分析流程圖；【具體實(shí)施方式】[〇〇36]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普遍技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0037]本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中測量振動的檢測方法能夠檢測列車軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的垂向振動和橫向振動，用于分析車輛在行駛過程中的平穩(wěn)性；當(dāng)車輛行駛于軌道上時，由于輪軌相互作用，軌道對輪對的沖擊力會產(chǎn)生振動，而振動會由輪對傳遞至軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體，因此這些由軌道產(chǎn)生的不同的振動反映了軌道的狀況。例如軌道的短波不平順會對軸箱和構(gòu)架產(chǎn)生高頻振動等等。以下本發(fā)明的發(fā)明人利用對運(yùn)營車輛的振動的測量形成了對軌道病害以及對軌道安全和平穩(wěn)性的檢測方案。
[0038]如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例一種搭載式軌道檢測方法的流程圖。
[0039]步驟101，將搭載式軌道檢測設(shè)備安裝于運(yùn)營車輛上，包括將加速度傳感器安裝在運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體上，以及將振動數(shù)據(jù)采集單元和存儲單元置于運(yùn)營車輛上。
[0040]步驟102,通過安裝在運(yùn)營車輛上的振動測量單元獲取軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體振動的檢測數(shù)據(jù)。
[0041]步驟103,計算所述振動檢測數(shù)據(jù)，獲得不同波段的振動有效數(shù)據(jù)。
[0042]步驟104,根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道質(zhì)量狀況進(jìn)行分析。
[0043]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步的方面，在所述步驟103中還包括，同步存儲器用以標(biāo)識該振動檢測數(shù)據(jù)對應(yīng)的軌道位置里程信息。通過該里程信息可以在對軌道進(jìn)行分析后，找到出現(xiàn)問題軌道的具體位置。
[0044]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步與方面，在所述步驟103中，所述振動檢測數(shù)據(jù)包括軸箱垂向振動、軸箱橫向振動、轉(zhuǎn)向架垂向振動、轉(zhuǎn)向架橫向振動、車體垂向振動、車體橫向振動。
[0045]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步與方面，在所述步驟104中，針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，輸出軌道的分析結(jié)果。
[0046]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步與方面，將頻率高于40Hz的所述垂向振動用于評價沖擊類缺陷，在一個設(shè)定的范圍內(nèi)取一個最大值，根據(jù)該最大值分析軌縫、焊接頭、軌面凹坑或岔心的缺陷，例如每米范圍內(nèi)取一個最大值，當(dāng)該最大值大于一設(shè)定的門限值時，貝1J 所述分析結(jié)果為該軌道的軌縫或者焊接頭等狀態(tài)需要檢修。[〇〇47]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步方面，將頻率高于40Hz的所述垂向振動進(jìn)行一個定長窗口內(nèi)的移動平均積分處理，用于評價顫振類缺陷，根據(jù)處理結(jié)果分析軌面的短波不平順狀態(tài)，例如對兩米范圍內(nèi)的垂向振動進(jìn)行積分處理，當(dāng)所述積分處理結(jié)果大于一設(shè)定的門限值，則分析結(jié)果為該軌面存在短波不平順缺陷。[〇〇48]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一個進(jìn)一步的方面，將頻率在0.5Hz至10Hz之間的所述橫向振動在一個定長窗口范圍內(nèi)的橫向力進(jìn)行均方根計算處理，用于評價軸擺類缺陷。例如， 對在30米窗口范圍內(nèi)的頻率在0.5Hz至10Hz之間的橫向振動計算均方根，當(dāng)所述計算結(jié)果大于一設(shè)定的門限值，則分析結(jié)果為該橫向振動出現(xiàn)異常波動，該軌道存在容易引起晃車的橫向振動作用的缺陷。
[0049]通過上述實(shí)施例，通過對列車振動檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到軌道質(zhì)量狀態(tài)的評價， 避免了現(xiàn)有技術(shù)中只有幾何檢測方式而沒有動力學(xué)作用參數(shù)檢測方式的缺陷，同時提高了動力學(xué)軌道檢測的高效性和穩(wěn)定性，通過里程標(biāo)識可以在分析后準(zhǔn)確地定位到相應(yīng)的軌道位置，使得軌道檢修和缺陷整治更加方便，進(jìn)一步提高了軌道交通的安全性和舒適性。
[0050]如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例一種搭載式軌道檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。[0〇51 ] 包括振動檢測單元201，振動計算單元202,振動分析單元203。[〇〇52]其中振動采集單元201，安裝在運(yùn)營車輛上，用于對軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體進(jìn)行檢測。 [〇〇53]振動計算單元202,安裝在運(yùn)營車輛上，與所述振動檢測單元201相連接，用于對所述振動檢測單元201輸出的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，獲得不同波段的振動有效數(shù)據(jù)。[0〇54]振動分析單元203,與所述振動計算單元202通過存儲卡206相連接，用于根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道線路質(zhì)量進(jìn)行分析。
[0055]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步方面，還包括地面標(biāo)識單元204,安裝于運(yùn)營車輛上，與所述振動計算單元202相連接，用于標(biāo)識具有該振動檢測數(shù)據(jù)的軌道位置。通過該里程信息可以在分析軌道狀態(tài)后找到對應(yīng)軌道病害的精確位置。[〇〇56]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步的方面，還包括存儲器205，安裝在運(yùn)營車輛上， 與所述地面標(biāo)識單元204相連接，并通過所述存儲卡206與所述振動分析單元203相連接，用于存儲標(biāo)識該振動檢測數(shù)據(jù)對應(yīng)軌道位置的里程信息。所述振動分析單元203還可以對逐段里程的軌道質(zhì)量作出分析判斷，在輸出分析結(jié)果的同時輸出里程信息，以確定對應(yīng)區(qū)段的軌道病害類型。
[0057]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步方面，所述計算單元202計算獲取的振動檢測數(shù)據(jù)包括軸箱垂向加速度、軸箱橫向加速度、構(gòu)架垂向加速度、構(gòu)架橫向加速度、車體垂向加速度和車體橫向加速度。[0〇58]作為本發(fā)明實(shí)施例的一個進(jìn)一步方面，所述振動分析單元203如圖3所示，進(jìn)一步包括分類模塊2031、處理模塊2032和輸出模塊2033。
[0059]其中，分類模塊2031，用于將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同的波段提取有效成分，分為不同的類型。
[0060] 處理模塊2032,用于針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。[〇〇61]輸出模塊2033,用于根據(jù)所述處理模塊2032的處理結(jié)果輸出針對軌道的分析結(jié)果。
[0062]所述分析單元203進(jìn)行如上述方法中所述的分析，再次不再贅述。
[0063]圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例利用垂向振動對軌縫狀態(tài)的分析流程圖。[〇〇64]步驟401，從加速度傳感器獲得運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的振動檢測數(shù)據(jù)。
[0065]步驟402,根據(jù)振動檢測數(shù)據(jù)計算出軸箱、構(gòu)架和車體的垂向加速度。[〇〇66]步驟403，按照垂向振動的頻率分類，獲取頻率超過20Hz的垂向加速度。[〇〇67]步驟404,在每米范圍內(nèi)獲取一個最大值。[〇〇68]步驟405，如果所述最大值超過一個設(shè)定的門限值，則說明該處軌道的軌縫、焊接頭狀態(tài)出現(xiàn)異常。[〇〇69]步驟406,輸出上述分析結(jié)果。
[0070]圖5所示本發(fā)明實(shí)施例利用垂向振動對軌道短波不平順的分析流程圖。[0071 ]步驟501，從運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體獲取振動檢測數(shù)據(jù)。[〇〇72]步驟502，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)計算出垂向加速度。[〇〇73]步驟503，根據(jù)垂向振動的頻率分類，獲取頻率大于20Hz的垂向加速度。[〇〇74]步驟504,如果頻率在某一區(qū)段出現(xiàn)幅值較大的高頻振動，則說明該區(qū)段鋼軌存在波浪磨耗等短波不平順。
[0075]作為本發(fā)明實(shí)施例的有益結(jié)果在于，利用對運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體的振動檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行軌道質(zhì)量狀況的檢測，簡單有效地反映了軌道狀態(tài)，并且能夠隨車采集，不影響車輛的正常運(yùn)營，從而達(dá)到快速、高效地檢測軌道日常病害。
[0076]以上所述的具體實(shí)施例方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.搭載式軌道檢測裝置，其特征在于安裝在運(yùn)營車輛上，隨運(yùn)營車輛正常運(yùn)行時采集 數(shù)據(jù)。2.—種搭載式軌道檢測裝置，其特征包括:振動檢測單元，安裝在運(yùn)營車輛的軸箱、轉(zhuǎn)向架和車體上，用于對列車的軸箱、轉(zhuǎn)向架 和車體的振動進(jìn)行檢測；數(shù)據(jù)采集單元，與所述振動檢測單元相連接，采集和記錄所述振動有效數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)分析單元，用于根據(jù)所述振動有效數(shù)據(jù)對軌道質(zhì)量狀況進(jìn)行分析。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述裝置，其特征在于，還包括地面標(biāo)識單元，與所屬數(shù)據(jù)采集單元 相連接，用于標(biāo)識具有該振動檢測數(shù)據(jù)的車輪處所處的軌道位置；還包括存儲器，分別與所述數(shù)據(jù)采集單元和地面標(biāo)識單元相連接，用于存儲用以標(biāo)識 該振動檢測數(shù)據(jù)對應(yīng)的軌道位置里程信息。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元，還包括數(shù)據(jù)存儲卡，用 于存儲振動檢測數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至所述的數(shù)據(jù)分析單元。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析單元進(jìn)一步包括，分類模塊、 處理模塊和輸出模塊，所述分類模塊，用于將所述振動檢測數(shù)據(jù)按照不同類型的波段提取有效成分，分為不 同的類型；所述處理模塊，用于針對不同類型的振動有效數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；所述輸出模塊，用于根據(jù)處理模塊的處理結(jié)果輸出針對軌道的分析結(jié)果。
【文檔編號】B61K9/08GK205601866SQ201520965772
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年11月30日
【發(fā)明人】劉詩萌
【申請人】北京維爾瑞軌道交通科技有限公司