專利名稱：一種用于軌道交通車軸檢測的系統(tǒng)的制作方法
一種用于軌道交通車軸檢測的系統(tǒng)
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及軌道交通監(jiān)測領域和傳感器及電路設計領域，具體涉及一種基于軌道聲音和振動識別的低成本、可擴展、可密集布局監(jiān)測點，覆蓋任意大區(qū)域的軌道交通中列車車軸檢測的方法，作為軌道交通智能化、高效化管理的依據(jù)。
背景技術(shù)：
鐵路運輸和高速鐵路客運是國民經(jīng)濟的命脈，而城市軌道交通(簡稱城軌)對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。鐵路運輸和城軌的信號系統(tǒng)是運輸安全生產(chǎn)的重要設備，要求實時地檢測相應的線路或區(qū)段是否有列車占用或出清。目前鐵路和城軌信號系統(tǒng)采用軌道電路、電磁計軸和光纖傳感器計軸。軌道電路有其特定的優(yōu)點，如結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉等。但是也有一些自身無法克服的缺點，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，出現(xiàn) “紅光帶”。電磁計軸技術(shù)是以電磁感應傳感器和計算機為核心，輔以外部設備，通過統(tǒng)計通過的列車軸數(shù)，檢測線路是否有車。但是，目前也存在以下問題1)由于采用電磁感應原理，易受電磁干擾，如雷電，甚至維修工的鐵鍬都會產(chǎn)生干擾；2)設備結(jié)構(gòu)復雜，成本高；3)我國的電磁感應計軸系統(tǒng)的故障率高，可靠型差。核心技術(shù)被國外公司壟斷，主要電路板需送國外維修，周期長，費用高。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，因此被廣泛的應用于工程監(jiān)測中。但是，目前存在以下問題1)成本高，核心的光學儀器設備和探測軌道應變信號的傳感器價格昂貴，不利于軌道交通大區(qū)域網(wǎng)絡檢測監(jiān)控布局。2)光纖抗震動能力弱，不足以在軌道沿線長距離傳輸，同時光學設備對振動敏感， 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)有軌道計軸技術(shù)中難以實現(xiàn)的密集監(jiān)測、穩(wěn)定檢測、大區(qū)域監(jiān)測問題，提供一種軌道交通車軸檢測方法，具有低成本、高可靠性、可以在軌道沿線密集布局檢測點，實時監(jiān)測大區(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)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種大區(qū)域密集實時監(jiān)測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、振動獲得軌道上通過車軸的個數(shù)和軌道占用情況，相比當前使用的其他監(jiān)測技術(shù)具有極低的成本，可以在軌道長度上間隔較小的區(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或多個車軸信息傳感單元相連，處理一個區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況。監(jiān)測中心可與一個或多個車軸信息處理單元相連，處理一個較大的區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況。多個監(jiān)測中心之間可進行數(shù)據(jù)交換，從而獲得整個軌道交通網(wǎng)絡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，低成本實時監(jiān)測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，從而掌握整個軌道交通網(wǎng)絡使用情況的實時變化。解決長期以來沒有實現(xiàn)的低成本、高密度、全覆蓋的鐵路占用和空閑狀態(tài)實時監(jiān)測網(wǎng)絡的建立問題，為軌道交通智能化、高效化管理提供依據(jù)。具體實施方式
和


本申請的特征及優(yōu)點將通過實施例，結(jié)合附圖進行說明。為表述方便，我們將車軸信息檢測單元稱為AS，將車軸信息處理單元稱為APJf 監(jiān)測中心稱為Sc。通過一系列AS、AP和SC的互聯(lián)就可以實現(xiàn)任意大區(qū)域的軌道占用和空閑監(jiān)測，該種結(jié)構(gòu)包括至少一個AS和至少一個AP。AP與AS中的至少一個互聯(lián)，如圖1。SC 與AP中的至少一個互聯(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)明一種實施例的特定應用分析，在軌道沿線每IOOm安裝一個車軸信息傳感單元AS，每IKm安裝一個車軸信息處理單元AP，采用有線方式和10個AS互連，如圖4 ；每IOOKm安裝一個監(jiān)控中心SC，采用GPRS或3G通信模塊和100個AP互連，如圖5。對于全程2000Km的軌道交通線，20個監(jiān)控中心通過光纖互連，相互通信即可獲知整個2000Km軌道交通線的占用和空閑情況。圖6是一種AS的實施例，AS中包括一個聲音和振動傳感器SS、一個信號采集預處理模塊、通信接口和電源模塊。AS聲音和振動傳感器SS能夠獲得軌道聲音和振動變化， 從而判斷軌道上經(jīng)過的列車車軸個數(shù)及軌道占用空閑情況；信號預處理模塊對傳感單元的信號進行數(shù)字化等預處理，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的標識(每個AS具有唯一標識)；地理位置信息(坐標)；監(jiān)測時間精度(可以精確到毫秒)；所監(jiān)測軌道處實時振動和聲音信號；監(jiān)測時間精度、監(jiān)測或發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隔等，均可以設置。以上內(nèi)容是結(jié)合一種實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離
4本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種大區(qū)域密集實時監(jiān)測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)測中心的系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)，其特征在于包括至少一個車軸信息傳感單元、至少一個車軸信息處理單元和至少一個監(jiān)測中心，所述每個車軸信息傳感單元包含至少一個能夠感知軌道聲音、振動的傳感器，通過車軸信息處理單元，與至少一個監(jiān)測中心聯(lián)結(jié)。
2.車軸信息傳感單元相比當前使用的其他監(jiān)測技術(shù)具有極低的成本，可以在軌道長度上間隔較小的區(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。
3.一個車軸信息處理單元可與一個或多個車軸信息傳感單元相連，處理一個區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況，比如lKm，5Km。監(jiān)測中心可與一個或多個車軸信息處理單元相連，處理一個較大的區(qū)域內(nèi)的軌道占用和空閑情況，比如100Km，500Km。多個監(jiān)測中心之間可進行數(shù)據(jù)交換，從而獲得整個軌道交通網(wǎng)絡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系統(tǒng)，其特征在于所述車軸信息傳感單元包含至少一個能夠感知軌道聲音、振動的傳感器。車軸信息傳感單元獲取軌道振動信息之后，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車軸信息傳感單元的數(shù)據(jù)進行預處理之后，通過有線或無線方式發(fā)送到監(jiān)測中心。監(jiān)測中心通過大區(qū)域密集布局的車軸信息傳感單元，實現(xiàn)大區(qū)域的密集監(jiān)測，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)測中心結(jié)構(gòu)，其特征在于通過連接該監(jiān)測中心的多個車軸信息處理單元提供的反映所覆蓋軌道的聲音、振動情況，綜合分析，排除干擾，獲得軌道的占用和空閑情況。多個監(jiān)測中心互連，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、若干個車軸信息處理單元以及監(jiān)測中心組成。車軸信息傳感單元包括采用一個或多個能夠感知軌道聲音、振動的傳感器。車軸信息處理單元對接收的車軸信息傳感單元的感知信號或數(shù)據(jù)進行預處理之后，發(fā)送到監(jiān)測中心。監(jiān)測中心負責接收一個較大區(qū)域內(nèi)的軌道沿線多個車軸信息處理單元發(fā)來的數(shù)據(jù)，并進行分析處理，監(jiān)測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，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時監(jiān)測，從而為列車調(diào)度提供依據(jù)。
文檔編號B61K9/08GK102161343SQ20101060781
公開日2011年8月24日 申請日期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 申請人:深圳思量微系統(tǒng)有限公司