一种轨道动态变形监测系统及其监测方法技术方案

本发明专利技术属于轨道监测技术领域，具体涉及一种轨道动态变形监测系统及其监测方法，包括：在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位；通过传感器设备分别检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，以及轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；轨道监测服务器对于轨道监测数据进行计算处理，在轨道变形达到危险级别时，向相关人员发送告警消息，本发明专利技术能够实时直接的监测轨道的变形，而不需要依靠人工。而不需要依靠人工。而不需要依靠人工。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道动态变形监测系统及其监测方法


[0001]本专利技术属于轨道监测
，具体涉及一种轨道动态变形监测系统及其监测方法。

技术介绍

[0002]随着基本建设的快速发展，下穿铁路的工程越来越多，下穿施工区域与铁路呈立体相交，下穿施工时对铁路路基的扰动很大，严重时还会造成轨道变形以及轨道线路沉降，威胁铁路的运营安全，因此监测轨道动态变形的发生，并且及时向人们发出警告消息是十分必要的，现有技术在下穿施工时通常采用两种方式进行轨道动态变形监测，一种方式是采用人工观测的方式定期观测轨道、桥墩以及路基的形变，当发现影响行车安全的问题时，提醒施工人员及时整改，但是该方式的缺点是人员劳动强度大，不能够做到实时监测和及时发现问题，另一种方式是在路基或者桥墩上安装相应的位移传感器，按照预先设好的时间间隔定期进行变形观测，但是该方式的缺点是不能直接监测轨道的变形，并且设备的稳定性和可靠性有待提高，由此，本专利技术提出一种轨道动态变形监测系统及其监测方法来解决上述的技术问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术在双侧轨道的轨腰部位设置传感器设备，以实时采集轨道的变形量，并且在不同的传感器设备中选出中继传感器设备，确保了可靠传输传感器设备的轨道监测数据，同时通过轨道监测服务器对于轨道监测数据进行计算处理，从而判定轨道变形的严重程度，旨在解决现有技术中需要依靠人工监测轨道变形，以及不能直接监测轨道变形的问题。
[0004]为了达到上述的专利技术目的，给出如下所述的一种轨道动态变形监测方法，主要包括以下的步骤：<br/>[0005]在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，所述传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；
[0006]所述垂向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在竖直方向上的变形量，所述横向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且所述垂向量测位移传感器设备，以及所述横向量测位移传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；
[0007]所述轨道监测服务器在接收到所述垂向量测位移传感器设备和所述横向量测位移传感器发来的所述轨道监测数据后，对于所述轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。
[0008]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，包括如下的步骤：
[0009]在全部的所述传感器设备中选定一个所述传感器设备作为中继传感器设备；
[0010]所述轨道监测服务器发送所述数据收集命令，所述数据收集命令包括一个所述传感器设备的通信地址，来获取相应的一个所述传感器设备的所述轨道监测数据；
[0011]所述中继传感器设备接收所述数据收集命令，并且判断所述数据收集命令中的所述通信地址是否和自身的通信地址一致，若一致，所述中继传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器，若不一致，所述中继传感器设备存储与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送给所述轨道监测服务器的所述轨道监测数据，并且所述中继传感器设备记录从接收到所述数据收集命令到接收到所述轨道监测数据的延迟时间；
[0012]所述轨道监测服务器在接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，对于所述轨道监测数据进行计算处理，在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，向所述中继传感器设备发送查询命令；
[0013]所述中继传感器设备接收所述查询命令，同时将之前存储的与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备的所述轨道监测数据和所述延迟时间一起发送给所述轨道监测服务器。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述轨道监测服务器在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，还包括如下的步骤：
[0015]所述轨道监测服务器向所述中继传感器设备发送转发命令，所述转发命令包括一个与所述数据收集命令中相同的所述通信地址；
[0016]所述中继传感器设备继续将所述转发命令发送给与所述转发命令中的所述通信地址相对应的所述传感器设备，并且所述传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器。
[0017]作为本专利技术的一种优选技术方案，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：
[0018]获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；
[0019]将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；
[0020]在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；
[0021]在所述三维坐标系下，基于多个不同的三维坐标点生成第一拟合曲线，并且分别确定所述第一拟合曲线上的最大值处与最小值处，同时分别取得所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，还根据所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值计算如下的tanθ的值，当所述tanθ的值大于预设的阈值时，判
定一个轨道区间的变形达到危险级别：
[0022][0023]其中，(x1,y1,z1)为所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，(x2,y2,z2)为所述最大值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值。
[0024]作为本专利技术的一种优选技术方案，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：
[0025]获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；
[0026]将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；
[0027]在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；
[0028]在所述三维坐标系下，将多个不同的三维坐标点投影到坐标平面XOZ上，基于多个不同的三维坐标点的投影点生成第二拟合曲线，当第二拟合曲线形成封闭图形时，计算封闭图形的面积，当第二拟合曲线不能形成封闭图形时，计算第二拟合曲线与X坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，包括如下的步骤：在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，所述传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；所述垂向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在竖直方向上的变形量，所述横向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且所述垂向量测位移传感器设备，以及所述横向量测位移传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；所述轨道监测服务器在接收到所述垂向量测位移传感器设备和所述横向量测位移传感器发来的所述轨道监测数据后，对于所述轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。2.根据权利要求1所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，所述传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，包括如下的步骤：在全部的所述传感器设备中选定一个所述传感器设备作为中继传感器设备；所述轨道监测服务器发送所述数据收集命令，所述数据收集命令包括一个所述传感器设备的通信地址，来获取相应的一个所述传感器设备的所述轨道监测数据；所述中继传感器设备接收所述数据收集命令，并且判断所述数据收集命令中的所述通信地址是否和自身的通信地址一致，若一致，所述中继传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器，若不一致，所述中继传感器设备存储与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送给所述轨道监测服务器的所述轨道监测数据，并且所述中继传感器设备记录从接收到所述数据收集命令到接收到所述轨道监测数据的延迟时间；所述轨道监测服务器在接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，对于所述轨道监测数据进行计算处理，在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，向所述中继传感器设备发送查询命令；所述中继传感器设备接收所述查询命令，同时将之前存储的与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备的所述轨道监测数据和所述延迟时间一起发送给所述轨道监测服务器。3.根据权利要求2所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，所述轨道监测服务器在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，还包括如下的步骤：所述轨道监测服务器向所述中继传感器设备发送转发命令，所述转发命令包括一个与所述数据收集命令中相同的所述通信地址；所述中继传感器设备继续将所述转发命令发送给与所述转发命令中的所述通信地址相对应的所述传感器设备，并且所述传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器。
4.根据权利要求1所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨占平，刘勇，王建军，宋习，乔灿立，王春燕，石亚洲，高俊岭，毋小卫，林先俊，王伟松，闫国珍，万忠华，张俊振，张国庆，薛云，卢国荣，刘芳，邵大川，
申请(专利权)人：郑州铁路科技发展有限公司河南大川实业有限公司，
类型：发明
国别省市：