[发明专利]铁路轨道实时监测系统及其数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路轨道安全监测系统，尤其是一种基于振动音频信号的铁路轨道实时监测系统及其数据处理方法。

背景技术

铁路运输作为现代社会不可或缺的交通运输方式，在我国承担了50%左右的交通运输能力，截止到2006年底中国铁路总里程为76600公里，根据最新铁路规划，中国将在2020年使铁路的总里程达到12万公里以上，并且实现95%以上的复线。铁路运输发展正朝复线化和高速化发展。

铁路的发展将会给国家带来巨大的经济收益，给人民带来极大的便利，并可以带动相关产业的飞速发展。但是，铁路的高速发展也带来很多问题，尤其是运输安全问题最为突出。近两年发生在铁路上的重大交通事故频现，为了尽可能降低事故发生率，保障铁路运输安全，一方面需要提高铁路部门的安全意识，另一方面需要保证铁路工程的建设质量，还有一方面就是要加强铁路轨道的安全监测，能在危险出现时尽早把信息传送到列车、铁路监控中心和铁路调度中心，给处理危险争取到宝贵的时间，防患于未然。

目前国际国内铁路状况安全检测与控制主要有四种方式：

1. 视频监测。此方法受气候条件制约太大，比如大雾天气等；

2. 超声波检测。此方法受地理因素如转弯隧道等因素制约太大；

3. 电信号（指挥灯）指挥。此方法受气候条件（雷击等）和电源系统制约；

4. 人工巡道的安全性检查。此方法灵活性好，但结果因人而异，管理难度很大，人力资源浪费，投入成本较高。而且受地域条件的约束，此外巡逻工人不可能24小时巡检，不可能做到全天候和全路段同时巡检。

上述四种方式不可避免的存在自身的盲区和盲点，存在重大的安全隐患。因此，研发铁轨系统的自动在线式检测报警系统是铁路产业安全发展的必然。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种铁路轨道实时监测系统，以铁路轨道的振动音频信号作为故障分析的基础，消除了铁路轨道的监测盲区，实现了故障分析基础数据的完整采集。

本发明的另一目的是提供一种铁路轨道实时监测系统的数据处理方法，只需非常少的人工辅助监测，即可完成复杂庞大的铁轨监测，准确地预测列车前方故障，大大提高了监测系统的智能化、网络化且大幅度降低了铁路巡道工的工作强度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铁路轨道实时监测系统，其特征在于：包括压电式传感器、采集盒以及无线传感器，其中所述压电式传感器设置在铁路轨道上且连接所述采集盒，所述采集盒连接所述无线传感器，且所述无线传感器设置在高压动力线上；

所述压电式传感器用于采集铁路轨道上的振动音频信号；

所述采集盒用于对所述振动音频信号进行调制处理，并且将调制后的振动音频信号发送给所述无线传感器；

所述无线传感器用于以无线或者有线传输方式传输该经处理后的振动音频信号。

该有线传输方式的传输媒介包括高压动力线、动力线的支撑线、架设专用额外通信线路、架设光纤通信线、利用信号灯现有通信线路中至少一种，并且该无线传输方式包括WIFI、蓝牙、zigbee、射频和GPS卫星、卫星通信中至少一种，其中当以高压动力线为传输媒介传输该振动音频信号时，由高压动力线以电力线载波的形式传输该经处理后的振动音频信号。

该铁路轨道实时监测系统还包括安装在铁路轨道上的振动器，其中所述采集盒用于向所述振动器发送加密信号，所述振动器带动铁路轨道产生振动。

该铁路轨道实时监测系统还包括列车控制室、车站控制室和线路监控室中至少一个，其中所述无线传感器以无线或者有线传输方式将经处理后的振动音频信号传输给所述列车控制室、车站控制室和线路监控室中至少一个。

所述列车控制室采用无线传输方式接收振动音频信号时采集列车前方5~10个无线传感器的振动音频信号。

所述压电式传感器（1）安装在铁路轨道（2）上导轨槽（4）的中间位置。

所述无线传感器由供电单元、处理单元、无线通信单元、磁环和磁环卡组成，其中所述供电单元用于提供电源；

所述磁环用于从所述采集盒接收经处理的振动音频信号并通过排线发送给处理单元；

所述处理单元用于对该振动音频信号进行处理；

所述处理单元还分别连接无线通信单元、有线传输线路，用于分别以无线或者有线方式传输该振动音频信号。