[发明专利]一种铁路多年冻土区路基形变检测与预测系统

说明书

本发明公开了一种铁路冻土区路基形变检测与预测系统，包括第一温度传感器、水分传感器、压力传感器、信号处理箱，分别采用多个第一温度传感器、水分传感器、压力传感器安装在轨道下方，信号处理箱安装在路肩上，第一温度传感器、水分传感器、压力传感器与信号处理箱连接，分别检测路基的地温、土壤含水量、冻土形变量，并将检测到的信息传输给信号处理箱进行处理，并将处理后的信息通过无线端发送至铁路有关管理部门，当铁路多年冻土区路基某一路段的冻土变化量超出预设值时，通知相关工作人员前往现场确认，并对变形的路基段的轨道进行校正。

技术领域

本发明涉及路基形变检测领域，尤其涉及一种铁路冻土区路基形变检测与预测系统。

背景技术

随着高速铁路的发展，对列车安全性能的要求越来越高。对于高原地区的铁路线路来说，多年冻土变化是导致路基形变最重要的原因之一，路基的变形状况直接影响着铁路路基的安全性。自青藏铁路通车以来，部分多年冻土路段出现了沉降量形变偏大的情形，对青藏铁路路基稳定性造成了不利的影响。而随着川藏铁路的修建，也将面临着高原地区多年冻土带来的威胁。

现有技术中，对多年冻土路基形变量大的路段采取了埋设热管与铺设块石护坡等补强措施取得了一定的效果。但是对于多年冻土路基形变的勘测主要还是以人工测量为主。即工作人员携带测量设备依次对整条线路的路基进行测量，这样不能够有目的的对某一段即将形变的路基进行检测，而且增加了工作人员的劳动强度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种铁路冻土区路基形变检测与预测系统，对铁路多年冻土区路基下方的地温、水分、土壤形变量进行检测，计算出冻土随之间的变化量，并通过ARIMA时间序列预测模型对铁路冻土区路基下方的冻土量进行预测，能够让工作人员提前得知该区间路基即将发生变化，提醒工作人员前往查看，有针对性的对变形的路基轨道进行校正。

为了实现上述目的，本发明提供的一种铁路冻土区路基形变检测与预测系统是这样实现的：

一种铁路冻土区路基形变检测与预测系统，包括第一温度传感器、水分传感器、压力传感器、信号处理箱，分别采用多个第一温度传感器、水分传感器、压力传感器安装在轨道下方，信号处理箱安装在路肩上，第一温度传感器、水分传感器、压力传感器与信号处理箱连接，分别检测路基的地温、土壤含水量、冻土形变量，并将检测到的信息传输给信号处理箱进行处理，并将处理后的信息通过无线端发送至铁路有关管理部门，当铁路多年冻土区路基某一路段的冻土变化量超出预设值时，通知相关工作人员前往现场确认，并对变形的路基段的轨道进行校正。

本发明的信号处理箱包括防水铝盒、太阳能电池板、控制电路板、模拟量数据采集器、GPRS模块、北斗定位模块、蓄电池、太阳能控制器，太阳能电池板安装在防水铝盒上表面，用于将太阳能转换为电能为控制电路板、模拟量数据采集器、GPRS模块、北斗定位模块供电，太阳能控制器连接在太阳能电池板与蓄电池之间，白天时，由太阳能控制器将太阳能电池板转换的电能分配给控制电路板、模拟量数据采集器、GPRS模块、北斗定位模块供电，并为蓄电池充电，夜间时，太阳能控制器便控制蓄电池为控制电路板、模拟量数据采集器、GPRS模块、北斗定位模块供电，控制电路板通过RS485线与模拟量数据采集器连接在一起，模拟量数据采集器对第一温度传感器、水分传感器、压力传感器采集到的模拟量转换为对应的数字信息后，通过RS485通信方式传输给控制电路板，北斗定位模块用于定位信号处理箱所在的位置，由控制电路板控制GPRS模块将信号处理箱所在的位置信息和该处第一温度传感器、水分传感器、压力传感器采集到的信息发送到铁路有关部门，在铁路有关部门的PC端对这些数据进行预测分析。