[发明专利]轨道状态检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道动态检测技术领域。

背景技术

在机车车辆的不稳定重复荷载作用下，轨道会出现垂向、横向的动态弹性形变和残余积累变形，统称轨道不平顺。轨道不平顺不仅影响列车的平稳运行，而且当这种变形累积到一定限度时，将大大削弱线路的强度和结构稳定性，增大轮轨相互作用力，降低车辆及轨道部件的使用寿命，如果轨道的不平顺状态严重不良，还将威胁到行车的安全。目前，我国轨道几何尺寸的测量主要采用人工测量和轨检车测量相结合的方法。对于水平不平顺、三角坑和轨距的测量，采用的是人工用万能道尺每隔一定距离设测点定期检测的方法，得到轨距、水平及其变化率的数据。对于高低不平顺的检测，则采用先目测，再用10米弦线和板尺进行测量。这些人工检测方法的工作量大、测量效率低，且工作环境恶劣，且人工检测对经验和责任心的要求很高。采用轨检车可以对轨道几何尺寸进行动态检测，自动化程度较高，检测的项目也比较全，但轨检车的检测周期较长，而一些严重的轨道不平顺若不及时发现并排除，将会危害行车安全，因此轨检车不能满足频繁检测的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道状态检测装置。它能有效地检测到轨道的不平顺状态(如三角坑、水平不平顺、高低不平顺)，并将超限的原始轨道数据记录在机车内的轨道检测单元板中，机车到站后，将记录的数据转储到地面微机，再通过地面数据处理软件对原始数据进行分析、统计和处理，从而得到轨道不平顺发生的具体位置及轨道不平顺状态的类型、级别等参数。工务人员根据这些参数报表可以及时发现和准确找到轨道不平顺状态发生的位置，并及时修整轨道、路基，防止列车运行事故的发生。该装置为工务更好地检测轨道、管理轨道提供了一种动态的检测手段。

本发明的目的可由以下技术方案实现：轨道状态检测装置包括红外线光源、线阵CCD接收装置，红外线光源和线阵CCD接收装置成对设置，红外光源和线阵CCD分别固定在机车同一转向架的前后两组轮对的轴箱上，红外线光源设在机车转向架轮轴轴箱内侧，线阵CCD接收装置设在该转向架的另一轮轴轴箱内侧，两者间的距离为200毫米。红外线光源发射的红外线光束6照射在线阵CCD接收装置上，因为轴箱和车轮为刚性连接，所以，当前后两组轮对间产生高低方向的位移时，红外线光束成像到线阵CCD接收装置的不同像元上。随着机车的运行，轨道的起伏将造成前后两组轮对的高低不平，反映到线阵CCD接收装置上就是感光像元几何位置的变化，由此可测出轨道的高低不平顺。机车转向架两侧的轮轴轴箱上各设有一套红外线光源和线阵CCD接收装置，在左、右轨轮对上分别设有一套红外光源和线阵CCD接收装置，左右两边的线阵CCD接收装置分别接受相应红外线线光源发来的信号，采集左轨和右轨的轨道变化数据，线阵CCD接收装置接收到红外线光源的信息后转换成视频信号，视频信号经过低噪声宽带放大器放大处理后，进行二值化处理，再计算出轨道原始数据。在线阵CCD接收装置连续工作下，所有的检测数据经数据处理后，通过串行通讯电路将结果传送给轨道检测单元板。通过比较两股钢轨的高低起伏，得到轨道的水平不平顺和三角坑故障。垂直及水平加速度传感器采集机车的加速度信息，经过A/D转换后送到轨道检测单元板；轨道检测单元板设在机车本身的安全综合检测装置内的TAX2平台上，以采集卡的形式插入TAX2平台，通过CPU1的两个RS485口高速采集和处理CCD数字信号，同时通过CPU2的一个RS485口采集TAX2平台的公里标、时间、速度等相关信息，水平和垂直加速度检测数据经A/D转换后送到CPU2，所有的检测数据和信息按一定的格式保存在缓存内。同时接收来自线阵CCD接收装置和加速度传感器的数据，所有的检测数据和信息按一定的格式保存在缓存内；轨道检测单元板缓存中的原始数据通过转储器传送到地面微机；地面处理系统安装于地面微机中，对转储下来的数据进行分析和处理，得到轨道故障点的相关数据报表(如故障点类型、数值、公里标、机车速度等)和故障点的轨道状态曲线。加速度传感器固定在机车的任意一个轮轴轴箱上，加速度传感器共有两个，一个垂直设置，一个水平设置。线阵CCD接收装置和加速度传感器通过导线与轨道检测单元板连接，转储器将原始检测数据从轨检单元板上转储到转储器上，之后，再将转储器与地面计算机上连接，将原始数据从转储器转储到地面计算机上。转储器将TAX2平台的原始数据转储到地面微机中后，由地面处理系统对之进行分析和处理，得到轨道故障点的相关数据报表(如故障点类型、数值、公里标、机车速度等)和故障点的轨道状态曲线。同时，该系统可对不同机车、不同车次的检测结果进行统计和比选，统计出故障点的重复率，进而评价出整个轨道的质量状况，进一步提高检测系统的准确性和稳定性。