[发明专利]轨道检测系统及方法

说明书

本发明提供了一种轨道检测系统及方法，所述检测系统应用于运营列车，所述检测系统包含图像采集模块、惯性模块、编码器和处理模块；所述图像采集模块设置于运营列车的检测梁两侧，用于采集钢轨断面图像；所述惯性模块设置于所述检测梁中心，用于测量所述运营列车运行时所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息；所述编码器设置于所述运营列车的轮轴上，用于获得所述运营列车的位移信息；所述处理模块分别与所述图像采集模块、所述惯性模块和所述编码器通信连接，用于根据所述钢轨断面图像、所述姿态参数信息和所述位移信息计算获得轨道不平顺几何参数，根据所述轨道不平顺几何参数获得轨道维护信息。

技术领域

本发明涉及轨道检测领域，尤指一种轨道检测系统及方法。

背景技术

轨道检测技术的发展由来已久，特别是上世纪70年代以来，欧、美、日等许多发达国家相继研究各种先进的轨道检测技术，采用了新的测量原理，研制出应用现代高新技术的轨检车，提高了检测精度和速度，增加了检测功能。为适应线路提速和高速发展的需要，进一步开发的高速轨检车，均为提高轨道的平顺性、保证列车运行的安全和舒适发挥了重要作用。中国铁道科学研究院基础设施检测研究所经过多年研究开发，研制了GJ-3、GJ-4、GJ-5、GJ-6四种检测设备代表了我国不同时期的轨道检测技术发展水平，截至目前全路共配备各种类型检测设备五十余辆。

目前我国轨道检测设备为自主研发的GJ-6型轨道检测系统，信号处理采用硬件、软件相结合的方式，这种方式分立元件多，硬件组成较为复杂，不宜安装在运营动车组上。现有的轨道检测系统结构复杂，主要表现在：1.车上车下设备多，体积大，需要安装在专用的检测车上，只可安装在高速综合检测列车动车组和普通轨道检测车上。高速综合检测列车动车组造价昂贵，每次运行都要根据线路编写运行图并向总公司申报，而且该车往往在高铁线路夜间天窗时间运行，检测人员容易疲劳。普通轨道检测车为独立的单节无动力车厢，需要挂载在相应检测线路的旅客列车后方，每次运行需要向总公司调度处申请挂车计划才能完成检测工作。2.模拟信号传输的轨道检测系统，检测列车过分相点时，系统常常受到车电干扰，影响检测数据结果。3.现有的轨道检测系统以车体作为惯性基准，这种结构决定了其传感器布局分散，系统具有较多的分立硬件单元和硬件信号处理单元，故障点多，降低了系统可靠性，增加了系统检修和维护工作量。

发明内容

本发明目的在于提供一种抗电磁干扰的能力强，结构简单，空间占用较小且使用方便的轨道检测系统及方法。

为达上述目的，本发明所提供的轨道检测系统具体包含图像采集模块、惯性模块、编码器和处理模块；所述图像采集模块设置于运营列车的检测梁两侧，用于采集钢轨断面图像；所述惯性模块设置于所述检测梁中心，用于测量所述运营列车运行时所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息；所述编码器设置于所述运营列车的轮轴上，用于获得所述运营列车的位移信息；所述处理模块分别与所述图像采集模块、所述惯性模块和所述编码器通信连接，用于根据所述钢轨断面图像、所述姿态参数信息和所述位移信息计算获得轨道不平顺几何参数，根据所述轨道不平顺几何参数获得轨道维护信息。

在上述轨道检测系统中，优选的，所述图像采集模块包含激光器和摄像机，所述激光器用于发射激光照射所述钢轨断面上；所述摄像机用于按预定频率拍摄激光照射下的所述钢轨断面图像。

在上述轨道检测系统中，优选的，所述惯性模块包含三轴向陀螺和加速度计；所述三轴向陀螺用于获得滚动角加速度、摇头角加速度和点头角加速度；所述加速度计根据方向数据获得运营列车的横向加速度、垂向加速度和纵向加速度。

在上述轨道检测系统中，优选的，所述处理模块包含数据处理单元和图像处理单元；所述图像处理单元用于根据所述钢轨断面图像获得检测梁两侧横向位移数据和垂向单边位移数据；所述数据处理单元用于根据所述检测梁两侧横向和垂向单边位移数据、所述检测梁相对于钢轨的姿态参数信息、所述运营列车的位移信息获得轨道不平顺几何参数。