[发明专利]一种CRTSⅢ型板式无砟轨道沉降自动化监测装置及监测方法

说明书

本发明公开了一种CRTSⅢ型板式无砟轨道沉降自动化监测装置，包括服务器、控制终端以及安装在每块轨道板内的一个测头和一个供电模块，所述测头用于测量相应轨道板的重力加速度值并将该值发送给所述控制终端；所述供电模块为所述测头提供电力；所述控制终端通过无线网络向所述测头发送采集数据指令，接收并存储测头采集的数据并将该数据发送给所述服务器；所述服务器对所述数据进行解算、分析，并在沉降值超过限差值时启动报警程序进行报警。本发明还公开了上述装置进行无砟轨道沉降自动化监测的方法。本发明不受高铁上线天窗限制，对既有高铁安全运营无任何影响，能对轨道结构沉降进行高精度的自动化监测及预警，后期维护成本低。

技术领域

本发明涉及无砟轨道领域，特别是涉及一种CRTSⅢ型板式无砟轨道沉降自动化监测装置及监测方法。

背景技术

为了确保高速铁路的安全平稳运营，依照《高速铁路工程测量规范》等文件要求，需要对高速铁路无砟轨道进行沉降监测。

常用的监测方法是测量人员在高铁停运的天窗时间进入高铁线路，使用电子水准仪进行逐点测量，不仅效率低，而且安全风险大。考虑到运营安全，铁路运营管理部门禁止任何装置安装在无砟轨道板表面。因此，目前没有切实可行的高速铁路无砟轨道沉降自动监测方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的一个目的是提供一种高效、精准、稳定的CRTSⅢ型板式无砟轨道沉降自动化监测装置。

本发明的另一目的是提供一种利用上述装置进行自动化监测的方法。为此，本发明的技术方案如下：

一种CRTSⅢ型板式无砟轨道沉降自动化监测装置，包括服务器、控制终端以及安装在每块轨道板内的一个测头和一个供电模块，所述测头用于测量相应轨道板的重力加速度值并将该值发送给所述控制终端；所述供电模块为所述测头提供电力；所述控制终端通过无线网络向所述测头发送采集数据指令，接收并存储测头采集的数据并将该数据发送给所述服务器；所述服务器对所述数据进行解算、分析，得到相应的轨道板相对于水平面的倾角值及沉降值，并在沉降值超过限差值时启动报警程序进行报警。

所述测头及供电模块分别密封安装在各自轨道板的起吊套管内。

所述测头包括封装在一起的倾角传感器、单片机和无线数据传输模块，其中：所述倾角传感器用于测量相应轨道板的重力加速度值；所述无线数据传输模块用于将所述重力加速度值发送给所述控制终端；所述单片机用于控制所述倾角传感器获取测量值，并控制所述无线数据传输模块将测量值传送到所述控制终端。

优选的是，所述倾角传感器为MEMS加速度传感器。

优选的是，所述服务器还同时将所述测头测得的原始数据及监测结果通过无线或有线通信方式传送到高铁运营监测管理与分析系统进行数据集中处理。

优选的是，所述服务器还同时将报警信息以短信方式发送到指定手机。

优选的是，所述倾角传感器、单片机和无线数据传输模块封装在与起吊套管内尺寸相适应的圆柱壳体内，以便于精准的装入起吊套管内。

所述的测头及供电模块的安装位置分别位于CRTSⅢ型无砟轨道板上相邻的一对起吊套管内部。单块CRTSⅢ型无砟轨道板共有四对相邻的起吊套管，本发明的测头及供电模块安装在其中任意一对相邻的起吊套管内部，在每块轨道板的安装位置可以不同。

在本发明中：

测头采用的无线数据传输模块可以为基于LoRa、NB-IoT、ZigBee、Wifi等无线通信技术的传感器；

所述单片机具有嵌入式操作系统，安装有相关的应用软件；

所述的供电模块为可充电电池组，可定期更换；

所述的测头与供电模块采用有线连接，接口形式为可插拔端子；