[发明专利]基于远程监控系统的大型铁路施工设备实时运动仿真方法

说明书

本发明公开了一种基于远程监控系统的大型铁路施工设备实时运动仿真方法，该方法包括以下步骤：1)对大型铁路施工设备按照运动部件进行拆分；2)对拆分后的部件布置传感器，采集监控数据；3)对传感器采集的监控数据进行预处理；4)根据设备拆分后的各个部件的图纸，绘制模拟动画的设备仿真模型；5)使用处理后的数据实现对动画模型的驱动：根据监控数据的实际值，折算成在模型上的坐标值，驱动模型进行动作。本发明根据远端施工设备上的实时数据，对设备的施工状态进行实时运动仿真，进行数据的可视化，更加有效和直观的呈现出用户需要的设备工作状态，使其更易于理解进而帮助用户做出分析诊断和决策。

技术领域

本发明涉及工程技术，尤其涉及一种基于远程监控系统的大型铁路施工设备实时运动仿真方法。

背景技术

近年来，随着铁路建设规模逐步扩大，机械化程度急剧提升，设备保有数量迅速加大，这些设备在提升了施工的效率和质量的同时也带来了相应的铁路施工安全问题。由于这些设备多为特种非标专用设备，设备分布区域广泛、所处施工环境恶劣、信息沟通困难，给施工单位的统一管理、及时掌握施工设备的运行状态、分析设备工效以及对施工作业中风险管控带来了一定难度。

远程监控是国内外发展迅速的前沿技术，近年来，随着无线通讯技术、微电子技术、控制技术、数据可视化技术飞速发展，大量的工程机械安装了远程监控系统，实时监控也存在盲区。然而，民用工业领域的实时监控仍停留在起步阶段，目前主要以施工设备的状态监测和管理为主，对数据的清洗和挖掘程度不够，无法根据用户需求制定友好的可视化展示界面。缺乏有效的数据分析处理和显示手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于远程监控系统的大型铁路施工设备实时运动仿真方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于远程监控系统的大型铁路施工设备实时运动仿真方法，包括以下步骤：

1)对大型铁路施工设备按照运动部件进行拆分，拆分遵循以下原则：根据部件的运动特性(运动轨迹和运动规律)来划分为以下几类；

a.具有纵向移动特性的部件；

b.具有横向移动特性的部件；

c.具有垂直移动特性的部件；

d.具有倾斜或旋转移动特性的部件；

e.工作过程中承重外部物件的部件；

2)对拆分后的部件布置传感器，使用传感器采集数据；所述传感器包括：用于移动距离测量的距离传感器、角度传感器和重量传感器；

在具有纵向移动特性的部件上，安装用于移动距离测量的编码器，如距离编码器、计程轮等类型的传感器。对于机臂而言，测量机臂纵向移动距离，能够反映设备整体的移动距离，对于吊梁小车而言，可以反映吊梁小车在轨道上相对于轨道末端的位置。

在具有横向移动特性的部件上，安装用于移动距离测量的编码器，如距离编码器、计程轮等类型的传感器。对于吊梁小车和机臂而言，可以反映部件的横移距离。

对于具有垂直运动特性的部件，通过安装编码器、激光传感器、超声波探测仪等，可以反映部件在垂直方向上的位置，如吊具、吊物。

对于具有倾斜或旋转移动特性的部件，如机臂和支腿而言，其垂直度和水平度直接影响整机的稳定性，当支腿垂直度超出设计范围时，架桥机可能发生倾覆。对于这类部件，在支腿上和主梁上安装角度传感器，测量垂直度和倾斜度。

对于吊具，一般在卷扬支座或者固定绳头段或者定滑轮轴销上安装重量传感器，测量吊物重量，防止超重或者偏载造成安全事故。

3)对传感器采集的数据进行预处理，所述预处理包括：