[实用新型]预制道床姿态监测系统

说明书

本实用新型提供了一种预制道床姿态监测系统，监测系统包括监测终端和姿态监测模块，所述姿态监测模块包括姿态传感器及通信单元，所述姿态监测模块安装在预制道床板上，所述姿态监测模块经通信单元将监测数据传递至监测终端。采用该监测系统，基于姿态监测模块监测的道床板的动态数据和静态数据，计算道床板的性能指标，解决了预制道床动态监测从无到有的问题，并且可以实现静态监测、动态监测，结合静态监测数据和动态监测数据实现道床参数识别、自动化分析、自动化预警、车辆故障预警等功能，实现了预制道床的物联网化，保证车辆运行安全。

技术领域

本发明涉及地铁道床检测技术领域，具体涉及一种预制道床的姿态监测系统。

背景技术

道床为轨道框架的基础，起到支撑轨枕的作用，主要分为浇筑道床和预制道床。预制道床是在工厂预制生产的道床，可现场铺设，模块化程度高，可极大提高铺设速度和道床质量，局部可更换、可升级，维修方便，便于老线路改造，可降低道床全生命周期的成本，是道床未来的发展方向。

预制道床的长度一般在3m到6m之间，其整体性较弱，而且道床下表面无法与其下部结构支撑面自然贴合。在非减振地段，预制道床的安装是通过自密实砂浆连通道床与下部结构；在减振地段，预制道床通过不同的减振材料或减振元件作为支撑元件与下部结构连接。支撑结构会影响道床的使用状态和寿命，不论采取哪种支撑方式，支撑状态直接影响道床的动态响应和道床系统的动态参数，从而会影响道床的安全性、耐久性，进而影响行车的平稳性和安全性。这种支撑状态既包括道床建设阶段的初始状态，也包括运营阶段的工作状态。

如果一块道床初始铺设状态不合格，或后期运营状态发生变化，不仅会波及相邻道床板，还会直接影响车辆行驶的安全性。当一块道床板发生支撑损伤后，其承载力将下降，列车载荷将由相邻的道床板承担，从而引起连锁反应，造成道床大面积损坏。因此，对道床健康状态的检测尤为重要。

现有技术中，道床健康状态的检测方法包括巡检法、抽检法和传感监测法。巡检法和抽检法靠人工检测，由于预制道床板数量多，巡检法和抽检法的效率过低，对于每块道床进行高时间密度的人工检测并不现实；现有技术中，传感检测法多采用电传感器，在车辆通过道床时，检测道床的动态性能，例如，公开号为CN108226288A的专利公开了一种地铁隧道到道床监测方法，通过在道床断面上安装电加速度传感器、压电传感器，来检测道床脱空量。总的来说，传统监测系统里安装的压电传感器、速度传感器等，在没有振动信号时，没有电压信号，仅能监测振动值，无法监测静态值，光栅传感器、应变计、位移计等仅能观测某个轴向的相对值，无法进行多方向、静态角度的测量。

初始和运营状态缺陷会加速支撑条件的恶化，并且逐渐波及相临的预制道床板，在这个发展过程当中，很难通过道床的巡检、支撑材料或支撑元件的抽检确定位置以及影响的程度，当行车平稳性出现明显异常时再进行问题排查不但时间紧、风险大，维修处理的直接成本和时间成本都相当大，如果由此引起了道床结构破坏，轨道断裂等瞬时出现的后果，则会直接影响到行车的安全。同样，在减振地段由于减振支撑系统的个别位置的性能退化、失效也难以用传统的检查方式发现，当影响范围较大时，减振地段整体将失去应有的减振效果，进而引发社会问题。

这种状态的缺陷也有可能是由某一列车组所引起，比如某列车辆的悬挂系统、车轮状态出现问题,这种问题有可能会直接引起道床支撑系统的损伤，也可能会引起轨道的异常磨损，而无论是道床支撑系统的损伤还是轨道的异常磨损，又会加重该车辆的动态冲击同时也会影响到其它的车辆，而这种问题也无法通过传统的方式进行监测。

综上，目前仍然没有针对预制道床安全、性能、智能运维相关的监测技术和系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于预制道床的监测系统，监测系统针对预制道床模块化、整体性的特点，研究了一种可以监测预制道床的静态特性和动态特性，并将静态特性和动态特性结合，来判断道床及车辆健康度的系统。

为解决所述技术问题，本发明采用的技术方案为：