[发明专利]基于大数据的高精度设备限界检测预警系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于大数据的高精度设备限界检测预警系统及方法，系统包括车体（1），设于车体（1）内部的中控台（3）、设于车体（1）底部的定位模块（4）以及远程数据处理中心（6）；设于车体（1）前端的限界检测设备（2），设于所述车体（1）底部的振动补偿模块（5），其包括激光摄像式传感器、补偿相机及陀螺仪。本发明的系统，限界检测设备（2）检测轨道的断面各点的廓形数据，定位模块（4）获取此时的精确位置数据，远程数据处理中心（6）保留各个位置轨道断面的历次检测结果，并基于大数据深度分析自动筛查出发生微小移动并有可能侵限的轨旁设施，并与此处的限界比对判断是否侵限，实现侵限的提前预判。

技术领域

本发明属于限界检测技术领域，更具体地，涉及一种基于大数据的高精度设备限界检测预警系统及方法。

背景技术

地铁、有轨电车等城市轨道交通工程在长期服役下，轨旁建构筑物和附属设备设施可能存在变形、松动，甚至脱落的情况，当超过一定界限将严重危险列车安全运行。近些年人防门滑动、轨旁设施掉落以及异物入侵导致的车辆擦伤、碰撞事故和中断运营事件屡见不鲜，因此对车辆运行空间的检测以及异常状态下的车辆自主防护对保障人民和财产安全至关重要。

对于轨道交通运行区间的限界检测，目前还缺少高效和智能的限界检测产品。传统固定式测量方式效率较低，手推式检测车的测量速度通常小于等于5km/h，人工劳动强度大。某些车载式限界检测系统速度较高，但定位和测量精度有限，也未能与综合考虑轨道磨耗、轨道超高、曲线半径等实时线路得到的限界基准进行比对，无法对在变载荷、强风压、高振动环境下的设备设施松动导致的侵限情况进行判定和预测。

为解决上述问题，专利CN 110217262 A公开了一种基于图像比对的轨道限界入侵检测方法及装置，列车将其接收到的轨道交通路况参考图像与该列车实时采集的轨道交通路况图像进行图像比对，检测轨道是否存在限界入侵。该轨道限界入侵检测方法简单 ,能实时反馈轨道是否存在限界入侵，提高了轨道交通的安全性。但是它不能预测轨道在长期服役过程中可能发生的侵限问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于大数据的高精度设备限界检测预警系统及方法，执行检测任务时，车体带动限界检测车沿轨道行进，限界检测设备检测轨道的断面各点的位置，同时定位模块获取此时的精确位置，将数据传输至中控台，继续行进直至完成整个轨道的检测，数据上传至远程数据处理中心，远程数据处理中心保留各个位置轨道断面的历次检测结果，基于大数据整合、深度分析，自动筛查出发生微小移动并有可能侵限的轨旁设施，与此处的限界比对判断是否侵限，实现侵限的提前预判，一方面通过轨旁图像检测结果，对隧道壁面发生的透水、表层脱落，以及轨旁设备设施紧固结构的螺栓松动等情况进行识别，实现对即将可能发生的突发性病害的预警；另一方面是对长期受风压、振动影响的隧道结构、轨旁设备设施的微小位移情况进行长时间、宽范围、大数据的趋势分析和预测，防止部分设备设施缓慢侵入车辆运行空间，提前预警，保障列车安全行驶。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种基于大数据的高精度设备限界检测预警系统，包括：

作为检测系统和软件系统载体的车体，设于所述车体内部的中控台、设于所述车体底部的定位模块以及与所述中控台通讯连接的远程数据处理中心；

设于所述车体前端用于设备限界检测的限界检测设备，其包括用于对车辆运行空间的构筑物和设备设施进行扇面扫描得到以安装平面为横轴的距离轮廓曲线的激光雷达；

设于所述车体底部用于减少和消除车辆运动特性引起所述激光雷达测量误差的振动补偿模块，其包括用于扫描选取钢轨内侧距轨平面下一定距离的定点的激光摄像式传感器、用于获取其相对于最近钢轨的水平或垂直距离的补偿相机、用于记录此时车体倾斜姿态的倾角传感器以及用于选取基准平面的陀螺仪；