1.本发明属于真空管道领域，具体涉及一种用于管道磁浮交通的检测系统及方法。
背景技术：2.随着科学技术的飞速发展，以及人们对高速铁路运输速度的要求越来越高，真空管道交通、磁浮交通等铁路技术的相应而生。真空管道磁浮列车顾名思义就是让普通的磁悬浮列车在真空管道内运行，由于没有空气摩擦的阻碍，真空管道磁浮列车的运行速度远高于其他列车的运行速度，同时，真空管道磁浮列车与其他列车相比，还具有耗能低、噪音小等众多优点。
3.虽然，真空管道磁悬浮列车在诸方面均优于其他类型的列车，但是为了保证真空管道磁悬浮列车运行的过程中的稳定性与安全性，需要针对真空管道的结构以及磁悬浮列车的各个性能进行检测，并通过大量实验数据判断真空管道磁悬浮列车在运行过程中，对管道、列车以及底部桥墩的结构稳定造成的影响。
4.如今，在对真空管道交通、磁浮交通的研究过程中，其大量检测均停留在列车本体的数据参数上，缺少对列车在运行的过程中对真空管道以及用于支撑真空管道的桥墩结构进行检测的系统，无法判断传统管道和桥墩在装配后是否可以满足该种高速真空管道磁浮列车正常运行。
技术实现要素：5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本发明提供了一种用于管道磁浮交通的检测系统及方法，其能够对桥墩和管道在列车穿过前、穿过时、以及穿过后的各项数据进行检测，并将各项数据进行汇总与记录，分析列车桥墩和管道造成的影响。
6.为实现上述目的，本发明提供一种用于管道磁浮交通的检测系统，用于对真空管道磁浮的管道和桥墩的各项数据进行采集，包括：
7.对应支撑管道的桥墩设置的至少一个桥墩检测模组；其包括至少一个第一检测模块，用于对磁浮列车通过管道前、通过管道时、通过管道后的桥墩状态数据进行检测
8.对应真空管道外壁设置的至少一个管道检测模组；其包括至少一个第二检测模块，用于对磁浮列车在通过管道前、通过管道时、通过管道后的管道外壁面的状态数据进行检测；
9.核心交换机；其分别与两检测模组和数据处理中心通讯连接，用于接收来自两检测模块采集的检测数据并上传至数据处理中心。
10.作为本发明的进一步改进，所述桥墩检测模组包括第一应力检测单元、第一振动检测单元和偏移量检测单元；
11.三检测单元分别用于对桥墩本体应力数据、振动数据和偏移数据进行检测。
12.作为本发明的进一步改进，所述桥墩检测模组还包括第一数据存储单元与之通讯连接的第一交换机；
13.所述第一数据存储单元与所述第一检测模块通讯连接，用于对第一检测模块所采集到的各项桥墩数据进行存储，并传输至第一交换机内；且
14.所述第一交换机与核心交换机通讯连接，用于将桥墩数据发送至核心交换机内。
15.作为本发明的进一步改进，所述第二检测模块包括第二应力检测单元、第二振动检测单元、形变检测单元和温度检测单元；
16.四检测单元分别用于对管道外壁面的应力数据、振动数据、形变数据以及管道外壁面的温度数据进行检测。
17.作为本发明的进一步改进，所述管道检测模组还包括第二数据存储单元和与之通讯连接的第二交换机；
18.所述第二数据存储单元与所述第二检测模块通讯连接，用于收集各检测单元所采集到的管道数据，并将其发送至第二交换机内；且该第二交换机与核心交换机通讯连接，用于将收集到的管道数据发送至核心交换机内。
19.作为本发明的进一步改进，所述形变检测单元包括竖向形变检测单元和横向形变检测单元，其分别用于对管道在竖向和横向上的形变数据进行采集。
20.作为本发明的进一步改进，还包括时间戳服务器；其分别与所述桥墩检测模组、管道检测模组和核心交换机通讯连接，用于对齐两模组和核心交换机的时间戳。
21.作为本发明的进一步改进，所述桥墩检测模组和所述管道检测模组沿管道的铺设方向间隔设置有多组。
22.按照本发明的另一个发明，其提供了一种用于管道磁浮交通的检测系统的检测方法，该检测方法基于检测系统来实现，其包括以下步骤：
23.s100：利用所述桥墩检测模组和所述管道检测模组分别对桥墩和管道的数据进行采集；
24.s200：将采集到的桥墩数据和管道数据传输至核心交换机内；
25.s300：通过所述核心交换机将桥墩数据与管道数据传输至数据处理中心内；
26.s400：数据处理中心对收集到的数据进行检测和分析。
27.作为本发明的进一步改进，在步骤s1中，利用所述桥墩检测模组和管道检测模组对桥梁和管道数据的采集，具体包括以下步骤：
28.s101：对桥梁和管道在列车经过前和经过时，以及列车经过后，分别进行三次数据的检测。。
29.上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
31.(1)本发明的用于管道磁浮交通的检测系统，其通过设置的桥墩检测模组和管道检测模组对真空管道磁浮列车在穿过桥墩和管道前、穿过时和穿过后，桥墩的振动、形变和沉降，以及管道本体的振动、应力以及形变和温度等多项数据进行监测，并将检测到的数据传输到数据处理中心，并通过数据处理中心对检测结果进行实验分析，并利用实验分析结果判断真空管道磁浮列车对管道和桥墩造成的影响。
32.(2)本发明的用于管道磁浮交通的检测系统，其通过优选设置在管道铺设方向上的多组桥墩检测模组和管道检测模组对磁悬浮列车在经过各联管道时对管道造成的影响
和对用于支撑该联管道的桥墩造成的影响进行检测与分析，并将每组数据上传至数据处理器中心内，进而实现数据的全面化和精确化，保证轨道交通各段内的管道与桥墩的安全性。并通过对桥墩检测模组和管道检测模组设置位置的优选，使得桥墩检测模组和管道检测模组在针对桥墩和管道进行检测时，其检测结果能够更加的精确，进而保证后续实验分析结果的准确性。
33.(3)本发明的用于管道磁浮交通的检测系统，其用于对磁悬浮轨道交通中的各联管道与桥墩进行检测，并通过多样的检测方式，实现对管道和桥墩多维度的数据采集，同时，采集列车在穿过前、穿过时以及穿过后的数据，形成不同的数据模组，方便实验人员对列车对管道以及桥梁造成的影响进行分析，具有良好的实用价值与应用前景。
附图说明
34.图1是本发明实施例中管道磁浮交通的检测系统的组成框图；
35.图2是本发明实施例中管道磁浮交通的检测系统的组成图；
36.图3是本发明实施例中管道磁浮交通的检测方法的流程图；
37.图4是本发明实施例中桥墩检测模组设置位置的示意图。
具体实施方式
38.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
39.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
41.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个单元内部的连通或两个单元的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
43.实施例：
44.请参阅图1～4，本发明优选实施例中的用于管道磁浮交通的检测系统，其主要应用于真空管道磁悬浮轨道交通中，其桥墩和真空管道的各项数据进行检测。
45.具体而言，检测系统包括至少一个管道检测模组和至少一个桥墩检测模组，以及与两模组通信连接的核心交换机，桥墩检测模组包括至少一个第一检测模块，管道检测模组包括至少一个第二检测模块，进而通过两检测单元对列车在穿过管道前、穿过管道时、和穿过管道后，桥墩和管道的各项数据进行检测，并将检测到的数据通过核心交换机传输至数据处理中心内，进行数据的处理与分析，进而判断列车在运行的过程中对其管道以及桥墩造成的影响。
46.进一步地，在实际设置的过程中，管道检测模组设置在相邻两桥墩之间的管道的中央位置处，可以理解，此处所描述的管道的中央位置优选为管道外周中央部位的正上方和/或正下方，其具体的设置位置需要根据管道检测模组中各传感器的类别来决定，而桥墩检测模组则对应桥墩进行设置，其根据所需采集的数据类型来决定其具体的设置位置。
47.更细节地，第一检测模块包括第一应力检测单元、第一振动检测单元和偏移量检测单元；其中，第一振动检测单元用于实时监测墩身的振动以及相应的情况，以此判断墩身结构的舒适平顺情况，第一应力检测单元用于对墩身的内部的形变进行检测；偏移量检测单元用于对墩身的整体或局部的变化进行检测，并判断墩身是否处于安全状态。
48.此外，桥墩检测模组还包括分别与三检测单元通讯连接的第一数据存储单元，用于收集并存储三检测单元所检测到的桥墩形变、振动以及偏移数据。
49.在如图4所示的优选实施例中，第一振动检测单元为设置在桥墩外表面上的振动检测传感器，振动检测传感器的检测端贴附在桥墩的外表面，第一应力检测单元为设置在桥墩上的应力检测传感器，偏移量检测单元为朝向桥墩设置的沉降检测传感器。在实际设置的过程中，振动检测传感器对管道传递给桥墩的振动进行检测，并利用第一应力检测单元检测桥墩的形变情况，同时，通过几何监测传感器对桥墩在竖向的沉降量进行测定，进而通过多种检测方式对桥墩进行多维度的检测，保证检测数据的全面性。
50.可以理解，在实际使用的过程中，偏移量检测单元还可以是拉绳位移计或静力水准仪中的任意一种或多种，继而通过不同检测形式的传感器或仪器对桥墩在不同方向上的偏移量进行测定，进而实现对桥墩多样化的数据监测与采集。
51.更进一步地，第二检测模块包括第二振动检测单元、第二应力检测单元和形变检测单元；第二振动采集单元用于对列车在经过后管道所产生的振动幅度以及振动频率进行采集，第二应力检测单元用于对列车在经过后管道底部所承受的应力进行检测；形变检测单元用于对管道所产生的垂向和/或竖向形变进行采集。此外，管道检测模组还包括第二数据存储单元，其分别与第二应力检测单元、第二振动检测单元和形变检测单元通讯连接，用于对上述各检测单元所采集到的数据进行收集。
52.更细节地，形变检测单元包括竖向形变检测单元和横向形变检测单元，两形变检测单元分别用于对管道在竖向和横向上的形变量进行检测。
53.在一个具体的实施例中，第二振动检测单元为振动检测传感器，其设置在两桥墩之间的管道外表面的中央位置处；第二应力检测单元为应力检测传感器，其设置在管道与
桥墩连接处的下方，用于对列车在经过时产生的应力进行检测；竖向形变检测单元为扰度形变检测传感器，其安装在两桥墩中间位置的管道的正下方，并朝向管道设置，用于对测量管道向下弯曲的竖向距离，以此得到管道的垂向形变；横向形变检测单元为伸缩检测传感器，其设置在相邻两管道之间，用于对管道的横向形变量以及偏移量进行检测。
54.此外，由于真空管道的形变与管道外部的温度紧密相关，因此，对应形成检测单元设置有温度监测单元，其用于对管道内、外壁的温度进行检测，并结合上述形变检测单元所采集到的管道形变数据，判断在不同温度下，列车在运行时或运行后对管道造成的影响。
55.进一步地，管道检测模组还包括第二存储单元，第二存储单元与第二检测模块通讯连接，用于采集并存储第二检测模块内各检测单元所采集到的管道状态数据。
56.此外，桥墩检测模组和管道检测模组分别还包括第一交换机和第二交换机；两交换机分别与第一数据存储单元和第二数据存储单元通讯连接，用于收集两数据存储单元内所存储的桥墩、管道的数据信息。同时，两交换机与核心交换机通讯连接，用于将采集到的数据上传至核心交换机中。同时，对应核心交换机设置有数据处理中心，数据处理中心与核心交换机通讯连接，用于将核心交换机采集到的数据进行处理和分析。
57.在实际设置的过程中，为了保证数据的一致性和准确性，检测系统还包括时间戳服务器，时间戳服务器用于同步桥墩检测模组、管道检测模组和核心交换机三者的时间。
58.此外，上述桥墩检测模组和管道检测模组的检测，仅为单次的检测过程。在实际应用的过程中，系统会多次重复性的对桥墩以及管道的各项数据进行检测，进而判断列车在不同速度、不同载荷、不同温度以及多次运行后桥墩和管道的使用寿命以及其结构稳定性，以保证桥墩和管道在长时间使用后的安全性。
59.在实际设置的过程中，桥墩检测模组和管道检测模组一般设置为多个，其沿管道的铺设方向间隔设置，进而对不同位置处的管道和桥墩的数据进行采集。
60.同时，为了进一步提高实验数据的全面性与完整性，在实际使用的过程中，桥墩检测模组和管道检测模组每次的数据采集过程又可细分为：针对列车经过前管道与桥墩的各项常态数据进行采集、针对列车在经过管道与桥墩时的各项数据进行采集，以及针对列车经过后管道与桥墩的各项数据进行采集；进而通过对列车经过前、经过时和经过后桥墩与管道的各项数据进行检测，使得系统所采集到的数据更加全面，并方便实验人员利用多组数据对桥墩和管道受到的影响进行判断。
61.在此基础上，本发明还提供了一种用于管道磁浮交通的检测方法，其包括以下步骤：
62.s100：利用桥墩检测模组和管道检测模组分别对桥墩和管道的数据进行采集。
63.具体而言，在步骤s1中，利用桥墩检测模组和管道检测模组对桥梁和管道数据的采集，具体包括以下步骤：
64.s101：对桥梁和管道在列车经过前和经过时，以及列车经过后的数据进行三次数据的采集。
65.s200：将采集到的桥墩数据和管道数据传输至核心交换机内。
66.具体而言，桥墩检测模组和管道检测模组所采集到的桥墩数据和管道数据分别传输至第二数据存储单元和第一数据存储单元内，对各项管道数据和各项桥墩数据进行汇总，然后再分别通过第一交换机和第二交换机传输至核心交换机内。
67.s300：通过核心交换机将桥墩数据与管道数据传输至数据处理中心内。
68.s400：数据处理中心对收集到的数据进行检测和分析。
69.本发明的用于管道磁浮交通的检测系统，其用于对试验线中的各联管道与桥墩进行检测，并通过多样的检测方式，实现对管道和桥墩多维度的数据采集，同时，采集列车在穿过前、穿过时以及穿过后的数据，进而形成不同的数据模组，方便实验人员对列车对管道以及桥梁造成的影响进行分析，具有良好的实用价值与应用前景。
70.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种用于管道磁浮交通的检测系统，用于对真空管道磁浮中管道和桥墩的各项数据进行采集，其特征在于，包括：对应支撑管道的桥墩设置的至少一个桥墩检测模组；其包括至少一个第一检测模块，用于对磁浮列车通过管道前、通过管道时、通过管道后的桥墩状态数据进行检测对应真空管道外壁设置的至少一个管道检测模组；其包括至少一个第二检测模块，用于对磁浮列车在通过管道前、通过管道时、通过管道后的管道外壁面的状态数据进行检测；核心交换机；其分别与两检测模组和数据处理中心通讯连接，用于接收来自两检测模块采集的检测数据并上传至数据处理中心。2.根据权利要求1所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述第一检测模块包括第一应力检测单元、第一振动检测单元和偏移量检测单元；三检测单元分别用于对桥墩本体应力数据、振动数据和偏移数据进行检测。3.根据权利要求2所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述桥墩检测模组还包括第一数据存储单元与之通讯连接的第一交换机；所述第一数据存储单元与所述第一检测模块通讯连接，用于对第一检测模块所采集到的各项桥墩数据进行存储，并传输至第一交换机内；且所述第一交换机与核心交换机通讯连接，用于将桥墩数据发送至核心交换机内。4.根据权利要求1～3中任一项所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述第二检测模块包括第二应力检测单元、第二振动检测单元、形变检测单元和温度检测单元；四检测单元分别用于对管道外壁面的应力数据、振动数据、形变数据以及管道外壁面的温度数据进行检测。5.根据权利要求4所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述管道检测模组还包括第二数据存储单元和与之通讯连接的第二交换机；所述第二数据存储单元与所述第二检测模块通讯连接，用于收集各检测单元所采集到的管道数据，并将其发送至第二交换机内；且该第二交换机与核心交换机通讯连接，用于将收集到的管道数据发送至核心交换机内。6.根据权利要求4所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述形变检测单元包括竖向形变检测单元和横向形变检测单元，其分别用于对管道在竖向和横向上的形变数据进行采集。7.根据权利要求1～6中任一项所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，还包括时间戳服务器；其分别与所述桥墩检测模组、管道检测模组和核心交换机通讯连接，用于对齐两模组和核心交换机的时间戳。8.根据权利要求7所述的用于管道磁浮交通的检测系统，其特征在于，所述桥墩检测模组和所述管道检测模组沿管道的铺设方向间隔设置有多组。9.一种用于管道磁浮交通的检测方法，其特征在于，所述检测方法基于权利要求1～8中任一项所述的用于管道磁浮交通的检测系统来实现，其包括以下步骤：s100：利用所述桥墩检测模组和所述管道检测模组分别对桥墩和管道的数据进行采集；s200：将采集到的桥墩数据和管道数据传输至核心交换机内；
s300：通过所述核心交换机将桥墩数据与管道数据传输至数据处理中心内；s400：数据处理中心对收集到的数据进行检测和分析。10.根据权利要求9所述的用于管道磁浮交通的检测方法，其特征在于，在步骤s100中，利用所述桥墩检测模组和管道检测模组对桥梁和管道数据的采集，具体包括以下步骤：s101：对桥梁和管道在列车经过前和经过时，以及列车经过后，分别进行三次数据的检测。
技术总结本发明公开了一种用于管道磁浮交通的检测系统及方法，属于真空管道磁浮领域，其通过桥墩检测模组和管道检测模组对真空管道磁浮列车在穿过桥墩和管道前、穿过时和穿过后，桥墩的振动、形变和沉降，以及管道本体的振动、应力以及形变和温度等多项数据进行监测，并将检测到的数据传输到数据处理中心进行实验分析。本发明的用于管道磁浮交通的检测系统，通过多样的检测方式，实现对管道和桥墩多维度的数据采集，同时采集列车在穿过前、穿过时以及穿过后的数据，形成不同的数据模组，方便实验人员针对列车对管道以及桥梁造成的影响进行分析，具有良好的实用价值与应用前景。具有良好的实用价值与应用前景。具有良好的实用价值与应用前景。
技术研发人员：蔡秉江
受保护的技术使用者：中铁第四勘察设计院集团有限公司
技术研发日：2022.07.15
技术公布日：2022/11/1
