1.本发明属于真空管道磁浮领域，具体涉及一种管道磁浮交通的管内检测系统。
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，在现有技术中，虽有对高铁等磁悬浮列车等在运行时的检测系统，但是，由于真空管道磁悬浮列车的性能、原理、车速等方面与传统列车存在着较大的区别。因此，传统针对列车进行检测的系统无法满足真空管道轨道交通中，对磁悬浮列车和真空管道内部各项数据的检测需求。
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，本发明提供了一种管道磁浮交通的管内检测系统，其能够对磁悬浮列车在运行的过程中，车辆的悬浮高度、横向偏移量、车辆的振动和真空管道内的各项数据进行检测，并传输至数据处理中心内，分析磁悬浮列车在运行时的各项数据，分析判断磁悬浮列车是否可稳定运行。
6.为实现上述目的，本发明提供一种管道磁浮交通的管内检测系统，用于真空管道磁浮中管道内部和列车在运行时的各项数据进行检测，包括对应真空管道设置的管道检测模组和对应磁悬浮列车设置的车辆检测模组；
7.所述管道检测模组设置在真空管道的内壁面上，其包括至少一个第一检测模块和与其通讯连接的第一存储单元，所述第一检测模块用于对真空管道内的各项数据进行检测，并将检测的数据存储到所述第一存储单元内；
8.所述车辆检测模组设置在磁悬浮列车上，其包括至少一个第二检测模块和与其通讯连接的第二存储单元，所述第二检测模块用于对车辆在行驶过程中的车辆数据进行检测，并将检测到的数据存储到所述第二存储单元内；
9.还包括核心交换机，其分别与两存储单元和核心交换机通讯连接，其用于采集两存储单元内所存储的数据，并将其传输至与数据处理中心。
10.作为本发明的进一步改进，所述管道检测模组有多组；且多个所述管道检测模组沿管道的延伸方向间隔设置，用于对管道不同段处的数据进行检测；
11.和/或
12.所述车辆检测模组有多组，且多个所述车辆检测模组沿纵向间隔设置在车辆上，用于对车辆不同位置处的数据进行检测。
13.作为本发明的进一步改进，所述核心交换机在车辆停止运行后，向所述管道检测模组和车辆检测模组发出数据采集的指令。
14.作为本发明的进一步改进，所述第一检测模块包括风速检测单元、风压检测单元、温湿度检测单元、噪声检测单元，各检测单元分别设置在管道的内部，用于对管道内风速、风压、温湿度和噪声进行检测。
15.作为本发明的进一步改进，所述第二检测模块包括压力检测单元、温度检测单元、振动检测单元、噪声检测单元、悬浮高度检测单元，其分别用于对车辆在运行的过程中车辆的表面的风压、温度、横向振动的偏移量和车辆的悬浮高度进行检测。
16.作为本发明的进一步改进，所述车辆检测模组还包括车速检测单元，其与所述第二存储单元通讯连接，用于对车辆在行驶过程中的速度进行检测并将车辆的速度数据存储到所述第二存储单元内。
17.作为本发明的进一步改进，所述第二检测模块还包括动子检测模组；
18.所述动子检测模组包括红外测温单元、加速度检测单元、抗压力检测单元和位移检测单元，其分别用于对车辆在行驶过程中的温度、加速度和抗压力以及横向偏移量进行检测。
19.作为本发明的进一步改进，所述加速度检测单元包括横向加速度检测单元、纵向加速度检测单元和垂向加速度检测单元，其分别用于对动子在三个方向上的加速度数据进行检测。
20.作为本发明的进一步改进，所述第一存储和第二存储单元与所述核心交换机之间分别通过第一交换机和第二交换机通讯连接。
21.作为本发明的进一步改进，还包括时间戳服务器，其分别与所述车辆检测模组、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。。
22.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。
23.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：
24.(1)本发明的管道磁浮交通的管内检测系统，其通过设置的车辆检测模组和管道检测模组，分别对磁悬浮列车在运行过程中，车辆的振动、压力、温度和悬浮高度，以及管道内的所产生的压力、风速、噪声和温湿度等多项数据进行检测，并通过核心交换机将所检测到的车辆数据和管内数据传输至数据处理中心内，进而通过数据处理中心对车辆和管道内的检测数据进行统计并分析。
25.(2)本发明的管道磁浮交通的管内检测系统，其利用多组管道检测模组设置位置的优选，使其能够对管道的不同位置处进行检测，进而使得管道检测模组所检测到的数据更加全面。同时，通过对多个车辆检测模组设置位置的优选，使其能够分别对车辆的前、中、后段三个位置进行检测，进而确保车辆检测模组对车辆在运行过程中车辆不同位置处的数据进行检测，使得系统对车辆和管内数据的检测更加全面。
26.(3)本发明的管道磁浮交通的管内检测系统，其通过多样的检测方式，配合多检测
点的设置形式，实现对磁悬浮列在运行过程中管内和车辆数据的多维度采集，并通过对多维度数据的处理与分析，判断磁悬浮列车在运行过程中车辆本体稳定性以及对真空管道内部造成的影响，方便实验人员根据数据分析结果定时、定期对管道进行维护或对车辆结构进行优化，具有良好的实用价值与应用前景。
附图说明
27.图1和图2是本发明实施例中管道磁浮交通的管内检测系统的整体组成图；
28.图3是本发明实施例中管道磁浮交通的管内检测系统中管道检测模组设置位置的示意图。
29.图4和图5是本发明实施例中管道磁浮交通管内检测系统中车辆检测模组设置位置的示意图。
具体实施方式
30.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。
31.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元件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。
32.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。
33.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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，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。
34.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。
35.实施例：
36.请参阅图1～5，本发明优选实施例中的管道磁浮交通的管内检测系统，其主要用于真空磁浮轨道交通试验线中，真空管道内的压力、风速、温度和噪声数据进行采集，并对
位于真空管道内的列车的各项数据进行采集、存储和处理。
37.具体而言，检测系统包括管道检测模组和车辆检测模组和与两模组通讯连接的核心交换机，管道检测模组包括第一检测模块和第二检测模块，两模块分别用于对车辆在运行时管道内的各项数据和车辆本体的各项数据进行采集，并将采集到的数据上传至核心交换机内，在通过核心交换机传输至数据处理中心内，并对管道内和车辆的各项数据进行分析与处理。
38.其中，对应检测模块包括风压检测单元、噪声检测单元、风速检测单元和温湿度检测单元，各检测单元分别设置在管道内部；风压检测单元用于测试车辆在通过时距离车辆外表面一定距离范围内的压力波动，风速检测单元用于测试模型车通过时空气的流动速度，噪声检测单元用于检测管道内由于气动所产生的噪声。更进一步地，对应各个检测单元设置有第一存储单元和与其通讯连接的第一交换机，第一存储单元分别与各个检测单元通讯连接，用于对各检测单元所采集到的管内数据进行收集和存储，并通过第一交换机发送至核心交换机内。
39.在一个具体的实施例中，风压检测单元、噪声检测单元、风速检测单元和温湿度检测单元分别为风压传感器、风速传感器、噪声传感器和温湿度检测传感器。风压传感器设置在管道内部，且其与车辆的外表面之间留有间距，风速传感器设置位置和安装方式与风压传感器类似，其也设置在管道内部，噪声传感器通过螺丝安装于管道内壁的安装耳上，而温湿度传感器则可设置在管道内壁上，且其检测方向与管道内部气体的流速的方向相反，使得气体能够与温湿度传感器充分接触。
40.在实际设置的过程中，风压传感器和风速传感器可通夹持工装安装在管道的侧面上，并且，该夹持工装还设置有可活动的关节，用于调节风压传感器与车辆外表面之间的距离，实现对管道内部不同位置处风速和风压的检测，以此进一步提高管道内数据的全面性。
41.进一步地，管道检测模组沿真空管道的延伸方向间隔设置有多组，进而对真空管道不同位置处的各项数据进行检测。
42.在实际设置的过程中，真空管道在大体上可分为进仓段、加速度段、测试段和减速段四个部分，如图3中所示。在一个具体的实施例中，在真空管道的加速段和减速段均呈等距间隔设置有三组管道检测模组，对加速、减速过程中管内的各项数据进行检测。同时，在测试段等距间隔设置有八组管道检测模组。每组管道检测模组在管道内的设置形式也如图3中所示。更进一步地，每组管道检测模组包括两个风压传感器、两个风速检测传感器、两个噪声检测传感器、两个温度传感器和一个湿度传感器。
43.进一步地，第二检测模块包括压力检测单元、振动检测单元、温度监测单元悬浮高度检测单元，其分别用于对车辆在行驶过程中其表面受到的压力、横向振动的幅度、车辆表面的温度和车辆磁悬浮的高度进行检测。且对应各检测单元设置有第二存储单元和与第二存储单元通讯连接的第二交换机，第二存储单元分别与各检测单元通讯连接，用于采集并存储各检测单元所检测到的车辆数据，第二交换机与核心交换机通讯连接，用于将第二存储单元内的数据传输至核心交换机内，并通过核心交换机传输至数据处理中心内，以此实现对车辆数据的采集、存储、传输与分析。
44.在一个具体的实施例中，振动检测单元为振动传感器、压力检测单元为风压传感器，温度监测单元为对应设置的温度传感器，其中振动传感器用于检测车辆三向角速度以
及车辆在行驶过程中的振幅和频率，悬浮高度传感器用于检测车辆在行驶时的悬浮高度。
45.进一步具体地，各个传感器的设置位置以及数量如图4和图5中所示，振动传感器和悬浮高度传感器设置在车辆的四角处，并在车辆的两侧还设置有横向偏移传感器，用于检测车辆在行驶过程中的在横向上的偏移量。
46.可以理解，上述所描写的横向为x轴方向，车辆的纵向则为y轴方向，而车辆的竖向则为车辆的悬浮高度方向，即z轴方向。
47.在实际应用的过程中，当列车管道内的进仓段、加速段、测试段和减速段内运行时，车辆检测模组对列车的各项数据进行四次采集，进而在不同维度上形成数据模组，以此方便实验人员对实验数据进行对比和分析，判断车辆在不同条件下的各项数据。
48.同时，在管道检测模组和车辆检测模组分别对管内和车辆的各项数据进行采集后，先分别存储到第一存储单元和第二存储单元内。在列车停止运行后，在通过核心交换机向第一交换机、第二交换机发出读取指令，调取两存储单元内的管内和车辆数据。由于管道检测模组和车辆检测模组所采集到的数据量较为庞大。因此，在上述数据传输的过程中，是采用非实时传输的方式进行的，这样可以减少网络传输的负担，保证数据传输的稳定。
49.此外，车辆检测模组还包括车速检测单元，车速检测单元包括视觉测速单元和激光光幕测速单元，其采用两种不同的方式对车辆在行驶时的速度进行测定，进而确保检测结果的准确性。
50.在一个具体的实施例中，如图3中所示，视觉测速单元设置在b6位置处，在真空管内内部的顶部和两侧面的中部各安装视觉测速单元；激光光幕测速单元设置在a2/b6/c2三处。共计4处进行定点车速检测。进而对车辆在加速段、减速段和测试段的速度进行检测。
51.更进一步地，车辆检测模组还包括动子检测单元红外测温单元、加速度检测单元、抗压力检测单元和位移检测单元，其分别用于对车辆在行驶过程中的温度、加速度和抗压力以及横向偏移量进行检测。进一步具体地，加速度检测单元包括横向加速度检测单元、纵向加速度检测单元和垂向加速度检测单元，用于对动子在三个轴向上的加速度进行检测。
52.此外，在实际设置的过程中，检测系统还包括时间戳服务器，时间戳服务器分别与车辆检测模组、管道检测模组和核心交换机通讯连接，用于同一车辆检测模组、管道检测模组和核心交换机的时间轴，确保各项数据的时间轴对准，方便后续对管道内数据和车辆数据进行比对。
53.更进一步地，在实际设置的过程中，检测系统还包括拓展模组，拓展模组可以是针对桥墩稳定性进行检测的模组、或是对针对管道外部设置的管外检测模组，且其也与核心交换机通讯连接，使其采集到的数据也能够将检测到的数据上传至核心交换机内，并传输至数据处理中心内。
54.本发明的管道磁浮交通的管内检测系统，其通过多样的检测方式，配合多检测点的设置形式，实现对磁悬浮列在运行过程中管内和车辆数据的多维度采集，并通过对多维度数据的处理与分析，判断磁悬浮列车在运行过程中车辆本体稳定性以及对真空管道内部造成的影响，方便实验人员根据数据分析结果定时、定期对管道进行维护或对车辆结构进行优化，具有良好的实用价值与应用前景。
55.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：1.一种管道磁浮交通的管内检测系统，用于真空管道磁浮中管道内部和列车在运行时的各项数据进行检测，其特征在于，包括对应真空管道设置的管道检测模组和对应磁悬浮列车设置的车辆检测模组；所述管道检测模组设置在真空管道的内壁面上，其包括至少一个第一检测模块和与其通讯连接的第一存储单元，所述第一检测模块用于对真空管道内的各项数据进行检测，并将检测的数据存储到所述第一存储单元内；所述车辆检测模组设置在磁悬浮列车上，其包括至少一个第二检测模块和与其通讯连接的第二存储单元，所述第二检测模块用于对车辆在行驶过程中的车辆数据进行检测，并将检测到的数据存储到所述第二存储单元内；还包括核心交换机，其分别与两存储单元和核心交换机通讯连接，其用于采集两存储单元内所存储的数据，并将其传输至与数据处理中心。2.根据权利要求1所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述管道检测模组有多组；且多个所述管道检测模组沿管道的延伸方向间隔设置，用于对管道不同段处的数据进行检测；和/或所述车辆检测模组有多组，且多个所述车辆检测模组沿纵向间隔设置在车辆上，用于对车辆不同位置处的数据进行检测。3.根据权利要求2所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述核心交换机在车辆停止运行后，向所述管道检测模组和车辆检测模组发出数据采集的指令。4.根据权利要求3所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述第一检测模块包括风速检测单元、风压检测单元、温湿度检测单元、噪声检测单元，各检测单元分别设置在管道的内部，用于对管道内风速、风压、温湿度和噪声进行检测。5.根据权利要求4所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述第二检测模块包括压力检测单元、温度检测单元、振动检测单元、噪声检测单元、悬浮高度检测单元，其分别用于对车辆在运行的过程中车辆的表面的风压、温度、横向振动的偏移量和车辆的悬浮高度进行检测。6.根据权利要求5所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述车辆检测模组还包括车速检测单元，其与所述第二存储单元通讯连接，用于对车辆在行驶过程中的速度进行检测并将车辆的速度数据存储到所述第二存储单元内。7.根据权利要求6所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述第二检测模块还包括动子检测模组；所述动子检测模组包括红外测温单元、加速度检测单元、抗压力检测单元和位移检测单元，其分别用于对车辆在行驶过程中的温度、加速度和抗压力以及横向偏移量进行检测。8.根据权利要求7所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述加速度检测单元包括横向加速度检测单元、纵向加速度检测单元和垂向加速度检测单元，其分别用于对动子在三个方向上的加速度数据进行检测。9.根据权利要求7所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，所述第一存储和第二存储单元与所述核心交换机之间分别通过第一交换机和第二交换机通讯连接。10.根据权利要求1～9中任一项所述的管道磁浮交通的管内检测系统，其特征在于，还
包括时间戳服务器，其分别与所述车辆检测模组、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。
技术总结本发明公开了一种管道磁浮交通的管内检测系统，属于真空管道磁浮领域，其通过设置的车辆检测模组和管道检测模组，分别对磁悬浮列车在运行过程中，车辆的振动、压力、温度和悬浮高度，以及管道内的所产生的压力、风速、噪声和温湿度等多项数据进行检测，通过核心交换机将所检测到的车辆数据和管内数据传输至数据处理中心内，并对检测的数据进行统计并分析。本发明的管道磁浮交通的管内检测系统，通过多样的检测方式，配合多检测点的设置形式，实现对磁悬浮列在运行过程中管内和车辆数据的多维度采集，通过对多维度数据的处理与分析，判断磁悬浮列车在运行过程中车辆本体稳定性以及对真空管道内部造成的影响，具有良好的实用价值与应用前景。值与应用前景。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
