本发明涉及无砟轨道-桥梁安全运营监测,具体涉及一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统。
背景技术:
1、轨道交通工程的快速发展,尤其在高速铁路、重载铁路、城市地铁轻轨等领域,而轨道-桥梁结构是轨道健康运营过程中重要的一环,轨道-桥梁结构在服役过程中受到高频反复的列车荷载和外界环境交变作用,轨道-桥梁结构体系会出现不同程度的病害,包括轨道板开裂、混凝土桥梁开裂等等,这些病害不仅仅会对轨道-桥梁结构体系造成损伤,更严重的会导致其运营的安全性。故需要对无砟轨道-桥梁结构体系全寿命周期内的伤损行为进行全时段,全区域的智能化监测,避免结构体系的养护维修错过最佳时机,甚至造成结构体系崩溃的严重后果。
2、传统的对于无砟轨道-桥梁结构体系的监测有通过人工进行定期巡检的,但是通过人工巡检的方式开展轨道-桥梁结构体系病害监测和诊治,存在诊疗速度慢、病害恶化严重的问题,且周期性巡检不能及时发现无砟轨道-桥梁的损伤,会导致修护不及时的问题,且人力成本大,主观性较强;随着物联网的发展,采用单一的传感器进行监测,监测的指标单一,不够全面,导致监测不到位,导致有些损伤发现不了,或者发现不及时的问题。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,所采用的技术方案具体如下:
2、本发明一个实施例提供了一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,系统包括:监测设备布置模块、监测数据采集模块和桥梁监测模块;
3、监测设备布置模块,用于在无砟轨道-桥梁上布置监测设备,所述监测设备包括传感器监测设备、内部隐患监测设备和车-轨-桥系统空间位形测试设备;
4、监测数据采集模块,用于利用监测设备采集监测数据,并建立监测数据库;
5、桥梁监测模块,用于根据监测数据库对无砟轨道-桥梁结构体系进行监测,并进行预警和养护。
6、优选地,所述传感器监测设备用于桥梁振动响应监测、梁体动挠度监测、支座位移监测、轨道结构振动监测、轨道结构位移监测、梁体应变监测、梁缝位移监测、梁端倾角监测、轮轨力监测、风速风向监测、温湿度监测、列车运行速度监测。
7、优选地,所述内部隐患监测设备为轨道板板下隐蔽性病害超声连续探测设备,利用超声波进行连续探测,获取无砟轨道结构内部隐蔽病害数据;在进行监测时,在轨道板上沿线路走向布设测线,分别位于承轨台中央和两侧,将主机与程控电机置于轨道板板尾,接收换能器置于轨道板头。
8、优选地,所述车-轨-桥系统空间位形测试设备,包括平行光视觉测量单元、光源单元、设备固定单元、工控单元和标靶单元;
9、平行光视觉测量单元用于测量高速铁路箱梁竖向振动位移、轨道竖向高频振动位移及轨道多层结构间竖向相对位移;光源单元采用近红外光源,为不可见光;固定单元采用卡扣式固定结构,用于固定平行光视觉测量单元;工控单元用于相机的控制与数据采集传输,内置网络通信模块;标靶单元用于设置并固定轨道板标靶和轨道标靶。
10、优选地,所述利用监测设备采集监测数据,包括:
11、对布置好监测设备按照相应的采集制度和采样频率进行实时数据采集,且不同监测涉笔的时间序列数据保持同步,连续记录的监测数据以小时为单位进行保存,采用二进制压缩文件格式进行保存。
12、优选地,所述建立监测数据库,包括:
13、监测数据库包括原始数据库、预处理数据库、分析数据库、实时查询数据库和错误信息库;
14、原始数据库中的数据为采集的原始的监测数据;预处理数据库中的数据为采集的原始数据进行预处理后的数据,预处理操作为对数据进行降噪处理,剔除异常监测数据;分析数据库中的数据为对预处理数据库中的数据进行分析获得数据;实时查询数据库中的数据用于工作人员的实时查询;错误信息数据库中的数据为监测设备采集监测数据过程中的报错信息数据以及有误差的原始的监测数据。
15、优选地,所述监测数据采集模块还用于采集离线监测数据,离线监测数据的获取包括:在监测的无砟轨道-桥梁处,建立现场腐蚀环境暴露试验场,每半年取样一次进行结构体系耐久性劣化试验,获取离线监测数据;离线监测数据同样纳入监测数据库。
16、优选地,所述桥梁监测模块包括预警子模块;预警子模块包括单监测设备预警和多监测设备融合预警;单监测设备预警为设置单个监测设备的预警阈值,根据监测设备采集的监测数据与预警阈值作比较进行预警;多监测设备预警权重设置包括对各个监测设备的权重进行设置,进行融合预警。
17、优选地,所述桥梁监测模块包括养护子模块;养护子模块包括制定日常巡检任务和制定预警巡检任务;日常巡检任务为周期线巡检任务,设定巡检周期和巡检路线,形成日常巡检任务包,派送给巡检人员,巡检人员按照巡检路线进行巡检;
18、制定预警巡检任务,当预警发生时,定位预警发生的位置,形成预警巡检任务包,发送给巡检人员,由巡检人员进行巡检。
19、本发明实施例至少具有如下有益效果:本发明对监测设备进行了布置,其中布置监测设备包括传感器监测设备、内部隐患监测设备和车-轨-桥系统空间位形测试设备,从各方面对无砟轨道-桥梁结构体系进行监测,不仅能够监测器其内部隐患,同时利用车-轨-桥系统空间位形测试设备对车-轨-桥系统空间的位形进行监测和数据采集,能够提高数据采集的精度以及监测的准确性,且能够节省人力,提升监测的客观性;监测数据采集模块,用于利用监测设备采集监测数据,并建立监测数据库,方便监测数据的存储以及后续对于无砟轨道-桥梁结构体系的监测;根据监测数据库对无砟轨道-桥梁结构体系进行监测,并进行预警和养护,利用监测数据进行监测代替了传统的人工巡检的方式,节省人力成本,提高监测的精度,同时根据监测的结果进行养护,能够保证无砟轨道-桥梁结构体系正常运营,提高其使用寿命。
1.一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,该系统包括:监测设备布置模块、监测数据采集模块和桥梁监测模块;
2.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述传感器监测设备用于桥梁振动响应监测、梁体动挠度监测、支座位移监测、轨道结构振动监测、轨道结构位移监测、梁体应变监测、梁缝位移监测、梁端倾角监测、轮轨力监测、风速风向监测、温湿度监测、列车运行速度监测。
3.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述内部隐患监测设备为轨道板板下隐蔽性病害超声连续探测设备,利用超声波进行连续探测,获取无砟轨道结构内部隐蔽病害数据;在进行监测时,在轨道板上沿线路走向布设测线,分别位于承轨台中央和两侧,将主机与程控电机置于轨道板板尾,接收换能器置于轨道板头。
4.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述车-轨-桥系统空间位形测试设备,包括平行光视觉测量单元、光源单元、设备固定单元、工控单元和标靶单元;
5.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述利用监测设备采集监测数据,包括:
6.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述建立监测数据库,包括:
7.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述监测数据采集模块还用于采集离线监测数据,离线监测数据的获取包括:在监测的无砟轨道-桥梁处,建立现场腐蚀环境暴露试验场,每半年取样一次进行结构体系耐久性劣化试验,获取离线监测数据;离线监测数据同样纳入监测数据库。
8.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述桥梁监测模块包括预警子模块;预警子模块用于预警,包括单监测设备预警和多监测设备融合预警;单监测设备预警为设置单个监测设备的预警阈值,根据监测设备采集的监测数据与预警阈值作比较进行预警;多监测设备预警权重设置包括对各个监测设备的权重进行设置,进行融合预警。
9.根据权利要求1所述的一种无砟轨道-桥梁结构体系智能监测系统,其特征在于,所述桥梁监测模块包括养护子模块;养护子模块用于无砟轨道-桥梁结构体系养护,包括制定日常巡检任务和制定预警巡检任务;日常巡检任务为周期线巡检任务,设定巡检周期和巡检路线,形成日常巡检任务包,派送给巡检人员,巡检人员按照巡检路线进行巡检;
