一种轨道板上拱分布式监控方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110337084A(43)申请公布日2019.10.15(21)申请号201910620162.8(22)申请日2019.07.10(71)申请人北京交通大学地址100044北京市海淀区西直门外上园村3号(72)发明人余祖俊朱力强许西宁罗婷(74)专利代理机构北京集智东方知识产权代理有限公司11578代理人陈亚斌关兆辉(51)Int.Cl.H04W4/38(2018.01)H04W84/18(2009.01)G01C9/00(2006.01)B61K9/08(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图6页(54)发明名称一种轨道板上拱分布式监控方法及系统(57)摘要本发明提出了一种轨道板上拱分布式监控方法及系统，通过倾角传感器、微控制器以及汇聚节点的协同作用，实时检测轨道板上拱角度，并通过对上拱角度进行数据处理，将火车经过时检测的角度值滤除，从而保留轨道板静态时测量的角度值，并将轨道板上拱角度值转化为上拱高度进行输出，输出的上拱高度可以与轨道板允许最高上拱高度进行比较是否超过限度，再进一步进行判断是否需要报警。本发明的控制过程采用实时监控的方式，检测轨道板上拱角度变化，提高检测效率。CN110337084ACN110337084A权利要求书1/2页1.一种轨道板上拱分布式监控系统，所述系统包括：ARM微控制器、倾角传感器、以及汇聚节点，其特征在于，所述ARM微控制器通过I/O控制倾角传感器和Zigbee模块开始工作；所述倾角传感器采集一组完整的倾角数据，所述数据汇聚节点包括Zigbee模块、数据处理模块以及无线路由器，所述Zigbee模块接收倾角传感器采集的数据；所述数据处理模块对接收到的倾角数据进行处理，具体为，建立倾角数据矩阵，在倾角数据矩阵中提取此时的数据频率特征后，与轨道谱提供的车辆纵向加速度阈值进行对比，当频率特征超过所设置的阈值后就滤除干扰数据，基于得到的倾角数据，经过模型转换后得到轨道板上拱高度；所述无线路由器将所述上拱高度数据上传至云端服务器，所述云端服务器将接收到的上拱高度数据与所设置的门限值进行比对，判断轨道板是否上拱。2.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述ARM微控制器用于与倾角传感器同步通信，将原始倾角数据存入ARM内存中；以及，与Zigbee模块同步通信，将接收到的数据发送至Zigbee模块，以及，用于提供时钟支持，控制系统休眠功能。3.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述倾角传感器将采集到的数据原始数据格式为：数据域部分为12byte，分为三组，分别为x轴角度、y轴角度和温度，每组4字节为压缩BCD码，首位为符号位，“0”为正，“1”为负，三位整数值，四位小数位。4.根据权利要求3所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述倾角传感器采用水平安装方式。5.根据权利要求4所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述倾角传感器为BWM426型倾角传感器。6.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述Zigbee模块为SZ05-STD型ZigBee无线串口通信模块。7.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述无线路由器采用MR-900W高速WCDMA3G路由器发送数据。8.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，所述数据汇聚节点还包括电源模块，用于给系统供电，其中，电源模块包括电池-usb供电切换电路和电平转换电路，电平转换电路包括3.7转9v电路和9v转3.3v电路；电池-usb供电切换电路利用三极管和MOS的开关特性来实现双电源无缝自动切换。9.根据权利要求1所述的轨道板上拱分布式监控系统，其特征在于，ARM微控制器控制系统休眠，在工作模式下外设正常运行，内核CPU及SRAM供电，未使用外设的时钟默认关闭；休眠时处于待机模式。10.一种轨道板上拱分布式监控方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、采集原始倾角数据；步骤S2、完整采集一组倾角值后建立倾角数据矩阵；步骤S3、在倾角数据矩阵中提取此时的数据频率特征后，与轨道谱提供的车辆纵向加速度阈值进行对比，当频率特征超过所设置的阈值后就滤除干扰数据；2CN110337084A权利要求书2/2页步骤S4、基于得到的倾角数据，经过模型转换后得到轨道板上拱高度，并与所设置的门限值进行比对，判断轨道板是否上拱。3CN110337084A说明书1/8页一种轨道板上拱分布式监控方法及系统技术领域[0001]本发明轨道板上拱检测领域，尤其涉及一种轨道板上拱分布式监控方法及系统。背景技术[0002]CRTSⅡ型板式无砟轨道结构是我国高速铁路(客运专线)采用的主要轨道结构