1.本技术涉及轨道监测领域，尤其涉及一种轨道交通健康智能监测系统及监测方法。


背景技术：

2.轨道是承载列车运行并提供列车运行路线的重要装置，而在列车运行过程中，由于列车车轮和轨道之间紧密贴合，从而会产生较大的摩擦，轨道表面经过长时间的摩擦后会出现波磨的情况，从而影响列车运行的平稳度，甚至还会对乘客的人生安全造成威胁。因此，需要对轨道的波磨情况进行准确监测，从而当轨道出现波磨情况时，能够及时对轨道进行维修。


技术实现要素：

3.为了提高对轨道的波磨情况监测的准确率，本技术提供了一种轨道交通健康智能监测系统及监测方法。
4.在本技术的第一方面，提供了一种轨道交通健康智能监测系统。该系统包括：第一振动传感器，用于采集列车运行过程中经过轨道各位置处的首次振动数据，所述首次振动数据包括列车振动幅值和列车振动频率；第二振动传感器，用于采集列车运行过程中经过轨道各位置处的复检振动数据，所述复检振动数据包括列车振动幅值和列车振动频率；摄像单元，用于对轨道表面进行摄像；诊断控制模块，用于根据所述首次振动数据判断轨道各个位置是否为具有波磨的疑似故障位置，若是，则开启摄像单元，再根据所述疑似故障位置的所述复检振动数据确定所述疑似故障位置是否为波磨位置，若是，则对所述波磨位置进行摄像，若否，则关闭摄像单元；其中，所述第一振动传感器、所述第二振动传感器和所述摄像单元沿列车运行方向依次安装于列车的转向架上。
5.通过采用上述技术方案，第一振动传感器采集列车运行过程中轨道各个位置处的首次振动数据，并将首次振动数据上传至诊断控制模块，诊断控制模块根据首次振动数据判断轨道各个位置是否为具有波磨的疑似故障位置，当检测到某一位置为疑似故障位置，则控制摄像单元开启，再结合该疑似故障位置的复检振动数据再次判断该位置是否真的存在波磨，避免将其他因素造成列车的振动识别为轨道波磨造成的振动，当疑似故障位置的复检振动数据与首次振动数据相同时，则诊断控制器控制摄像单元开始对轨道进行拍摄，通过拍摄的图像能够再次确认该疑似故障位置是否为波磨位置，从而提高了对轨道的波磨情况监测的准确率。
6.优选的，所述诊断控制模块具体用于将轨道各个位置的所述首次振动数据与预设振动数据范围进行比较，若所述首次振动数据处于所述预设振动数据范围内，则识别该位
置为所述疑似故障位置。
7.优选的，所述诊断控制模块具体用于将所述疑似故障位置的所述复检振动数据和所述首次振动数据进行比较，若所述复检振动数据和所述首次振动数据相同，则识别所述疑似故障位置为所述波磨位置。
8.优选的，所述拍摄命令延迟预设的延迟时间后输出至摄像单元，所述延迟时间采用下述公式进行计算：其中，t为所述延迟时间；l为所述第二振动传感器与所述摄像单元之间的距离；v为列车运行的速度。
9.优选的，该系统还包括多个车轮检测仪，多个所述车轮检测仪布置在所述第一振动传感器的周围，用于采集车轮直径；所述诊断控制模块具体用于在识别某个轨道位置为具有波磨的疑似故障位置后，根据所述车轮直径判断车轮是否失圆，若否，则开启摄像单元。
10.在本技术的第二方面，提供了一种轨道交通健康智能监测方法。该方法包括：采集列车运行过程中经过轨道各位置处的首次振动数据和复检振动数据，所述首次振动数据和所述复检振动数据包括列车振动幅值和列车振动频率；根据所述首次振动数据判断轨道各个位置是否为具有波磨的疑似故障位置，若是，则开启摄像单元；根据所述疑似故障位置的所述复检振动数据确定所述疑似故障位置是否为波磨位置，若是，则对所述波磨位置进行摄像，若否，则关闭摄像单元。
11.优选的，所述根据所述首次振动数据判断轨道各个位置是否为具有波磨的疑似故障位置包括：将轨道各个位置的所述首次振动数据与预设振动数据范围进行比较，若所述首次振动数据处于所述预设振动数据范围内，则识别该位置为所述疑似故障位置。
12.优选的，所述根据所述疑似故障位置的所述复检振动数据确定所述疑似故障位置是否为波磨位置包括：将所述疑似故障位置的所述复检振动数据和所述首次振动数据进行比较，若所述复检振动数据和所述首次振动数据相同，则识别所述疑似故障位置为所述波磨位置。
13.优选的，所述对所述波磨位置进行摄像还包括：延迟预设的延迟时间后对所述波磨位置进行摄像，所述延迟时间采用下述公式进行计算：其中，t为所述延迟时间；l为所述第二振动传感器与所述摄像单元之间的距离；v为列车运行的速度。
14.优选的，所述开启摄像单元之前还包括：当判断某个轨道位置为具有波磨的疑似故障位置时，采集车轮直径，根据所述车
轮直径判断车轮是否失圆，若否，则开启摄像单元。
15.应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本技术的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
16.结合附图并参考以下详细说明，本技术各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：图1是本技术实施例中轨道交通健康智能监测系统的方框图；图2是本技术实施例中轨道交通健康智能监测方法的流程图。
具体实施方式
17.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
18.一方面，本技术提供一种轨道交通健康智能监测系统。
19.参照图1，该系统包括用于采集列车运行过程中轨道各位置处的首次振动数据的第一振动传感器110、用于采集列车运行过程中轨道各位置处的复检振动数据的第二振动传感器120、用于对轨道表面进行摄像的摄像单元130以及用于判断轨道各位置是否具有波磨的诊断控制模块140。其中，第一振动传感器110、第二振动传感器120和摄像单元130沿列车运行方向依次安装于列车的转向架上。
20.需要说明的是，波浪形磨耗简称波磨。此外，首次振动数据是指安装列车安装第一振动传感器110的位置在运行过程中经过轨道各个位置处产生振动后，第一次采集到的列车振动数据。复检振动数据是指该列车安装第二振动传感器120的位置在经过轨道各个位置处产生振动后，第二次采集到的列车振动数据，首次振动数据和复检振动数据包括列车振动幅值和列车振动频率。
21.在本实施例中，第一振动传感器110在列车运行过程中先第一次采集列车振动数据，诊断控制模块140根据首次振动数据来初次判断轨道上是否存在波磨位置，若诊断控制模块140检测出某位置存在波磨，则控制摄像单元130开机，再通过该位置的复检振动数据来进行二次复核，若诊断控制模块140根据复检振动数据判断出该位置确认为存在波磨，则控制摄像单元130对该位置处进行摄像，用户可以再次根据拍摄的图像确定是否真的存在波磨，从而提高了对轨道的波磨情况监测的准确率。
22.下面对第一振动传感器110、第二振动传感器120、摄像单元130以及诊断控制模块140进行具体介绍。
23.第一振动传感器110安装于列车靠前车厢的转向架上，在列车运行过程中，第一振动传感器110一直保持开启状态。第一振动传感器110实时将首次振动数据采集，并上传至诊断控制模块140。
24.第二振动传感器120安装于列车中部位置的转向架上，在列车运行过程中，第二振动传感器120同样一直保持开启状态。第二振动传感器120实时采集复检振动数据，并上传至诊断控制模块140。
25.摄像单元130包括一个高速精密摄像仪131，该高速精密摄像仪131安装于列车尾部位置的转向架上，高速精密摄像仪131受诊断控制模块140的控制进行开启或关闭。
26.诊断控制模块140接收第一振动传感器110和第二振动传感器120上传的首次振动数据和复检振动数据，并通过分析控制高速精密摄像仪131开启或关闭。
27.具体地，在列成行驶过程中，第一振动传感器110首次采集列车经过轨道各个位置处后产生振动的列车振动数据，并上传至诊断控制模块140。诊断控制模块140将首次振动数据与预设振动数据范围进行比较，若首次振动数据在预设振动数据范围内，则诊断控制模块140识别该位置为疑似故障位置，同时诊断控制模块140会输出开启命令至高速精密摄像仪131，使高速精密摄像仪131开机。诊断控制模块140会再次对比该位置的复检振动数据，若复检振动数据与首次振动数据相同，则识别为波磨位置，并输出拍摄命令至高速精密摄像仪131，来控制高速精密摄像仪131开始对轨道进行拍摄。
28.需要说明的是，预设振动数据范围是根据当列车经过波磨后产生振动的历史列车振动数据来进行设置的。具体地，取历史列车振动数据中列车振动幅值和列车振动频率的最大值和最小值作为预设振动数据范围。
29.在一些实施例中，拍摄命令需要延迟预设的延迟时间后再输出至高速精密摄像仪131。使高速精密摄像仪131在到达该位置时再开始拍摄，减少资源浪费。延迟时间采用下述公式进行计算：其中，t为延迟时间；l为第二振动传感器120与高速精密摄像仪131的距离；v为列车运行的速度。
30.在一些实施例中，轨道交通健康智能监测系统还包括两个车轮检测仪150，两个车轮检测仪150分别布置在靠近第一振动传感器110的车轮处，来采集车轮的直径。具体地，当诊断控制模块140根据首次振动数据识别出某位置为意思故障位置后，诊断控制模块140控制车轮检测仪150对车轮的直径进行采集，车轮检测仪150将采集的车轮直径上传至诊断控制模块140，诊断控制模块140将采集的车轮直径与车轮原始直径进行比对，来判断车轮是否失圆。若是，则不开启高速精密摄像仪131；若否，则输出开启命令至高速精密摄像仪131。从而排除由于车轮失圆而导致的列车振动。
31.另一方面，本技术实施例提供一种轨道交通健康智能监测方法，应用于上述轨道交通健康智能监测系统。参照图2，该方法包括以下步骤：步骤210：采集列车运行过程中经过轨道各位置处的首次振动数据和复检振动数据。
32.步骤220：根据首次振动数据判断轨道各个位置是否为具有波磨的疑似故障位置，若是，则开启摄像单元130。
33.步骤230：根据疑似故障位置的复检振动数据确定疑似故障位置是否为波磨位置，若是，则对波磨位置进行摄像，若否，则关闭摄像单元130。
34.需要说明的是，首次振动数据是指列车安装第一振动传感器110位置处经过轨道各个位置时列车产生的振动数据；复检振动数据是指列车安装第二振动传感器120再次经
过轨道各个位置时列车产生的振动数据。首次振动数据和复检振动数据包括列车振动幅值和列车振动频率。
35.在一些实施例中，步骤220还包括：将轨道各个位置的首次振动数据与预设振动数据范围进行比较，若首次振动数据处于预设振动数据范围内，则识别该位置为疑似故障位置。需要说明的是，预设振动数据范围是根据历史列车振动数据进行设置的，具体为：历史列车振动数据中列车振动幅值和列车振动频率的最大值和最小值作为预设振动数据范围。
36.在一些实施例中，步骤220中开启摄像单元130之前还包括：当判断某个轨道位置为具有波磨的疑似故障位置后，采集第一振动传感器110位置附近的车轮直径，将采集的车轮直径与车轮原始直径进行对比，来判断车轮是否失圆。若是，则不开启摄像单元130；若否，则开启摄像单元130。从而排除由于车轮失圆而导致的列车振动。
37.在一些实施例中，步骤230还包括：将疑似故障位置的复检振动数据和首次振动数据进行比较，若复检振动数据和首次振动数据相同，则识别疑似故障位置为波磨位置。
38.在一些实施例中，步骤230中对波磨位置进行摄像还包括：延迟预设的延迟时间后，再对波磨位置进行摄像。延迟时间采用下述公式进行计算：其中，t为延迟时间；l为第二振动传感器120与摄像单元130之间的距离；v为列车运行的速度。
39.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的申请范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离前述申请构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中申请的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。