对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法、装置和系统与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法、装置和系统。

背景技术

对轨道进行打磨可以起到延长轨道使用寿命、消除轨道缺陷、减小接触应力、控制伤损、改善导向、控制噪声等作用，从而节约更换轨道、镟修轮对的费用，并确保铁路运行的安全舒适。

现有技术中，通常采用轨道打磨列车对轨道进行打磨。轨道打磨列车通常由车下多个打磨车组成，每个打磨车有2个轮对，可在轨道上走行。目前中国铁路使用的轨道打磨列车在实际运用中多次出现打磨车在作业过程中出现脱轨的现象，当出现这种现象时，如不及时反应，会导致打磨车擦伤钢轨，对列车运行造成隐患。如何保证对打磨车进行监测，预防出现脱轨现象成为了打磨列车使用过程中继续解决的技术问题。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是提供一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法、装置和系统，在打磨车的导向轮上设置传感器，通过对传感器的感测信号的监控和报警，从而预防轨道打磨列车因脱轨损害轨道。

(二)技术方案

为解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，包括：获取传感器发出的脱轨报警信号；如果获取的脱轨报警信号满足预设报警条件，则进行报警。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，所述预设报警条件包括：发出脱轨报警信号的传感器的数量是否达到预定数量阈值；和/或每个脱轨报警信号的持续时间是否到达预定时间阈值。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，其中，如果获取到单个传感器发出的脱轨报警信号，则进行第一级别报警；所述第一级别报警包括：生成并发送警报信息。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，其中，如果在预定时间内获取到设置于同一个打磨车上的多个传感器的脱轨报警信号，则进行第二级别报警；所述第二级别报警包括：生成并发送警报信息，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，其中，所述警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识和/或脱轨的导向轮的位置信息或编号标识。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法的步骤。

根据本发明的另一方面，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，包括：信号获取模块，用于获取传感器发出的脱轨报警信号；报警模块，判断获取的脱轨报警信号满足预设报警条件，如果是则进行报警。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，所述预设报警条件包括：发出脱轨报警信号的传感器的数量是否达到预定数量阈值；和/或每个脱轨报警信号的持续时间是否到达预定时间阈值。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，其中，所述报警模块，还用于在当获取到单个传感器发出的脱轨报警信号，则进行第一级别报警；所述第一级别报警包括：生成并发送警报信息。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，其中，所述报警模块，还用于当在预定时间内获取到设置于同一个打磨车上的多个传感器的脱轨报警信号，则进行第二级别报警；所述第二级别报警包括：生成并发送警报信息，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令。

进一步，所述的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，其中，所述警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识和/或脱轨的导向轮的位置信息或编号标识。

根据本发明的另一方面，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统，包括：传感器，设置于打磨车的导向轮上，用于检测所述导向轮是否脱离轨道，如果是则发出脱轨警报信号，并将脱轨警报信号发送给输入输出模块；输入输出模块，用于接收所述传感器发送的脱轨警报信号，并将脱轨警报信号发送至总控制器；总控制器，所述总控制器包括存储器和处理器，所述处理器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时用于实现上述任一项所述对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法的步骤。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

1、本发明在打磨车的导向轮上设置传感器，通过对传感器的感测信号的监控和报警，从而预防轨道打磨列车因脱轨损害轨道。

2、本发明根据多个的传感器的脱轨报警信号的汇总和预设的判断逻辑，使得报警的准确性高，误判率低。

3、本发明接线简单，资源利用率高。

本发明提供的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统，通过预制线缆和信号线将每节车厢的多个传感器连接到该车厢配备的输入输出模块上，每节车厢的输入输出模块仅需通过现场总线跟总控制器通讯，使得总控制器能够采集所有传感器的感测信号，并经过逻辑分析处理后再通过现场总线向各个报警设备输出报警信息或指令。从传感器到输入输出模块再到总控制器，接线距离短，接线方式简单，资源利用率高。

4、报警设备中，采用了上位机，且给上位机设计了专用的简介的便于操作的人机交互界面，实现了警报信息的实时监控，并配备有报警指示灯和蜂鸣器等报警设备，在报警发生后，触摸屏即时弹出警报信息，便于操作员在报警发生的第一时间确认脱轨位置，做出相应响应。并可根据plc制定报警逻辑和相应设置，准确判断脱轨状态，误报率低。

总控制器也可在发出报警提示的同时向打磨列车控制系统发送控制指令，便于打磨列车控制系统做出相应反应，提高打磨列车控制系统的反应时间，减少了脱轨造成的损失。

系统设置有即时信息显示，显示实时状态并记录历史数据，便于分析脱轨原因和防治。

5、本发明提供的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统，以总控制器为控制中心，通过现场总线连接扩展模块，便于集成和扩展其他功能，例如：火灾检测系统、波磨测量系统、远程控制系统。

附图说明

图1是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法；

图2是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置；

图3是本发明提供的电子设备的硬件结构示意图；

图4是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的硬件连接关系示意图；

图5是上位机的人际交互界面示意图；

图6是传感器安装支架和可调节保护壳的立体图；

图7是图6的主视图；

图8是图6的左视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法，如图1所示，该方法包括如下步骤s1和s2：

步骤s1，获取传感器100发出的脱轨报警信号。

其中，轨道打磨列车可以行使在轨道上，轨道打磨列车包括：至少一节车厢和设置在每节车厢下方的至少一个打磨车。每个打磨车具有至少一个导向轮，每个导向轮设置一个传感器100。传感器，用于检测所述导向轮是否脱离轨道，如果是则发出脱轨警报信号。

在一个具体实施例中，传感器通过检测其与轨道之间的距离是否超过预设距离值确定所述导向轮是否脱离轨道。

在一个具体实施例中，传感器的可以采用接近开关，基于电磁感应原理工作。检测距离可以设置为5厘米，当传感器检测到其与轨道之间的距离超过5厘米则发出脱轨警报信号。

步骤s2，如果获取的脱轨报警信号满足预设报警条件，则进行报警。

其中，预设报警条件包括：发出报警信号的传感器的数量是否达到预定数量阈值；和/或每个报警信号的持续时间是否到达预定时间阈值。

在一个具体实施例中，步骤s1中获取的是传感器100感测的其与轨道的距离的感测信号。其中，感测信号包括正常信号和脱轨警报信号。步骤s2中，在获取到感测信号后，判断感测信号是否为脱轨报警信号。如果感测信号为脱轨报警信号，且满足预设报警条件，则进行报警。

在一个具体实施例中，如果获取到单个传感器发出的脱轨报警信号，则进行第一级别报警；所述第一级别报警包括：生成并发送警报信息；

在另一个具体实施例中，如果在预定时间内获取到设置于同一个打磨车上的多个传感器的脱轨报警信号，则进行第二级别报警；所述第二级别报警包括：生成并发送警报信息，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令。

其中，警报信息可以根据不同的报警设备400例如：上位机、指示灯、蜂鸣器、音响、led提示器等从而通过文字、画面、声音等的形式予以呈现。

在本发明对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法的另一实施例中，警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识、脱轨的导向轮的位置信息或编号标识中的一种或多种。

例如，可以通过显示设备显示以下警报信息或通过音响设备语音播报以下警报信息。

c1车打磨车脱轨！！！10:44:3317/12/15

c1车2号打磨车左后方导向轮脱轨！！！10:44:3317/12/15

c1车2号打磨车右前方导向轮脱轨！！！10:44:3317/12/15

c1车2号打磨车01号导向轮脱轨！！！10:44:3317/12/15

c1车2号打磨车02号导向轮脱轨！！！10:44:3317/12/15

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的产品实施例，图2是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置，如图2所示，该装置包括：信号获取模块301和报警模块302。

信号获取模块301，用于获取传感器100发出的脱轨报警信号；报警模块302，用于判断获取的脱轨报警信号满足预设报警条件，如果是则进行报警。其中，预设报警条件包括：发出脱轨报警信号的传感器的数量是否达到预定数量阈值；和/或每个脱轨报警信号的持续时间是否到达预定时间阈值。

其中，每个脱轨报警信号的持续时间是否到达预定时间阈值指的是：判断每个传感器发出脱轨报警信号的持续时间是否达到预定时间阈值(例如：1秒)，当判定脱轨报警信号的持续时间达到预定时间阈值时，则进行报警。例如：0.5秒之前有个传感器发出脱轨报警信号，0.5秒之后，则恢复正常，此时则不必进行警报。这样做的好处是：防止传感器因轨道打磨列车行驶在不同的路况或工况下，如列车通过坡道、曲线或震动严重时，出现短暂跳动而产生误报。进一步，预定时间阈值并可根据现场情况进行设置，从而进一步提高报警准确率。

在本发明对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的另一实施例中，信号获取模块301获取的是传感器100感测的其与轨道的距离的感测信号。其中，感测信号包括正常信号和脱轨警报信号。报警模块302在获取到感测信号后，判断感测信号是否为脱轨报警信号。如果感测信号为脱轨报警信号，且满足预设报警条件，则进行报警。

在本发明对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的另一实施例中，报警模块302，还用于在当获取到单个传感器发出的脱轨报警信号，则进行第一级别报警；所述第一级别报警包括：生成并发送警报信息。

在本发明对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的另一实施例中，报警模块302，还用于当在预定时间内获取到设置于同一个打磨车上的多个传感器的脱轨报警信号，则进行第二级别报警；所述第二级别报警包括：生成并发送警报信息，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令。所述警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识和/或脱轨的导向轮的位置信息或编号标识。

上述设置第一级别报警和第二级别报警的好处是：当在只有一个传感器报警时，说明轨道打磨列车除了发生脱轨的情况外，也可能是因为列车运行在复杂的工况和路况，例如坡道和曲线，导致出现单个传感器发出脱轨报警信号，在这种不能明确到底是什么原因导致的单个传感器发出警报时，不能盲目的采取控制措施，仅仅发出警报信息提示工作人员查看列车运行情况即可。当同一个打磨车上的多个传感器(两个或两个以上)发出脱轨报警信号，则可以确定轨道打磨列车发生脱轨，此时，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令，以对轨道打磨列车的运行进行控制。

在本发明对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的另一实施例中，警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识、脱轨的导向轮的位置信息或编号标识中的一种或多种。

实施例3

图3是本发明提供的电子设备的硬件结构示意图。

如图3所示，本发明还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器以及存储器，图3中以一个处理器为例。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的电子设备的结构并不构成对本发明实施例的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

处理器可以由集成电路(integratedcircuit，简称ic)组成，例如可以由单颗封装的ic所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装ic而组成。举例来说，处理器可以仅包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)，也可以是cpu、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，简称dsp)、图形处理器(graphicprocessingunit，简称gpu)及各种控制芯片的组合。在本发明实施方式中，cpu可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机课执行程序以及模块，如本申请实施例中的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置对应的程序模块(例如，附图2所示的信号获取模块301和报警模块302)。处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法实施例的处理方法。

存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；在本发明实施例中，操作系统可以是android系统、ios系统或windows操作系统等等。存储数据区可存储依据对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控装置的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或者其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器。上述网络的实施例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

实施例4

根据本发明实施例4，提供了一种对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统，图4是根据本发明实施例的对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的硬件连接关系示意图，如图4所示，该系统包括：传感器100、输入输出模块200和总控制器300。

传感器100，设置于打磨车的导向轮上，用于检测所述导向轮是否脱离轨道，如果是则发出脱轨警报信号，并将脱轨警报信号发送给输入输出模块200。例如，在一个具体实施例中，所述轨道打磨列车包括：至少一节车厢和设置在每节车厢下方的至少一个打磨车；每个打磨车具有4个导向轮，每个导向轮设置有一个传感器100。

需要说明的是，传感器100能够实时感测其与轨道的距离得到感测信号，并将感测信号发送至输入输出模块200。其中，感测信号包括正常信号和脱轨警报信号。

输入输出模块200，用于接收所述传感器100发送的脱轨警报信号，并将脱轨警报信号发送至总控制器300。输入输出模块200即i/o模块。例如，在一个具体实施例中，每个i/o模块与2个打磨车的传感器100连接。即接收2个打磨车共计8个传感器100输入的感测信号，并通过现场总线实时传递给总控制器300。

总控制器300，所述总控制器300包括存储器和处理器，所述处理器上存储有计算机程序，所述程序被所述处理器执行时用于实现上述任一项所述对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控方法的步骤。总控制器300在获取到感测信号时，判断感测信号是否为脱轨报警信号。如果感测信号为脱轨报警信号，且满足预设报警条件，则进行报警。

在一个具体实施例中，总控制器300可以采用plc控制器。

在另一个具体实施例中，轨道打磨列车包括6节车厢，每节车厢具有2个打磨车，每个打磨车具有4个导向轮，每个导向轮设置一个传感器100。总控制器300接收6*2*4＝48个传感器100发送的脱轨警报信号，并实时对接收到的脱轨警报信号进行汇总。当出现每个打磨车的多个导向轮所对应的传感器100中同时有两个或两个以上的传感器发出脱轨警报信号，则进行第二级别报警；所述第二级别报警包括：生成并发送警报信息，生成并向打磨列车控制系统发送控制指令。

其中，警报信息包括：脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识和/或脱轨的导向轮的位置信息或编号标识。其中，脱轨的时间信息可以由总控制器300根据接收到的每个传感器发出脱轨警报信号的时间信息得到。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，总控制器300还用于存储历史警报信息。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，还包括报警设备400。报警设备400用于接收并显示或播放警报信息。其中，报警设备400为上位机、指示灯、蜂鸣器、音响、led提示器中的一种或多种。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，当报警设备400为上位机，上位机包括：显示器、存储器和人际交互设备。

其中，显示器，用于显示所述警报信息；存储器，用于存储历史警报信息；人际交互设备，用于获取用户的输入数据。

图5是上位机的人际交互界面示意图。

如图5所示，上位机的人际交互界面包括以下内容：

实时报警记录控件，用于显示警报信息，警报信息包括脱轨的时间信息、脱轨的打磨车的位置信息或编号标识、脱轨的导向轮的位置信息或编号标识中的一种或多种。

报警联动激活状态控件，用于显示报警联动功能是否打开。

导向轮运行状态图像控件，用于实时显示打磨车的多个导向轮的运行状态，其中，当图像中的导向轮呈现为绿色，表示该导向轮运行正常；当图像中的导向轮呈现为红色，表示该导向轮发生脱轨。

输入输出模块200通信状态图像控件，用于实时显示打磨车的输入输出模块200的通讯状态，其中，当图像中的输入输出模块200呈现为白色，表示该输入输出模块200通讯正常；当图像中的输入输出模块200呈现为黄色，表示该输入输出模块200通讯通讯故障。

停止监控按钮，它有两个状态：开始监控和停止监控，开始监控用于打开监控功能，进行实时监控；停止监控用于停止监控功能。

报警确认按钮，用于报警时关闭报警声音和指示灯，警报信息不清除。

复位开关按钮，用于在故障修复后清除警报信息，系统初始化。其中，复位开关按钮在启动时需要获取权限信息，这样可以防止发生误触。

报警日志按钮，用于显示报警记录界面。

注销返回按钮，用于返回上一界面。

？按钮，用于显示帮助界面。

logo按钮，用于显示公司信息界面。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，上位机还设置有复位开关实体按钮。复位开关实体按钮同上述复位开关按钮作用相同，用于在故障修复后清除警报信息，系统初始化。复位开关实体按钮需要钥匙才能启动，这样可以防止发生误触。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，当报警设备400为指示灯时，总控制器300在判定否出现脱轨事件时，控制指示灯发出亮光。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，当报警设备400为蜂鸣器时，总控制器300在判定否出现脱轨事件时，控制蜂鸣器播放蜂鸣声。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，当报警设备400为音响时，总控制器300在判定否出现脱轨事件时，控制音响广播预存的语音提示。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，总控制器300还可以将警报信息发送至打磨车运行控制系统，从而使得打磨车运行控制系统根据警报信息及时调整打磨车的运行，防止脱轨的打磨车继续运行损害到钢轨。

图6是传感器安装支架和可调节保护壳2。

如图6所示，在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，还包括：传感器安装支架1和固定设置在所述传感器安装支架1的可调节保护壳2。

其中，传感器安装支架1，呈u形，u形的两端分别固定设置于导向轮支架3上。

可调节保护壳2，呈l形竖向设置，顶端固定在传感器安装支架1的u形的中部。可调节保护壳2与传感器安装支架1的固定连接处设置有可纵向调节的螺孔。传感器100安装在可调节保护壳2内，通过调节该螺孔可以实现调节传感器100的安装高度，调整范围为10毫米左右。l形的可调节保护壳2下部距离轨道的轨面约30毫米，传感器100的测量范围为50毫米。

可调节保护壳2对传感器100和和线缆都进行了有效保护，防水、防尘、防高温。可调的目的一方面是为了弥补传感器安装支架1在与导向轮支架3焊接时，由于定位精度不准确造成的高度误差，另一方面是为了弥补由于打磨车变形造成的高度误差。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，还包括：波纹管。波纹管通过安装件固定设置在传感器安装支架1上。

传感器100与输入输出模块200的连接电缆设置在波纹管内，从而使得连接电缆得到保护。

在对轨道打磨车的打磨小车脱轨的监控系统的另一个实施例中，连接电缆选用阻燃屏蔽型电缆，可有效抗高温抗干扰。由于采用现场总线结构和防水快速插头，整个系统电缆数量较之前方案大幅缩减，有效减少了系统故障的发生和安装难度。

本发明带来的经济效益。

1、减少行车中断所造成的损失。

目前在铁路行业，根据中断行车的时间长短不同，构成相应的行车安全事故，对一个站段的直接间接经济损失就会达到30万元左右。

2、节约更换损伤的钢轨、扣件成本。

钢轨成本在每公里线路直接成本中占最大的比重。按目前更换钢轨直接成本计算，每公里约为100万元。如以单次破坏200米线路计算，产生的直接损失为20万元。

3、打磨车设备损坏导致的停工成本。

正常情况下，每台打磨车每日可完成20遍公里的钢轨打磨任务，按路局维修成本4300元/遍公里计算，每日的损失达8.6万元。预计设备修复需要5日，造成的停工成本为43万元。

4、修复打磨车设备所需的成本。

打磨车脱轨，最可能造成的是打磨装置区域的设备损坏。目前所使用的基本为进口材料，如按损坏4个打磨装置计算，预计损失达80万元。

综上所述，单次打磨车脱轨可能造成的损失达170万元以上。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。