本發(fā)明涉及一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，本發(fā)明還涉及一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)方法，屬于鐵路安全檢測(cè)裝置領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

正常情況下，聲風(fēng)屏障條固定在立柱的固定槽內(nèi)，不會(huì)掉落。但是列車高速經(jīng)過引起的氣流波動(dòng)、氣候環(huán)境因素等原因，會(huì)導(dǎo)致聲風(fēng)屏障條與立柱接觸縫隙長度發(fā)生變化導(dǎo)致聲風(fēng)屏障條脫落。如果聲風(fēng)屏障條掉落至軌道上將會(huì)造成特別重大的安全事故。所以需要對(duì)聲風(fēng)屏障進(jìn)行定期檢查維護(hù)，避免特別重大安全事故的發(fā)生。

本發(fā)明主要解決鐵路沿線聲風(fēng)屏障條與固定立柱之間相關(guān)安全參數(shù)的快速測(cè)量、記錄，并通過遠(yuǎn)程通信將數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器。通過大數(shù)據(jù)的分析，找出參數(shù)變化的原因。為測(cè)量鐵路沿線聲風(fēng)屏障提供一種高效、快捷、準(zhǔn)確、并且能夠進(jìn)行自動(dòng)分析的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為制定鐵路沿線聲風(fēng)屏障維護(hù)，安裝方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的依據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及方法，以解決上述問題。

本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括：第一相機(jī)，第二相機(jī)，第三相機(jī)；相機(jī)支撐桿，前端用于安裝第一相機(jī) 和第二相機(jī)；云臺(tái)，支撐相機(jī)支撐桿，并帶動(dòng)相機(jī)支撐桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，平臺(tái)，安裝云臺(tái)，平臺(tái)沿鐵軌運(yùn)動(dòng)，其中，第一相機(jī)拍攝聲風(fēng)屏障條和立柱上方的間隙，第二相機(jī)拍攝螺栓，第三相機(jī)拍攝立柱的垂直度。

進(jìn)一步，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，還可以具有這樣的特征，還具有：第四相機(jī)，第四相機(jī)用于拍攝砧木上的記號(hào)來記錄行進(jìn)位置。

進(jìn)一步，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，還可以具有這樣的特征：其中，螺栓上具有緊固對(duì)準(zhǔn)線，當(dāng)?shù)谝幌鄼C(jī)拍攝到對(duì)準(zhǔn)線沒有對(duì)齊時(shí)，系統(tǒng)記錄并報(bào)警。

進(jìn)一步，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，還可以具有這樣的特征，還具有：配重塊，設(shè)置在相機(jī)支撐桿的末端，平衡相機(jī)支撐桿。

進(jìn)一步，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，還可以具有這樣的特征:其中，第三相機(jī)朝向聲風(fēng)屏障條的立面。

本發(fā)明還提供一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

如上述任意一項(xiàng)的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，以及通信系統(tǒng)和后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，其中，通信系統(tǒng)將檢測(cè)信息傳送給后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的正常值，判斷聲風(fēng)屏障的螺栓是否松動(dòng)、聲風(fēng)屏障條是否發(fā)生位移、以及立柱的垂直度是否處于正常范圍內(nèi)，若上述參數(shù)超出正常值，則進(jìn)行報(bào)警，并存儲(chǔ)正常和不正常的數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，還可以具有這樣的特征：其中，在聲風(fēng)屏障條的立面上具有位置標(biāo)示線，當(dāng)位置標(biāo)示線與其初始位置相比發(fā)生變化時(shí)，后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)記錄并報(bào)警。

本發(fā)明還提供一種鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于檢測(cè)起始點(diǎn)；

步驟二：啟動(dòng)各相機(jī)，對(duì)聲風(fēng)屏障條和立柱上方的間隙，螺栓擰緊情況和立柱的垂直度進(jìn)行拍攝；

步驟三：將拍攝到的數(shù)據(jù)與預(yù)定的正常數(shù)值進(jìn)行比較，如果超出正常范圍，則報(bào)警，并且通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)形 成報(bào)警記錄，如果拍攝到的數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)，則通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟四：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)生成報(bào)表。

發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，由于采用了三個(gè)相機(jī)進(jìn)行視覺檢測(cè)，分別對(duì)聲風(fēng)屏障條和立柱上方的間隙，螺栓的擰緊情況，以及立柱的垂直度。因此無需人爬到高處進(jìn)行檢視，提高了檢測(cè)效率。

另外，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置攜帶方便，組裝快速，適應(yīng)戶外作業(yè)。

另外，本發(fā)明的鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量效率高，安全性高，能夠大量的檢測(cè)參數(shù)的變化從而判斷聲風(fēng)屏障條是否有掉落的風(fēng)險(xiǎn)。

進(jìn)一步，本發(fā)明通過對(duì)聲風(fēng)屏障條的初始數(shù)據(jù)收集，排除險(xiǎn)情。然后對(duì)所有合格的聲風(fēng)屏障條做標(biāo)記，通過標(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)低成本的巡檢。

測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，并通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳回后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，避免人工錄入數(shù)據(jù)效率低下且易出錯(cuò)的缺點(diǎn)。

所有測(cè)量數(shù)據(jù)保存，為大數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，找出尺寸變化的原因，根據(jù)分析結(jié)果制定合理的安裝維護(hù)方案。

附圖說明

圖1是鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖；

圖3是鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)方法的流程圖；

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

圖1是鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置具有：第一相機(jī)1，第二相機(jī)2，第三相機(jī)5，第四相機(jī)9，相機(jī)支撐桿4，云臺(tái)6，電氣控制箱7，平臺(tái)17。

第一相機(jī)1拍攝聲風(fēng)屏障條3和立柱16上方的間隙，聲風(fēng)屏障包括立柱16和夾在兩根立柱16中間的聲風(fēng)屏障條3，在本實(shí)施方式中，立柱16采用H型鋼。

第二相機(jī)2拍攝螺栓15的緊固狀態(tài)，當(dāng)螺母和螺桿上的指示線對(duì)齊，或者說處于一條直線上時(shí)，說明螺栓15處于緊固狀態(tài)。當(dāng)螺母和螺桿上的指示線沒有對(duì)齊，或者說錯(cuò)開時(shí)，說明螺栓處于松動(dòng)狀態(tài)。緊固和松動(dòng)可由視覺軟件或者人工進(jìn)行判斷。另外，通過相機(jī)拍攝到的圖像也可以檢查螺栓的銹蝕和脫落等異常情況。

第三相機(jī)5拍攝立柱16的垂直度，第三相機(jī)5朝向聲風(fēng)屏障的內(nèi)側(cè)立面，第三相機(jī)5可以連接在云臺(tái)上。聲風(fēng)屏障條3的立面上具有位置標(biāo)示線18，當(dāng)位置標(biāo)示線18與其初始位置相比發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)記錄并報(bào)警。位置標(biāo)示線18為在離立柱邊界距離D的位置做的一條豎直標(biāo)記，此豎直標(biāo)記貫穿兩根立柱之間的各條聲風(fēng)屏障條。當(dāng)位置標(biāo)示線18是一條直線時(shí)說明聲風(fēng)屏障條3沒有位移。當(dāng)檢測(cè)到標(biāo)示線18中的直線錯(cuò)開時(shí)說明聲風(fēng)屏障有位移，設(shè)直線位移后離立柱邊界距離為D1，則聲風(fēng)屏障條3的位移＝D-D1。

第四相機(jī)9，第四相機(jī)9用于拍攝砧木14上的記號(hào)來記錄行進(jìn)位置。

相機(jī)支撐桿4，前端用于安裝第一相機(jī)1和第二相機(jī)2；

云臺(tái)6，支撐相機(jī)支撐桿4，并帶動(dòng)相機(jī)支撐桿4進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，相機(jī)支 撐桿可沿云臺(tái)6做360度旋轉(zhuǎn)。

平臺(tái)17，安裝云臺(tái)6，平臺(tái)17沿鐵軌運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)17的下面具有導(dǎo)輪12，導(dǎo)輪12帶動(dòng)平臺(tái)17在鐵軌13上運(yùn)動(dòng)。

螺栓15上具有緊固對(duì)準(zhǔn)線，當(dāng)?shù)诙鄼C(jī)拍攝到對(duì)準(zhǔn)線沒有對(duì)齊時(shí)，系統(tǒng)記錄并報(bào)警。

配重塊10，設(shè)置在相機(jī)支撐桿4的末端，平衡相機(jī)支撐桿4。

電機(jī)11為整個(gè)鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置提供行走動(dòng)力。

通過電氣控制箱7來處理四臺(tái)相機(jī)所收集的數(shù)據(jù)。

鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置還具有顯示屏8，操作人員通過顯示屏8操作并讀取數(shù)據(jù)。

平臺(tái)17上還具有把手，推動(dòng)把手，使整臺(tái)設(shè)備通過導(dǎo)輪12在導(dǎo)軌13上移動(dòng)。顯示屏8可以設(shè)置在把手上，以方便操作人員讀取數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步，上述鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置，結(jié)合通信系統(tǒng)和后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，形成鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：視覺測(cè)量系統(tǒng)，包括上述的第一相機(jī)到第四相機(jī)。如圖2所示，后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，報(bào)表和處理方案生成系統(tǒng)?，F(xiàn)場測(cè)量設(shè)備包括視覺測(cè)量系統(tǒng)，現(xiàn)場數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，現(xiàn)場測(cè)量控制系統(tǒng)。多套現(xiàn)場測(cè)量設(shè)備和共用一套后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。

系統(tǒng)的工作過程如圖3所示，測(cè)量設(shè)備在現(xiàn)場展開后，由操作人員推著測(cè)量設(shè)備步行前進(jìn)。視覺系統(tǒng)中的相機(jī)由連桿固定在聲風(fēng)屏障條3的頂部方向。當(dāng)視覺系統(tǒng)判斷到達(dá)立柱位置后，開始進(jìn)行拍照測(cè)量。測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果超差則報(bào)警，并通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)將 數(shù)據(jù)傳輸至后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)形成報(bào)警記錄。如果沒有超差則將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)要求生成報(bào)表及解決方案。

其中，通信系統(tǒng)將檢測(cè)信息傳送給后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定的正常值，判斷聲風(fēng)屏障的螺栓、聲風(fēng)屏障條3、以及立柱16的垂直度是否處于正常范圍內(nèi)，若上述參數(shù)超出正常值，則進(jìn)行報(bào)警，并存儲(chǔ)正常和不正常的數(shù)據(jù)。

檢測(cè)過程如下：

步驟一：將鐵路聲風(fēng)屏障安全監(jiān)測(cè)裝置設(shè)置于檢測(cè)起始點(diǎn)；

步驟二：啟動(dòng)各相機(jī)，對(duì)聲風(fēng)屏障條和立柱上方的間隙，螺栓擰緊情況和立柱的垂直度進(jìn)行拍攝；

步驟三：將拍攝到的數(shù)據(jù)與預(yù)定的正常數(shù)值進(jìn)行比較，如果超出正常范圍，則報(bào)警，并且通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)形成報(bào)警記錄，如果拍攝到的數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)，則通過遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)管理系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)；

步驟四：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)生成報(bào)表。

在檢測(cè)結(jié)束后，對(duì)所有合格的聲風(fēng)屏障條3做標(biāo)記，以實(shí)現(xiàn)低成本的巡檢。

各檢測(cè)部位的測(cè)量方式和參數(shù)如下：

1)、聲風(fēng)屏障與軌道外側(cè)距離≤2.7米時(shí)，絕緣連桿4放于云臺(tái)6上，可以帶動(dòng)第一相機(jī)1和第二相機(jī)2，360度方向旋轉(zhuǎn)測(cè)量。

2)、聲風(fēng)屏障與軌道外側(cè)距離≥2.7米或聲風(fēng)屏障高度＞3米時(shí)，絕 緣連桿4可以與云臺(tái)6分離，由人工托舉測(cè)量。第一相機(jī)1和第二相機(jī)2所安裝的絕緣連桿4的前端裝有滾輪，分體式測(cè)量時(shí)，滾輪能夠在聲風(fēng)屏障頂部滾動(dòng)，減輕測(cè)量人員的負(fù)重。

3)、測(cè)量時(shí)，只要相機(jī)與被測(cè)物體相對(duì)高度保持一致即可準(zhǔn)確測(cè)量立柱16的角度和間隙尺寸。拍照后0.1秒即能顯示測(cè)量尺寸和角度。

4)、在測(cè)量聲風(fēng)屏障固定立柱底層間距和頂層間距的同時(shí)，第三相機(jī)5直接測(cè)量立柱16與固定平面的夾角，并記錄。當(dāng)角度超過預(yù)定值時(shí)則報(bào)警。這里的預(yù)定值可以在5°到15°之間進(jìn)行選擇，具體值應(yīng)由相應(yīng)路段的實(shí)際情況而定。

5)、聲風(fēng)屏障條3的長度尺寸為a，頂層的聲風(fēng)屏障條3與兩側(cè)立柱16之間的縫隙尺寸分別為b1，b2，用于聲風(fēng)屏障固定的立柱16的底層間距為L1，頂層間距為L2。由第三相機(jī)5可測(cè)得L1,L2,由第一相機(jī)1可測(cè)得b1，b2。

如：L1>L2則

a＝L2-(b1+b2)

L1-a<第一預(yù)定值，則認(rèn)為合格，如果不是則認(rèn)為不合格。在本實(shí)施方式中此第一預(yù)定值可以為50mm，在其它的實(shí)施方式中，第一預(yù)定值的范圍可以在40-60mm中進(jìn)行選擇。

如：L1<L2則

a＝L1-(b1+b2)

L2-a<第二預(yù)定值，則認(rèn)為合格，如果不是則認(rèn)為不合格。在本實(shí)施方式中此第二預(yù)定值可以為50mm，在其它的實(shí)施方式中，第二預(yù)定值的 范圍可以在40-60mm中進(jìn)行選擇。

如：b1+b2>第三預(yù)定值，則認(rèn)為不合格。在本實(shí)施方式中此第三預(yù)定值可以為50mm，在其它的實(shí)施方式中，第三預(yù)定值的范圍可以在

40-60mm中進(jìn)行選擇。

6)、將立柱16的傾斜分為三種形式：兩根立柱垂直，這時(shí)只需要測(cè)量聲風(fēng)屏障條與立柱的縫隙尺寸；立柱之間成倒“八”字，此時(shí)需要將立柱與水平面的夾角與設(shè)定值比較，當(dāng)立柱與水平面的夾角小于設(shè)定值時(shí)則報(bào)警；立柱間成正“八”字形，這種情況下不僅需要比較立柱與水平面的夾角，還需要對(duì)聲風(fēng)屏障條逐一進(jìn)行測(cè)量。

7)、在離立柱邊界距離D的位置做一條豎直標(biāo)記。當(dāng)標(biāo)記是一條直線時(shí)說明聲風(fēng)屏障條沒有位移。當(dāng)檢測(cè)到直線分開時(shí)說明聲風(fēng)屏障有位移，設(shè)位直線位移后離立柱邊界距離為D1，則聲風(fēng)屏障條位移＝D-D1。

8)、立柱內(nèi)側(cè)固定螺栓由3號(hào)相機(jī)進(jìn)行拍攝，外側(cè)固定螺栓由2號(hào)相機(jī)進(jìn)行觀察，如發(fā)現(xiàn)異常則報(bào)警，異常包括脫落、生銹或者松動(dòng)。螺栓緊固狀態(tài)的檢測(cè)，可以使用類似檢測(cè)聲風(fēng)屏障位移的方式。在螺栓緊固后，畫一條直線，當(dāng)發(fā)現(xiàn)豎直線條不在一條直線上時(shí)即認(rèn)為螺栓松動(dòng)需要緊固。

9)、立柱16的編碼基于里程，測(cè)量設(shè)備在起始測(cè)量點(diǎn)輸入起始點(diǎn)里程，設(shè)備向前運(yùn)動(dòng)時(shí)編碼器開始測(cè)量設(shè)備移動(dòng)的距離。測(cè)量聲風(fēng)屏障條3的縫隙尺寸時(shí)同步保存立柱里程信息。第四相機(jī)9檢測(cè)枕木上的里程標(biāo)記用于校準(zhǔn)里程數(shù)。如果有報(bào)警信號(hào)則將立柱的里程信息發(fā)送回調(diào)度 室，以快速確定問題發(fā)生的地點(diǎn)。

10)、測(cè)量時(shí)需避開接觸網(wǎng)和回流線?；亓骶€高度為5米，安全距離為1.5米，測(cè)量傳感器高度0.2米，當(dāng)聲風(fēng)屏障高度超過3.1米時(shí)，測(cè)量傳感器離回流線的距離小于安全范圍。

聲風(fēng)屏障檢測(cè)合格做標(biāo)記后可以進(jìn)行正常的日檢，周檢，月檢和年檢。日檢或周檢可采用人工方式，觀察標(biāo)記變化，來判斷聲風(fēng)屏障是否有變化。當(dāng)發(fā)現(xiàn)位置變化，記錄并報(bào)警。對(duì)報(bào)警點(diǎn)用設(shè)備復(fù)測(cè)，如果超差則馬上進(jìn)行處理，處理完成檢驗(yàn)合格后重新做標(biāo)記。月檢采用檢測(cè)設(shè)備觀察標(biāo)記變化，及測(cè)量立柱垂直度。來判斷是否超差，如果超差則報(bào)警。報(bào)警處理完畢并檢驗(yàn)合格后重新做標(biāo)記。年檢采用檢測(cè)設(shè)備，不僅檢測(cè)聲風(fēng)屏障立柱垂直度，并且對(duì)聲風(fēng)屏障頂部的間隙進(jìn)行測(cè)量。如果尺寸超差則報(bào)警。報(bào)警記錄處理完畢檢驗(yàn)合格后重新對(duì)聲風(fēng)屏障做標(biāo)記。

通過對(duì)巡檢的分級(jí)(日檢，周檢，月檢，年檢)進(jìn)一步提高巡檢的頻次，降低巡檢成本，提高巡檢準(zhǔn)確率。