基于IoT傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時鋼軌檢測系統(tǒng)①

于曉東 趙玉良 劉志強(qiáng) 牛軒煜 沙曉鵬 谷 林 詹志坤

(*東北大學(xué)秦皇島分校控制工程學(xué)院 秦皇島 066004) (**中鐵山橋集團(tuán)有限公司 秦皇島 066299) (***燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院 秦皇島 066004)

0 引 言

鐵路作為客貨運(yùn)輸?shù)闹饕绞剑谏鐣?jīng)濟(jì)和人們的日常生活中發(fā)揮著重要作用[1]。隨著列車運(yùn)行速度和列車載重的不斷提高，保障列車運(yùn)行的安全性、可靠性越來越成為鐵路系統(tǒng)部門工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。為了使列車能夠按照規(guī)定的速度，平穩(wěn)、安全和不間斷地運(yùn)行，必須保證鐵路始終處于相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的良好狀態(tài)，因此要求鐵路線路養(yǎng)護(hù)部門定期對鐵路線路進(jìn)行系統(tǒng)檢查。

在鐵路線路的養(yǎng)護(hù)修理作業(yè)中，軌道扣件松脫檢測是主要任務(wù)之一，目前鐵路部門常采用人工巡檢和動態(tài)軌道檢查車巡檢2種方式來實(shí)現(xiàn)。前者依靠巡檢工人沿鐵路線對重要部件進(jìn)行逐一排查，并以目測方式給出檢查結(jié)果，該方法由于受人的主觀影響較大，因此所需時間長，效率低，漏檢、誤檢率高[3]。后者利用大型軌道檢查車來進(jìn)行鋼軌檢測，不僅可以反映出扣件在列車車輪荷載作用下的松動情況，而且由于減少了人為因素，檢測效率和準(zhǔn)確率均有所提高。但是巡檢過程需要占用軌道資源，無法同時檢測列車運(yùn)行過程的狀態(tài)參數(shù)，例如列車速度、所經(jīng)過的車廂節(jié)數(shù)等，因而無法完成長時間實(shí)時監(jiān)測任務(wù)。

近年來，計(jì)算機(jī)、微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro mechanical system， MEMS)傳感器及各種通信技術(shù)的迅速發(fā)展，為鐵路扣件松脫檢測和列車狀態(tài)自動探測技術(shù)的發(fā)展提供了良好基礎(chǔ)[4]。……