CN108038556A - 一种跨座式单轨道岔健康保障*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种跨座式单轨道岔健康保障***，包括数据库、数据收集模块、状态分析模块、数据分析模块、健康优化模块和健康管理模块；数据收集模块采集道岔当前运行参数；状态分析模块分析获取道岔当前运行状态；数据分析模块对道岔历史健康状态进行分析；健康优化模块根据道岔健康状态分析结果结合道岔当前运行状态，对道岔健康管理进行优化；健康管理模块根据道岔健康优化模块的健康管理方案，对道岔进行维保。本发明技术方案的方法，针对目前的跨座式单轨道岔的健康状况只能事后进行检测的情况，通过建立完善的健康保障***，实现对跨坐式单轨道岔信息进行实时采集分析，实现对跨座式单轨道岔的健康状态的实时检测和维护。
Description
技术领域
本发明属于轨道交通健康保障领域，具体涉及一种跨座式单轨道岔健康保障***。
背景技术
我国城市的现有的交通***存在诸多问题，比如突出的有三个方面：高峰时段堵塞和拥挤严重，交通结构单一，对环境的影响较大。要根本解决交通问题，就必须调整现有的交通结构，发展各种轨道交通。作为中等运量的轨道交通，单轨铁路是符合我国城市需求的交通形式。单轨铁路通常为高架，高架单轨具有成本低、工期短的优点。而相对于高架的钢轨地铁而言，高架单轨占地少、污染小、能有效利用道路中央隔离带，适于建筑物密度大的狭窄街区的优点。此外，单轨列车和轨道容易检查和维修养护。因而单轨不失为大城市客流中等的交通线路和中等城市主要交通线路的较好选择。特别是在地形条件复杂，利用其他交通工具比较困难的情况下，能体现其优越性。可以认为，建设和发展单轨铁路是改善我国城市交通状况的一个有效途径。单轨铁路按照走行模式和结构，主要分成两类——悬挂式单轨和跨坐式单轨。
跨座式单轨是指通过单根轨道来支撑、稳定和导向，车体骑跨在轨道梁上运行的铁路。跨座式单轨特点是适应性强、噪声低、转弯半径小、爬坡能力非常强。相对于地铁来说，跨座式单轨建设周期仅为地铁的一半，造价成本仅为地铁的三分之一。跨座式单轨道岔是跨座式单轨交通中车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，采用与轨道梁相似的梁式结构，是线路安全、高效运营的关键设备。道岔的健康状态是轨道运行的重要保障，目前跨座式单轨道岔采用“检查-修理”的事后维修手段。其主要采取人工检查的方式，在夜间轨道运行的天窗时间通过专业的维修人员到现场进行就地检查。通过对电机、扣件等设施设备的检测，判定道岔的健康状态。
这种检查方式属于事后维修手段，具有一定的随机性，检测质量与检测人员的业务水平、工作状态息息相关，且不能实时检测，根据检查周期和工作安排具有一定的滞后性，只能安排维修人员定期进行巡检，及时性不能得到有效保证，不符合产品全寿命周期管理的理念。如果检测和维修不及时，容易引起安全事故，且这种维修方式需要耗费较大的人力物力，只能通过大面积摸排保证道岔的健康，发现问题具有随机性。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种跨座式单轨道岔健康保障***。本发明技术方案的方法，针对目前的跨座式单轨道岔的健康状况只能事后进行检测的情况，通过建立完善的健康保障***，实现对跨坐式单轨道岔信息进行实时采集分析，实现对跨座式单轨道岔的健康状态的实时检测和维护。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，包括数据收集模块、状态分析模块、数据分析模块、健康优化模块和健康管理模块；其中，所述数据收集模块、状态分析模块、数据分析模块、健康优化模块和健康管理模块依次连接同时分别与数据库相连接；
所述数据收集模块包括多个安装在轨道设施上的传感器和/或检测设备，用于采集道岔当前运行参数，并优选通过物联网数据总线将其汇总存储在数据库中；
所述状态分析模块根据道岔当前运行参数分析获取道岔运行状态，并优选通过物联网数据总线与数据库实现数据交换，从而将道岔当前运行状态信息存储在数据库中；
所述数据分析模块根据数据库中的道岔信息，对道岔健康状态进行分析，并将道岔健康状态分析的结果与道岔当前运行状态信息进行比较评估，对道岔健康状态进行评估；
所述健康优化模块根据道岔健康状态的评估结果，结合道岔运行状态，对道岔健康管理方案进行优化，获取更适合当前道岔运行状态的健康管理方案；
所述健康管理模块根据所述健康管理方案，对道岔进行维保管理，并将维保信息、道岔维保过程中的道岔故障信息以及道岔零部件信息存储到数据库中。
作为本发明技术方案的一个优选，健康管理模块包括维保管理模块和零部件管理模块，两者通过数据交互实现信息同步，所述维保管理模块与零部件管理模块根据健康优化模块的优化结果，实时更新维保信息、道岔维保过程中的道岔故障信息和/或道岔零部件信息；其中，
所述维保管理模块包括依次连接的维保计划管理单元、维保工单管理单元、维保记录管理单元、故障受理单元、维保预期管理单元以及维保逾期管理单元，其中，所述维保计划管理单元用于对道岔的健康管理方案进行管理，所述维保工单管理单元用于管理道岔维保过程中的维保工单，所述维保记录管理单元用于对道岔的维保记录进行管理，所述故障受理单元用于对维修保养过程中发现的道岔故障进行处理和记录，所述维保预期管理单元用于存储和管理道岔维修保养的目标数据，所述维保逾期管理单元用于对道岔超过预定期限的维保信息进行记录管理；
所述零部件管理模块包括依次连接的零部件信息库管理单元、零部件使用情况管理单元、零部件逾期管理单元和零部件更换记录管理单元，其中所述零部件信息库管理单元用于存储道岔维保过程所需零部件的数据信息，所述零部件使用情况管理单元用于对维保过程中的零部件使用情况进行记录，所述零部件逾期管理单元用于对维保过程中零部件逾期的情况予以记录管理，所述零部件更换记录管理单元用于对维保过程中零部件的更换进行记录。
作为本发明技术方案的一个优选，健康保障***还包括显示终端和消息推送模块，其中，
所述显示终端与数据库相连接，用于对数据库中的数据信息进行可视化显示；
所述消息推送模块与数据库相连接，用于将道岔监管、维保和/或运营的需求输出以用于根据道岔信息进行对道岔和/或轨道进行监管、维保和/或运营。
作为本发明技术方案的一个优选，数据分析模块利用数据库中的数据信息对道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息进行分析，根据所述道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息的一个或多个分析结果与道岔当前运行状态进行比较，获取道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息的分析结果与道岔当前运行状态之间的关系，并将其写入数据库，作为道岔健康管理方案的优化基础。
作为本发明技术方案的一个优选，数据收集模块收集的运行参数包括：有车通过道岔和/或无车通过道岔时的道岔驱动电机运行参数、道岔推杆参数、道岔台车参数、道岔梁体参数、噪声参数及道岔运行图像中的一种或多种。
作为本发明技术方案的一个优选，道岔驱动电机运行参数包括电机运行温度、轴转速以及轴振幅。
作为本发明技术方案的一个优选，道岔台车参数包括台车振动参数和台车行程参数。
作为本发明技术方案的一个优选，道岔梁体参数包括水平振动参数和竖直振动参数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
1)本发明技术方案的方法，采用全寿命周期管理模式，从道岔的日常运营到维护保养均进行完全监测和记录。通过对道岔状态的实时记录和分析，可以对现网中道岔的状态与可能出现的故障进行预测。
2)本发明技术方案的方法，通过对运营、维保行为的对应分析，可以统计、归纳出运营行为与维保行为之间的联系，通过有效的反馈机制和模拟仿真方法，可以得到道岔运营维保的最佳方案，指导跨座式单轨道岔的日常运营与维护保养工作。
3)本发明技术方案的方法，通过物联网技术，将运营任务和维保任务直接发送到终端上，操作人员得到清晰、明确的指令，管理人员得到完成全面的管理数据，有利于各层级的工作进展。
附图说明
图1是本发明实施例的跨座式单轨道岔健康保障测***结构示意图；
图2是本发明实施例的健康管理模块的层级结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
本发明技术方案的实施例中的跨坐式单轨健康保障***，主要包括：数据库，数据收集和数据分析，根据数据分析的结果可以获得针对当前道岔更加合适的健康保障***，从而更好地对其进行维保管理。
为实现上述目标，本实施例中采用数据收集模块来实现数据的收集，其中包括各种类型的传感器和监测设备，这些传感器和监测设备负责道岔电机参数、振动、噪声、定位数据、视频图像信息等各种状态信息的采集和传输。更具体来说，跨座式单轨道岔健康保障测***硬件方面，由安装在道岔设备上的各种类型的传感器和监测设备、数据采集、处理的控制单元与显示终端组成，这些设备通过用于数据传输、交换的物联网/数据总线相连接，以实现数据的交互。
具体来说，电机参数监测装置收集的数据主要包括电机的温度、轴转速、轴振幅等，本实施例中，电机温度监测优选通过温度传感器实现，安装在电机外壳上；轴转速监测通过霍尔转速传感器实现，安装在电机输出转轴上；轴振幅监测通过红外发射接收对管实现，装置安装在轴附近，当周振幅超过正常值时红外线被遮挡，发出报警信号。
振动检测装置主要包括水平、竖直加速度传感器，这些传感器可以安装在道岔梁底部、侧部、走行台车安装位置、支座安装位置等地方，用于对道岔梁在有车和无车的振动状态进行检测。通过对道岔梁振动特性的分析，可以监测道岔梁是否存在机械损坏及安装构件是否出现松动，道岔梁是否存在病害等。
行程监测装置可以安装在台车、道岔梁端部或锁定/定位机构处，对道岔梁行程进行监测，用于检查道岔驱动、执行、定位、锁定机构是否工作正常。
另外，本实施例中优选采用噪音分贝仪对列车过岔时产生的噪声进行监测；同时，高清摄像头优选安装在道岔附近，起到辅助监视的作用。
换而言之，本实施例中，数据收集模块的传感器采集数据的对象包括道岔驱动电机、推杆、可移动台车以及道岔梁体等在内的道岔设施设备的信息数据资料，包括驱动电机的电流、温度、轴转速、轴振幅等参数、推杆推力、行程的测量，台车的位置、道岔梁体的几何尺寸、振动幅度，以及车辆过岔时候的噪声、图像等。
采集到上述数据后，传感器进一步通过安装在道岔附近的数据集成装置对数据进行汇总集成，再通过物联网传输到跨座式单轨道岔健康保障***处理终端，终端接收传感器采集的数据，并对其进行进一步的分析。本实施例中，图像数据是通过数据总线进行传输的，采集到的图像数据可以实时显示在控制中心大屏上。
本实施例中的跨座式单轨道岔健康保障***，优选将传感器收集到的数据存储在数据库中，然后并调用数据分析程序对收集到的原数据进行分析，确定当前轨道的运行状态，即利用状态分析模块对道岔当前的运行状态进行分析，并将分析获得的道岔运行状态结果存储到数据库中，作为历史数据以供下次分析使用。结合数据中存储的运营、维保的相关信息，跨座式单轨道岔健康保障***的分析程序可以对轨道的维护保养计划进行不断地优化，针对具体的轨道有针对性的进行调整，同时还可以指导线路的运营，实现对跨座式单轨道岔全寿命周期管理。如图2所示。
具体来说，本实施例中，数据收集模块(即道岔上安装的传感器等)收集道岔运行过程中(有列车经过或没列车经过)的数据，并将这些原始数据存储到数据库中，同时状态分析模块调用数据收集模块收集到的道岔当前运行数据，分析获得当前道岔的运行状态。
进一步地，如图1所示，本发明实施例的跨座式单轨道岔健康保障***的结构，主要分为数据收集、状态分析、数据分析、健康优化、健康管理和数据库六大模块，分别用于收集、分析、保存并反馈道岔维保、运营状态信息。其中，数据库中存储有道岔健康状态的所有历史信息，以及道岔固有特征信息(如：某一区域的道岔位置信息、管理台量、在保台量等基本信息)，根据这些信息可以形成一个完备的道岔信息档案库。
如图2所示，健康管理模块还包括有维保管理和零部件管理两个子模块，其中维保管理子模块主要对道岔的维保过程予以记录，零部件管理子模块则对维保过程中零部件的使用情况进行记录。其中，维保管理子模块具体包括：维保计划管理单元，其通过维保记录列表显示查看维保部门制定的维保计划信息；维保工单管理单元，用于显示维保部门的维保工单列表，以及通过列表查看工单详细信息；维保记录管理单元，***针对维保人员上传的维保信息记录，整理成维保记录，同时监管部门也可以通过记录查看维保工作的详细信息；故障受理单元，对***根据故障受理的已分配人员、正在故障排除和故障处理完成三个阶段进行记录展示，监管部门可以通过各个阶段全方位了解维保部门对故障处理的服务质量。除此之外，维保管理子模块中还包括：维保预期管理单元，监管部门通过该单元中的维保预期列表，可以了解道岔维保预期天数、维保人员、维保历史记录、地图地理信息等；维保逾期管理单元，针对维保逾期的情况，***会收集维保工单逾期的信息和逾期天数，根据预期天数划分不同的逾期等级。因此，通过维保管理子模块，可以对道岔的维保信息进行全面详细的记录，作为道岔后续健康优化的数据分析基础。
零部件管理子模块中具体包括：零部件信息库管理单元是一个零部件信息库，其中针对道岔的零部件信息，如型号、使用年限等信息组建了一个完善的零件信息库；零部件使用情况管理单元用于***根据道岔零部件使用年限等信息，记录道岔的零部件信息、上一次更换记录、更换次数和距离到期的时间等，生成零部件记录；零部件逾期管理单元，道岔零部件出现逾期情况时，***会根据逾期时长分成三个档次进行显示，同时对道岔运营部分、维保部门和维保人员进行短信方式和***提醒机制提醒，防止维保不及时导致事故的发生；零部件更换记录单元，用于根据道岔分类显示零部件的更换信息，与使用年限时间进行对比信息，记录更换的理由和证据，以及该道岔各个零部件的更换次数相关信息。
利用上述数据进行分析是本实施例中的健康保障***的重要组成部分，单轨道岔当前的健康状态以及道岔历史健康状态，都需要通过这些数据分析来获得。具体来说，本实施例的***中包括状态分析模块和数据分析模块。状态分析模块是根据数据收集模块中收集到的数据进行分析，了解道岔当前的运行状态；而数据分析分析模块则是将数据库中道岔的历史健康状态、维保信息等进行分析，总结比较获取道岔在当前运行状态下的最佳健康管理方案，即在当前道岔健康管理方案的基础上，对其进行优化，获得下一阶段道岔的健康管理方案。其中，数据分析模块进行的分析过程主要包括，维保数据统计分析，即将维保数据通过统计表和统计图的形式进行显示，以便于比较；故障受理分析，即从道岔零部件故障部位次数和道岔故障次数等信息的角度对道岔故障进行评估；数据统计分析表，用于对城市道岔型号、供货商、地区分布情况进行统计分析。此外，分析模块中还对零部件更换进行统计，根据零部件的更换部位、频率、道岔供货商、正常更换和故障更换、零部件逾期更换等信息按照周期进行统计分析，获取零部件的使用可靠性数据；以及对维保公司及人员进行统计，根据维保部门和维保人员进行数据统计柱状图。
本实施例中，数据分析模块优选还可以用于对维保质量进行评估，包括对维保公司的服务进行评定，如通过维保公司的维保情况、运营方的服务评定、公众的服务评定等方面按照周期对维保公司的维保服务进行综合评分；维保人员服务评定，如根据维保人员的维保工作、运营方服务评定按照周期和服务评定算法对维保人员进行综合评分。
此外，本实施例中，还设置有消息推送模块和显示终端。上述数据查看和/或分析的过程都可以在显示终端上予以查看显示，便于管理。消息推送模块则主要通过短信记录管理和***提醒消息管理，达到提醒相关人员和部门对道岔健康状态进行维护的目的，其中短信记录管理会通过***对监管部门发送维保工作、零部件、故障等相关提示信息，并且帮助监管部门进行存档保存；***提醒消息管理会对监管部门发送有关维保、故障、零部件方面的消息提醒，并且帮助监管部门进行保存。从而便于具体的维保人员和道岔健康管理部门在实现实时监测、维护、优化道岔健康的同时，可以实现消息的及时通知和处理，提高了道岔的健康保障指数，使得道岔的一些安全隐患可以及时消除。
本发明实施例中的跨座式单轨道岔健康保障***，能够实现对跨座式单轨道岔的运营状态进行高精度监测，并有针对性的制定维护保养计划，同时指导线路的运营和维保，实现对跨座式单轨道岔全寿命周期管理。其通过在道岔上设置一些传感器装置对数据进行收集，同时利用数据分析软件对这些数据进行分析，尤其是通过不同类别之间的数据的单项分析(如某一时间的振幅变化)和交叉分析(如电机转速变化与道岔振幅变化)，可以对道岔健康起到更全面的检测，有效地保障了道岔运行的健康。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，包括数据收集模块、状态分析模块、数据分析模块、健康优化模块和健康管理模块；其中，所述数据收集模块、状态分析模块、数据分析模块、健康优化模块和健康管理模块依次连接同时分别与数据库相连接；
所述数据收集模块包括多个安装在轨道设施上的传感器和/或检测设备，用于采集道岔当前运行参数，并优选通过物联网数据总线将其汇总存储在数据库中；
所述状态分析模块根据道岔当前运行参数分析获取道岔运行状态，并优选通过物联网数据总线与数据库实现数据交换，从而将道岔当前运行状态信息存储在数据库中；
所述数据分析模块根据数据库中的道岔信息，对道岔健康状态进行分析，并将道岔健康状态分析的结果与道岔当前运行状态信息进行比较评估，对道岔健康状态进行评估；
所述健康优化模块根据道岔健康状态的评估结果，结合道岔运行状态，对道岔健康管理方案进行优化，获取更适合当前道岔运行状态的健康管理方案；
所述健康管理模块根据所述健康管理方案，对道岔进行维保管理，并将维保信息、道岔维保过程中的道岔故障信息以及道岔零部件信息存储到数据库中。
2.根据权利要求1所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述健康管理模块包括维保管理模块和零部件管理模块，两者通过数据交互实现信息同步，所述维保管理模块与零部件管理模块根据健康优化模块的优化结果，实时更新维保信息、道岔维保过程中的道岔故障信息和/或道岔零部件信息；其中，
所述维保管理模块包括依次连接的维保计划管理单元、维保工单管理单元、维保记录管理单元、故障受理单元、维保预期管理单元以及维保逾期管理单元，其中，所述维保计划管理单元用于对道岔的健康管理方案进行管理，所述维保工单管理单元用于管理道岔维保过程中的维保工单，所述维保记录管理单元用于对道岔的维保记录进行管理，所述故障受理单元用于对维修保养过程中发现的道岔故障进行处理和记录，所述维保预期管理单元用于存储和管理道岔维修保养的目标数据，所述维保逾期管理单元用于对道岔超过预定期限的维保信息进行记录管理；
所述零部件管理模块包括依次连接的零部件信息库管理单元、零部件使用情况管理单元、零部件逾期管理单元和零部件更换记录管理单元，其中所述零部件信息库管理单元用于存储道岔维保过程所需零部件的数据信息，所述零部件使用情况管理单元用于对维保过程中的零部件使用情况进行记录，所述零部件逾期管理单元用于对维保过程中零部件逾期的情况予以记录管理，所述零部件更换记录管理单元用于对维保过程中零部件的更换进行记录。
3.根据权利要求1或2所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述健康保障***还包括显示终端和消息推送模块，其中，
所述显示终端与数据库相连接，用于对数据库中的数据信息进行可视化显示；
所述消息推送模块与数据库相连接，用于将道岔监管、维保和/或运营的需求输出以用于根据道岔信息进行对道岔和/或轨道进行监管、维保和/或运营。
4.根据权利要求1～3任一项所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述数据分析模块利用数据库中的数据信息对道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息进行分析，根据所述道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息的一个或多个分析结果与道岔当前运行状态进行比较，获取道岔维保信息、道岔故障信息、道岔零部件信息和/或道岔状态信息的分析结果与道岔当前运行状态之间的关系，并将其写入数据库，作为道岔健康管理方案的优化基础。
5.根据权利要求1～4任一项所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述数据收集模块收集的运行参数包括：有车通过道岔和/或无车通过道岔时的道岔驱动电机运行参数、道岔推杆参数、道岔台车参数、道岔梁体参数、噪声参数及道岔运行图像中的一种或多种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述道岔驱动电机运行参数包括电机运行温度、轴转速以及轴振幅。
7.根据权利要求1～6任一项所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述道岔台车参数包括台车振动参数和台车行程参数。
8.根据权利要求1～7任一项所述的跨座式单轨道岔健康保障***，其特征在于，所述道岔梁体参数包括水平振动参数和竖直振动参数。
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