CN115507811A - 一种轨道动态变形监测***及其监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于轨道监测技术领域，具体涉及一种轨道动态变形监测***及其监测方法，包括：在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位；通过传感器设备分别检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，以及轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；轨道监测服务器对于轨道监测数据进行计算处理，在轨道变形达到危险级别时，向相关人员发送告警消息，本发明能够实时直接的监测轨道的变形，而不需要依靠人工。

Description

一种轨道动态变形监测***及其监测方法

技术领域

本发明属于轨道监测技术领域，具体涉及一种轨道动态变形监测***及其监测方法。

背景技术

随着基本建设的快速发展，下穿铁路的工程越来越多，下穿施工区域与铁路呈立体相交，下穿施工时对铁路路基的扰动很大，严重时还会造成轨道变形以及轨道线路沉降，威胁铁路的运营安全，因此监测轨道动态变形的发生，并且及时向人们发出警告消息是十分必要的，现有技术在下穿施工时通常采用两种方式进行轨道动态变形监测，一种方式是采用人工观测的方式定期观测轨道、桥墩以及路基的形变，当发现影响行车安全的问题时，提醒施工人员及时整改，但是该方式的缺点是人员劳动强度大，不能够做到实时监测和及时发现问题，另一种方式是在路基或者桥墩上安装相应的位移传感器，按照预先设好的时间间隔定期进行变形观测，但是该方式的缺点是不能直接监测轨道的变形，并且设备的稳定性和可靠性有待提高，由此，本发明提出一种轨道动态变形监测***及其监测方法来解决上述的技术问题。

发明内容

本发明在双侧轨道的轨腰部位设置传感器设备，以实时采集轨道的变形量，并且在不同的传感器设备中选出中继传感器设备，确保了可靠传输传感器设备的轨道监测数据，同时通过轨道监测服务器对于轨道监测数据进行计算处理，从而判定轨道变形的严重程度，旨在解决现有技术中需要依靠人工监测轨道变形，以及不能直接监测轨道变形的问题。

为了达到上述的发明目的，给出如下所述的一种轨道动态变形监测方法，主要包括以下的步骤：

在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，所述传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

所述垂向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在竖直方向上的变形量，所述横向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且所述垂向量测位移传感器设备，以及所述横向量测位移传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

所述轨道监测服务器在接收到所述垂向量测位移传感器设备和所述横向量测位移传感器发来的所述轨道监测数据后，对于所述轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。

作为本发明的一种优选技术方案，所述传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，包括如下的步骤：

在全部的所述传感器设备中选定一个所述传感器设备作为中继传感器设备；

所述轨道监测服务器发送所述数据收集命令，所述数据收集命令包括一个所述传感器设备的通信地址，来获取相应的一个所述传感器设备的所述轨道监测数据；

所述中继传感器设备接收所述数据收集命令，并且判断所述数据收集命令中的所述通信地址是否和自身的通信地址一致，若一致，所述中继传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器，若不一致，所述中继传感器设备存储与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送给所述轨道监测服务器的所述轨道监测数据，并且所述中继传感器设备记录从接收到所述数据收集命令到接收到所述轨道监测数据的延迟时间；

所述轨道监测服务器在接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，对于所述轨道监测数据进行计算处理，在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，向所述中继传感器设备发送查询命令；

所述中继传感器设备接收所述查询命令，同时将之前存储的与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备的所述轨道监测数据和所述延迟时间一起发送给所述轨道监测服务器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述轨道监测服务器在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，还包括如下的步骤：

所述轨道监测服务器向所述中继传感器设备发送转发命令，所述转发命令包括一个与所述数据收集命令中相同的所述通信地址；

所述中继传感器设备继续将所述转发命令发送给与所述转发命令中的所述通信地址相对应的所述传感器设备，并且所述传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器。

作为本发明的一种优选技术方案，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：

获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

在所述三维坐标系下，基于多个不同的三维坐标点生成第一拟合曲线，并且分别确定所述第一拟合曲线上的最大值处与最小值处，同时分别取得所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，还根据所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值计算如下的tanθ的值，当所述tanθ的值大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别：

其中，(x₁,y₁,z₁)为所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，(x₂,y₂,z₂)为所述最大值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值。

作为本发明的一种优选技术方案，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：

获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

在所述三维坐标系下，将多个不同的三维坐标点投影到坐标平面XOZ上，基于多个不同的三维坐标点的投影点生成第二拟合曲线，当第二拟合曲线形成封闭图形时，计算封闭图形的面积，当第二拟合曲线不能形成封闭图形时，计算第二拟合曲线与X坐标轴和Y坐标轴形成的封闭图形的面积，并且在面积大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别。

本发明还提供了一种轨道动态变形监测***，主要包括以下的模块：

设备模块，用于在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

监测模块，用于通过垂向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，通过横向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且垂向量测位移传感器设备，和横向量测位移传感器设备通过无线网络和4G/5G网络将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

分析模块，用于在轨道监测服务器接收到垂向量测位移传感器设备和横向量测位移传感器发来的轨道监测数据后，对于轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，通过轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：

1、本发明首先在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位；其次通过传感器设备分别检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，以及轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；最后轨道监测服务器对于轨道监测数据进行计算处理，在轨道变形达到危险级别时，向相关人员发送告警消息；

2、本发明解决了现有技术中需要依靠人工监测轨道变形的问题，以及不能直接监测轨道变形的问题，本发明通过传感器设备实时采集轨道监测数据，不仅能够确保轨道监测数据的可靠传输，而且能够对于传感器设备的故障进行检测，同时本发明还能够快速得到对于轨道变形的分析结果，以及时告警相关人员。

附图说明

图1为本发明的一种轨道动态变形监测方法的步骤流程图；

图2为本发明的一种轨道动态变形监测***的组成结构图。

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。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。

发明人给出了如图1所示的一种轨道动态变形监测方法，主要通过执行如下的步骤过程来实现：

步骤一、在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，上述传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

步骤二、上述垂向量测位移传感器设备实时检测上述轨道监测点在竖直方向上的变形量，上述横向量测位移传感器设备实时检测上述轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且上述垂向量测位移传感器设备，以及上述横向量测位移传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

步骤三、上述轨道监测服务器在接收到上述垂向量测位移传感器设备和上述横向量测位移传感器发来的上述轨道监测数据后，对于上述轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，轨道监测服务器向相关人员发送告警消息；

具体的，发明人发现现有技术在下穿施工时通常采用两种方式进行轨道动态变形监测，一种方式是采用人工观测的方式定期观测轨道、桥墩以及路基的形变，当发现影响行车安全的问题时，提醒施工人员及时整改，但是该方式的缺点是人员劳动强度大，不能够做到实时监测和及时发现问题，另一种方式是在路基或者桥墩上安装相应的位移传感器，按照预先设好的时间间隔定期进行变形观测，但是该方式的缺点是不能直接监测轨道的变形，并且设备的稳定性和可靠性有待提高，为了解决上述的技术问题，提出了上述步骤一到上述步骤三，其中，上述传感器设备基于磁力原理和粘接剂双重手段进行固定，固定后的传感器设备不影响行车安全，并且多个横向量测位移传感器设备并联组合，多个垂向量测位移传感器设备串联组合，每个传感器设备单独工作，一个传感器设备发生故障不会影响到其他传感器设备的正常工作，同时传感器设备不受雨雪、光照条件、时间段等影响，实时对于轨道变形进行监测，确保轨道监测数据的连续性和完整性。

进一步的，上述传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，包括如下的步骤：

第一步、在全部的上述传感器设备中选定一个上述传感器设备作为中继传感器设备；

第二步、上述轨道监测服务器发送上述数据收集命令，上述数据收集命令包括一个上述传感器设备的通信地址，来获取相应的一个上述传感器设备的上述轨道监测数据；

第三步、上述中继传感器设备接收上述数据收集命令，并且判断上述数据收集命令中的上述通信地址是否和自身的通信地址一致，若一致，上述中继传感器设备将自身采集到的上述轨道监测数据发送给上述轨道监测服务器，若不一致，上述中继传感器设备存储与上述数据收集命令中的通信地址相对应的上述传感器设备发送给上述轨道监测服务器的上述轨道监测数据，并且上述中继传感器设备记录从接收到上述数据收集命令到接收到上述轨道监测数据的延迟时间；

第四步、上述轨道监测服务器在接收到与上述数据收集命令中的通信地址相对应的上述传感器设备发送的上述轨道监测数据的情况下，对于上述轨道监测数据进行计算处理，在未接收到与上述数据收集命令中的通信地址相对应的上述传感器设备发送的上述轨道监测数据的情况下，向上述中继传感器设备发送查询命令；

第五步、上述中继传感器设备接收上述查询命令，同时将之前存储的与上述数据收集命令中的通信地址相对应的上述传感器设备的上述轨道监测数据和上述延迟时间一起发送给上述轨道监测服务器；

具体的，在上述第一步到上述第五步中，首先从不同的传感器设备中选择一个并且将其作为中继传感器设备，该中继传感器设备不仅可以记录自身的轨道监测数据，还可以记录其他传感器设备发往轨道监测服务器的轨道监测数据，以及其他传感器设备的延迟时间，接着当轨道监测服务器需要收集轨道监测数据时，可以广播发送一个数据收集命令来指定需要收集轨道监测数据的传感器设备，其次中继传感器设备在接收到数据收集命令后，判断轨道监测服务器是否想要收集自身的轨道监测数据，若是的话，就将自身的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，若不是的话，就实现对于其他传感器设备的监视功能，记录其他传感器设备的轨道监测数据，以及延迟时间，再次当轨道监测服务器在一段时间后仍未收到特定传感器设备的轨道监测数据时，就向中继传感器设备发送查询命令，当收到特定传感器设备的轨道监测数据时，就对轨道变形的严重程度进行分析，最后中继传感器设备将之前记录的特定传感器设备的轨道监测数据和延迟时间发送给轨道监测服务器，这样做能够避免轨道监测服务器在特定传感器设备的延迟时间还未到达时，就将其认定为发生了故障，同时当经过了延迟时间，轨道监测服务器还未收到轨道监测数据时，就可以认定特定传感器设备发生了故障，并且此时轨道监测服务器还能够收到特定传感器设备最近的监测数据，将其用作计算处理，不会因为单个传感器设备发生故障，而造成无法分析轨道变形的严重程度的问题。

进一步的，上述轨道监测服务器在未接收到与上述数据收集命令中的通信地址相对应的上述传感器设备发送的上述轨道监测数据的情况下，还包括如下的步骤：

第一步、上述轨道监测服务器向上述中继传感器设备发送转发命令，上述转发命令包括一个与上述数据收集命令中相同的上述通信地址；

第二步、上述中继传感器设备继续将上述转发命令发送给与上述转发命令中的上述通信地址相对应的上述传感器设备，并且上述传感器设备将自身采集到的上述轨道监测数据发送给上述轨道监测服务器；

具体的，在上述第一步和上述第二步中，当轨道监测服务器在一段时间后仍未收到特定传感器设备的轨道监测数据时，还可以通过向中继传感器设备发送转发命令，使得中继传感器设备与特定传感器设备取得通信联系，从而使特定传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，从而继续计算处理，并且当轨道监测服务器仍不能收到特定传感器设备的轨道监测数据时，轨道监测服务器认定特定传感器设备发生了故障，及时安排技术人员进行现场检查和维修，通过在不同的传感器设备中选择出中继传感器设备，中继传感器设备可以是每隔一段时间从不同的传感器设备中随机选择，不仅能够确保轨道监测数据可靠传输给轨道监测服务器，而且能够在理论上延长传感器设备和轨道监测服务器之间的通信距离，同时还能够对传感器设备的故障进行检测。

进一步的，对于上述轨道监测数据进行计算处理，具体包括如下的步骤：

第一步、获取预设的一个轨道区间上的各个上述轨道监测点采集到的上述轨道监测数据，同时还获取各个上述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

第二步、将在轨道方向上的首个上述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

第三步、在上述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个上述轨道监测点的上述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

第四步、在上述三维坐标系下，基于多个不同的三维坐标点生成第一拟合曲线，并且分别确定上述第一拟合曲线上的最大值处与最小值处，同时分别取得上述最大值处和上述最小值处在上述第一拟合曲线上的三维坐标值，还根据上述最大值处和上述最小值处在上述第一拟合曲线上的三维坐标值计算如下的tanθ的值，当上述tanθ的值大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别：

其中，(x₁,y₁,z₁)为上述最小值处在上述第一拟合曲线上的三维坐标值，(x₂,y₂,z₂)为上述最大值处在上述第一拟合曲线上的三维坐标值；

具体的，实际情况下一般将轨道划分为不同的轨道区间，并且分别对于轨道区间上的变形进行分析，上述第一步到上述第四步给出了一种分析轨道区间上的变形的方法，首先取得轨道区间上不同的轨道监测点的轨道监测数据，也就是垂向量测位移传感器设备实时检测的轨道监测点在竖直方向上的变形量，以及横向量测位移传感器设备实时检测的轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，同时还取得轨道区间上不同的轨道监测点在轨道方向上的距离值，本发明不考虑轨道监测点在轨道方向上的变形量，其次将在轨道方向上的首个轨道监测点作为原点建立三维坐标系，在各个轨道监测点均未发生变形的时候，各个轨道监测点均位于Y坐标轴上，再次根据第一步中取得的数据，在三维坐标系下建立与各个轨道监测点的轨道监测数据相对应的三维坐标点，最后根据不同的三维坐标点在三维坐标系下得到第一拟合曲线，该第一拟合曲线可以在一定程度上代表轨道变形后的形态，取得该第一拟合曲线上的最大值处和最小值处的三维坐标值，从而计算上述tanθ的值，tanθ的值越大，也就代表了轨道变形越严重，当tanθ的值达到阈值时，就说明轨道变形到达了危险级别，需要及时向相关人员进行告警，这样做能够简化分析轨道变形严重程度的方法，快速的得出分析结果。

进一步的，对于上述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：

第一步、获取预设的一个轨道区间上的各个上述轨道监测点采集到的上述轨道监测数据，同时还获取各个上述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

第二步、将在轨道方向上的首个上述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

第三步、在上述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个上述轨道监测点的上述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

第四步、在上述三维坐标系下，将多个不同的三维坐标点投影到坐标平面XOZ上，基于多个不同的三维坐标点的投影点生成第二拟合曲线，当第二拟合曲线形成封闭图形时，计算封闭图形的面积，当第二拟合曲线不能形成封闭图形时，计算第二拟合曲线与X坐标轴和Y坐标轴形成的封闭图形的面积，并且在面积大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别；

具体的，上述第一步到上述第四步又提出了另一种分析轨道区间上的变形的方法，其中的第一步到第三步和上一种方法中的相同，因此不再赘述，在第四步中，不同于上一种方法中的在三维坐标系下生成三维坐标点的第一拟合曲线，在该方法中首先将三维坐标系下的不同的坐标点都投影到坐标平面XOZ上，并且取得他们的投影点，接着才根据这些投影点生成第二拟合曲线，该第二拟合曲线详细描述了不同的轨道监测点在X坐标轴和Z坐标轴上的变形量，该第二拟合曲线可能形成一个封闭图形，也可能仅是一段曲线，此时分别计算上述封闭图形的面积，或者是该第二拟合曲线与X坐标轴和Z坐标轴围成的封闭图形的面积，当面积大于预设的阈值时，即说明了轨道变形已经到达危险级别，该方法也能够简化分析轨道变形严重程度的方法，快速的得出分析结果。

参考如图2所示，本发明还提供一种轨道动态变形监测***，用来实现如以上内容所描述的一种轨道动态变形监测方法，具体的，将各个模块的功能描述如下：

设备模块，用于在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

监测模块，用于通过垂向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，通过横向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且垂向量测位移传感器设备，和横向量测位移传感器设备通过无线网络和4G/5G网络将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

分析模块，用于在轨道监测服务器接收到垂向量测位移传感器设备和横向量测位移传感器发来的轨道监测数据后，对于轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险程度时，通过轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。

应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一个非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上上述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

以上上述的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 (6)

1.一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，包括如下的步骤：

在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，所述传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

所述垂向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在竖直方向上的变形量，所述横向量测位移传感器设备实时检测所述轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且所述垂向量测位移传感器设备，以及所述横向量测位移传感器设备在接收到来自轨道监测服务器的数据收集命令时，分别将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

所述轨道监测服务器在接收到所述垂向量测位移传感器设备和所述横向量测位移传感器发来的所述轨道监测数据后，对于所述轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。

2.根据权利要求1所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，所述传感器设备将自身采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器，包括如下的步骤：

在全部的所述传感器设备中选定一个所述传感器设备作为中继传感器设备；

所述轨道监测服务器发送所述数据收集命令，所述数据收集命令包括一个所述传感器设备的通信地址，来获取相应的一个所述传感器设备的所述轨道监测数据；

所述中继传感器设备接收所述数据收集命令，并且判断所述数据收集命令中的所述通信地址是否和自身的通信地址一致，若一致，所述中继传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器，若不一致，所述中继传感器设备存储与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送给所述轨道监测服务器的所述轨道监测数据，并且所述中继传感器设备记录从接收到所述数据收集命令到接收到所述轨道监测数据的延迟时间；

所述轨道监测服务器在接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，对于所述轨道监测数据进行计算处理，在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，向所述中继传感器设备发送查询命令；

所述中继传感器设备接收所述查询命令，同时将之前存储的与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备的所述轨道监测数据和所述延迟时间一起发送给所述轨道监测服务器。

3.根据权利要求2所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，所述轨道监测服务器在未接收到与所述数据收集命令中的通信地址相对应的所述传感器设备发送的所述轨道监测数据的情况下，还包括如下的步骤：

所述轨道监测服务器向所述中继传感器设备发送转发命令，所述转发命令包括一个与所述数据收集命令中相同的所述通信地址；

所述中继传感器设备继续将所述转发命令发送给与所述转发命令中的所述通信地址相对应的所述传感器设备，并且所述传感器设备将自身采集到的所述轨道监测数据发送给所述轨道监测服务器。

4.根据权利要求1所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：

获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

在所述三维坐标系下，基于多个不同的三维坐标点生成第一拟合曲线，并且分别确定所述第一拟合曲线上的最大值处与最小值处，同时分别取得所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，还根据所述最大值处和所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值计算如下的tanθ的值，当所述tanθ的值大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别：

其中，(x₁,y₁,z₁)为所述最小值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值，(x₂,y₂,z₂)为所述最大值处在所述第一拟合曲线上的三维坐标值。

5.根据权利要求1所述的一种轨道动态变形监测方法，其特征在于，对于所述轨道监测数据进行计算处理，包括如下的步骤：

获取预设的一个轨道区间上的各个所述轨道监测点采集到的所述轨道监测数据，同时还获取各个所述轨道监测点在轨道方向上的距离值；

将在轨道方向上的首个所述轨道监测点作为三维坐标系的原点O，以竖直向上的方向作为Z坐标轴的正方向，以轨道方向作为Y坐标轴的正方向，以水平面上与轨道方向相互垂直并且靠近另一侧轨道的方向作为X坐标轴的正方向建立三维坐标系；

在所述三维坐标系下，分别建立与在轨道方向上的各个所述轨道监测点的所述轨道监测数据相对应的三维坐标点；

在所述三维坐标系下，将多个不同的三维坐标点投影到坐标平面XOZ上，基于多个不同的三维坐标点的投影点生成第二拟合曲线，当第二拟合曲线形成封闭图形时，计算封闭图形的面积，当第二拟合曲线不能形成封闭图形时，计算第二拟合曲线与X坐标轴和Y坐标轴形成的封闭图形的面积，并且在面积大于预设的阈值时，判定一个轨道区间的变形达到危险级别。

6.一种轨道动态变形监测***，用于实现如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，包括如下的模块：

设备模块，用于在双侧轨道上每经过一个预设的固定距离均设置一个轨道监测点，并且将传感器设备对称固定在与轨道监测点相对应的双侧轨道的轨腰部位，传感器设备包括沿轨道纵向布置在轨道外侧的垂向量测位移传感器设备，以及沿轨道纵向布置在轨道内侧的横向量测位移传感器设备；

监测模块，用于通过垂向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在竖直方向上的变形量，通过横向量测位移传感器设备实时检测轨道监测点在水平面上与轨道方向相互垂直的方向上的变形量，并且垂向量测位移传感器设备，和横向量测位移传感器设备通过无线网络和4G/5G网络将采集到的轨道监测数据发送给轨道监测服务器；

分析模块，用于在轨道监测服务器接收到垂向量测位移传感器设备和横向量测位移传感器发来的轨道监测数据后，对于轨道监测数据进行计算处理，并且在轨道变形达到危险级别时，通过轨道监测服务器向相关人员发送告警消息。

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