(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202210471715.X
(22)申请日 2022.04.29
(71)申请人 重庆泰梦德科技有限公司
地址 400072 重庆市南岸区江溪路11号11-
9号
(72)发明人 刘建利 郭满红 何继平 王平
王卫东 丰土根 耿明 朱渝川
吕炎璋 杨寄鸿
(74)专利代理机构 北京精翰专利代理有限公司
11921
专利代理师 齐强军
(51)Int.Cl.
G01N 29/04(2006.01)
G01N 23/00(2006.01)
B61L 23/04(2006.01)
(54)发明名称
统
(57)摘要
本发明提供了基于超声波及载波的钢轨防
断监控预警系统，包括以下步骤：S1、检测方法：
安装方式：间隔一定距离安装一套设备，将一条
线路分割成若干个区间；对于长度较长的线路，
为提高工作效率，会将一条线路分为若干个大区
间，再将每个大区间划分为小区间。本发明钢轨
断裂监测系统主要以超声导波和载波信号技术
相结合的断轨监测方法，其中系统以超声导波技
术为主要监测技术，载波信号技术为补充监测技
术。通过这两种技术的优势结合，弥补单一方法的不足，其中通过多个设备的配合使用，进一步保证了监测系统的高校性、
可靠性和准确性。权利要求书2页 说明书4页 附图1页CN 115112758 A 2022.09.27
C N 115112758
A
1.基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于，包括以下步骤：
S1、检测方法：采用超声导波技术和载波技术，两种检测技术结合在一套检测设备内，由一个后台统一控制；
S2、安装方式：间隔一定距离安装一套设备，将一条线路分割成若干个区间；对于长度较长的线路，为提高工作效率，会将一条线路分为若干个大区间，再将每个大区间划分为小区间；
S3、上线阶段：检测设备上电，数据传输模块(DTU)开始与后台的服务器建立连接；连接成功后，向后台发送一条签到消息，表示该设备已经上线，可以开始工作；对于上线失败的设备，因为上电的时间是一致的，在第一个完成上线的设备在线超过三分钟后，如果仍有设备未发送签到指令，则该设备标为异常状态；
S4、工作阶段：在所有设备都完成签到，或者上线时间超时后，后台进入轮询工作的模式。
2.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：所述S2中，比如在一条100公里的线路上，先划分为10公里一段的大区间，然后每间隔1公里安装一套检测设备，划分为更小的区间；在这些小区间中，检测设备轮番工作，工作流程由后台来控制。
3.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：在所述S3中，在后续的工作流程中，不论某个设备在不在线，后台都会给该设备下发指令，如果设备在线，设备收到指令后执行对应的操作，如果不在线，在超时后，后台给下个设备发送指令。
4.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：在所述S4中，首先给当前发出信号设备的相邻设备发出打开接收的指令，收到该指令的设备准备接收超声导波和载波信号，然后5秒后，后台给当前发出信号的检测设备下发激励指令，收到该指令后，设备发出超声导波和载波信号，信号沿钢轨传播，被其相邻的设备接收到。
5.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：在所述S3和S4中，对于设备编号为001，002，003的三个设备发送，第一个需要发出信号的设备是001号设备，所以先给其相邻的设备002下发接收指令，其中首尾的设备其相邻设备只有一个，其他位置相邻设备有两个，在002收到指令后，打开自身的接收模块，准备开始接收信号。
6.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：在所述S3和S4中，
5秒后，给001下发激励指令，001收到指令后，发出超声导波和载波信号，信号会被002接收到；因为其他设备未打开接收，所以即使信号传播到其他设备处，也不会被接收到，避免造成混乱。
7.根据权利要求1所述的基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统，其特征在于：在所述S3和S4中，轮到002号设备发出信号，因此在5秒后，后台给002的相邻设备001和003发送接收指令；001和003打开接收模块，5秒后给002下发激励指令；002收到指令后发出超声导波和载波信号，信号被001和003号设备接收到；以此循环，在工作到最后一个设备时，后台给所有设备下发上传指令，所有收到上传指令的设备将本轮检测的数据上传到后台；本
轮工作结束，下一轮从第一个设备开始继续按上述流程工作。
基于超声波及载波的钢轨防断监控预警系统
技术领域
[0001]本发明涉及钢轨监控技术领域，特别涉及基于超声波及载波的钢轨防断监 控预警系统。
背景技术
[0002]轨道线路设备是行车的基础条件，其作为轨道交通运输的主要技术装备之 一，轨道的技术维护
和智能化应用水平，是确保列车安全运行的首要条件，直 接关系到列车运营安全和广大人民众生命财产安全。
[0003]在线路运营过程中，线路钢轨断裂问题一直是行车安全的严重威胁，钢轨 折断的原因是多种因素共同作用的结果，若钢轨发生裂痕、断裂等故障，未能 及时检测和修复，则会直接导致列车脱线、倾覆等极其重大的安全事故。
[0004]为避免断轨的发生，目前国内外除了采用高质量的钢轨，以及通过各种钢 轨探伤作业对断轨进行预防，同时提高钢轨探伤作业的质量，增加钢轨探伤频 次，加强断轨的预警机制，但是这些方式仍然无法彻底阻止断轨的发生，如断 轨已经发生，且没有及时发现和处置，可能带来更大的风险，为此，提出基于 超声波及载波的钢轨防断监控预警系统。
发明内容
[0005]有鉴于此，本发明实施例希望提供基于超声波及载波的钢轨防断监控预警 系统，以解决或缓解现有技术中存在的技术问题，至少提供一种有益的选择。
[0006]本发明实施例的技术方案是这样实现的：基于超声波及载波的钢轨防断监 控预警系统，包括以下步骤：
[0007]S1、检测方法：采用超声导波技术和载波技术，两种检测技术结合在一套 检测设备内，由一个后台统一控制；
[0008]S2、安装方式：间隔一定距离安装一套设备，将一条线路分割成若干个区 间；对于长度较长的线路，为提高工作效率，会将一条线路分为若干个大区间， 再将每个大区间划分为小区间；
[0009]S3、上线阶段：检测设备上电，数据传输模块(DTU)开始与后台的服务器 建立连接；连接成功后，向后台发送一条签到消息，表示该设备已经上线，可 以开始工作；对于上线失败的设备，因为上电的时间是一致的，在第一个完成 上线的设备在线超过三分钟后，如果仍有设备未发送签到指令，则该设备标为 异常状态；
[0010]S4、工作阶段：在所有设备都完成签到，或者上线时间超时后，后台进入 轮询工作的模式。
[0011]进一步优选的，所述S2中，比如在一条100公里的线路上，先划分为10 公里一段的大区间，然后每间隔1公里安装一套检测设备，划分为更小的区间； 在这些小区间中，检测设备轮番工作，工作流程由后台来控制。
[0012]进一步优选的，在所述S3中，在后续的工作流程中，不论某个设备在不在 线，后台
都会给该设备下发指令，如果设备在线，设备收到指令后执行对应的 操作，如果不在线，在超时后，
后台给下个设备发送指令。
[0013]进一步优选的，在所述S4中，首先给当前发出信号设备的相邻设备发出打 开接收的指令，收到该指令的设备准备接收超声导波和载波信号，然后5秒后， 后台给当前发出信号的检测设备下发激励指令，收到该指令后，设备发出超声 导波和载波信号，信号沿钢轨传播，被其相邻的设备接收到。
[0014]进一步优选的，在所述S3和S4中，对于设备编号为001，002，003的三 个设备发送，第一个需要发出信号的设备是001号设备，所以先给其相邻的设 备002下发接收指令，其中首尾的设备其相邻设备只有一个，其他位置相邻设 备有两个，在002收到指令后，打开自身的接收模块，准备开始接收信号。
[0015]进一步优选的，在所述S3和S4中，5秒后，给001下发激励指令，001收 到指令后，发出超声导波和载波信号，信号会被002接收到；因为其他设备未 打开接收，所以即使信号传播到其他设备处，也不会被接收到，避免造成混乱。
[0016]进一步优选的，在所述S3和S4中，轮到002号设备发出信号，因此在5 秒后，后台给002的相邻设备001和003发送接收指令；001和003打开接收模 块，5秒后给002下发激励指令；002收到指令后发出超声导波和载波信号，信 号被001和003号设备接收到；以此循环，在工作到最后一个设备时，后台给 所有设备下发上传指令，所有收到上传指令的设备将本轮检测的数据上传到后 台；本轮工作结束，
下一轮从第一个设备开始继续按上述流程工作。
[0017]本发明实施例由于采用以上技术方案，其具有以下优点：
[0018]本发明钢轨断裂监测系统主要以超声导波和载波信号技术相结合的断轨监 测方法，其中系统以超声导波技术为主要监测技术，载波信号技术为补充监测 技术。通过这两种技术的优势结合，弥补单一方法的不足，其中通过多个设备 的配合使用，进一步保证了监测系统的高校性、可靠性和准确性。
[0019]上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上 述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描 述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中 的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出 创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
[0022]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认 识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修 改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
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