一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆的制作方法

1.本发明属于电车技术领域，并且更具体地，涉及一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆。


背景技术：

2.随着国内城市轨道交通产业的大力发展，用户对车辆运营安全需求日益增加，尤其是轨道安全。目前，国内用户基本使用单一工程检测车对线路轨道进行检测，该工程检测车不承载乘客，然而受限于车辆日常运营，工程检测车通常只能实现每日一次检测，检测时间通常在地铁车辆运营前。如果车辆在当日运营过程中由于轨道问题出现故障，工程车无法对轨道进行实时检测并及时反馈，很容易造成列车晚点或停运等严重后果。
3.而且，采用工程车具有一定局限性，在车辆日常运营过程中，无法做到对轨道进行实时监测，不能保证对突发状况做好预警工作。并且，目前工程检测车配备的轨道检测装置均安装于转向架端部，在车速提高以及频繁使用的情况下，由于轨道检测装置较重，对转向架端部结构易造成损伤，存在运行安全隐患。另外，工程检测车的制造及采购成本较高，每个车辆段配备一辆检测车，使用次数为日平均一次，造成一定程度上的资源浪费及成本增加。
4.由此，考虑到用户面临的需求难题，如果在客运车辆加装轨道检测及巡检装置，代替工程检测车，会更好的适应运营过程中实时检测轨道的需求，以及降低用户采购成本及运营成本。因此，设计一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆是令人期望的。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种具有轨道检测及巡检功能的城轨客运车辆，能够有效解决轨道实时监测问题，充分做好事故预警，大概率避免因轨道问题造成的严重事故，保证运营安全。同时，对于客运列车，在保证检测精度和准确性的前提下，改变轨道检测装置的安装位置，避免车辆转向架结构受到损伤，根除运行安全隐患。并且轨道检测装置及巡检装置安装于客运车辆，不必单独配备工程检测车，可以有效降低用户采购成本及车辆日常运营成本。
6.为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
7.根据本发明的方面，提供一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，包括：
8.车体底架结构，车体底架结构上设置有安装接口；
9.轨道检测装置，轨道检测装置安装到安装接口；
10.轨道巡检装置，轨道巡检装置安装到安装接口；以及
11.数据处理单元，数据处理单元安装在客运车辆内并且与轨道检测装置和轨道巡检装置通信地连接，并且将在线检测到的数据信息通过车载专用传输通道上传至地面终端。
12.在本发明的一个实施例中，轨道检测装置包括轨道检测梁、惯性包、线缆和摄像机，轨道检测梁上设置有检测梁连接座，检测梁连接座连接到安装接口，惯性包安装在轨道
检测梁的中部上，线缆中的一些围绕惯性包的两侧延伸出来，线缆中的另外一些从惯性包的两侧延伸出来并分别沿着轨道检测梁的两侧延伸至轨道检测梁的两侧的端部处，线缆的端部安装有摄像机。
13.在本发明的一个实施例中，轨道检测梁上还设置有防脱挂钩，防脱挂钩连接钢丝绳，钢丝绳连接到车体底架结构。
14.在本发明的一个实施例中，轨道巡检装置包括轨道巡检梁、相机模块和电气辅助件，轨道巡检梁上设置有巡检梁连接座，巡检梁连接座连接到安装接口，相机模块和电气辅助件均安装在轨道巡检梁上，相机模块与电气辅助件相互间隔地设置。
15.在本发明的一个实施例中，轨道巡检梁上设置有防脱挂钩，防脱挂钩连接钢丝绳，钢丝绳连接到车体底架结构。
16.在本发明的一个实施例中，数据处理单元包括主机单元和电源管理模块。
17.在本发明的一个实施例中，数据处理单元安装在电气柜内。
18.在本发明的一个实施例中，数据处理单元安装在客室内座椅下方。
19.在本发明的一个实施例中，客运车辆为4编组的地铁车辆、6编组的地铁车辆或8编组的地铁车辆。
20.在本发明的一个实施例中，地铁车辆的每节列车的车体底架结构均设置有安装接口。
21.通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：
22.(1)本发明实现对轨道的实时检测，有效避免因轨道问题产生的事故，提升突发事故处理能力；
23.(2)本发明降低车辆采购成本及运营维护成本；
24.(3)本发明的轨道检测装置和轨道巡检装置安装于车体底架结构上，提高使用安全、可靠性。
附图说明
25.图1示出了本发明提供的具有轨道检测及巡检功能的车辆的布置图；
26.图2示出了本发明中轨道检测装置与车体底架结构的安装接口连接的示意图；
27.图3示出了本发明中轨道巡检装置与车体底架结构的安装接口连接示意图。
28.附图标记列表
29.1车体底架结构、2轨道检测装置、3轨道巡检装置、4轨道、5视野范围、6车辆下部轮廓线、7轨道检测梁、8惯性包、9线缆、10摄像机、11防脱挂钩、12钢丝绳、13检测梁连接座、14轨道巡测梁、15相机模块、16电气辅助件、17安装接口、18巡检梁连接座。
具体实施方式
30.应当理解，在示例性实施例中所示的本发明的实施例仅是说明性的。虽然在本发明中仅对少数实施例进行了详细描述，但本领域技术人员很容易领会在未实质脱离本发明主题的教导情况下，多种修改是可行的。相应地，所有这样的修改都应当被包括在本发明的范围内。在不脱离本发明的主旨的情况下，可以对以下示例性实施例的设计、操作条件和参数等做出其他的替换、修改、变化和删减。
31.如图1-3所示，本发明提供一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，包括：车体底架结构1，车体底架结构1上设置有多个安装接口17；轨道检测装置2，轨道检测装置2安装到安装接口17；轨道巡检装置3，轨道巡检装置3安装到安装接口17；以及数据处理单元(未示出)，数据处理单元安装在客运车辆内并且与轨道检测装置2和轨道巡检装置3通信地连接，并且将在线检测到的数据信息通过车载专用传输通道上传至地面终端。如图2所示，轨道检测装置2在车辆下部轮廓线6内并包括轨道检测梁7、惯性包8、线缆9和摄像机10，轨道检测梁7上设置有检测梁连接座13，检测梁连接座13连接到安装接口17，惯性包8安装在轨道检测梁7的中部上，线缆9中的一些围绕惯性包8的两侧延伸出来，线缆9中的另外一些从惯性包8的两侧延伸出来并分别沿着轨道检测梁7的两侧延伸至轨道检测梁的两侧的端部处，线缆9的端部安装有摄像机10。轨道检测梁7上还设置有防脱挂钩11，防脱挂钩11连接钢丝绳12，钢丝绳12连接到车体底架结构1。如图3所示，轨道巡检装置3在车辆下部轮廓线6内并包括轨道巡检梁14、相机模块15和电气辅助件16，轨道巡检梁14上设置有巡检梁连接座18，巡检梁连接座18连接到安装接口17，相机模块15和电气辅助件16均安装在轨道巡检梁14上，相机模块15与电气辅助件16相互间隔地设置，相机模块15的视野范围5详细参见图3。轨道巡检梁14上设置有防脱挂钩11，防脱挂钩11连接钢丝绳12(图3中未示出)，钢丝绳12连接到车体底架结构1。数据处理单元可以包括主机单元和电源管理模块，数据处理单元安装在电气柜内或客室内座椅下方。由此本发明的上述结构设计用于对轨道4进行检测。
32.通过本发明的上述技术方案，本发明实现对轨道的实时检测，有效避免因轨道问题产生的事故，提升突发事故处理能力；本发明降低车辆采购成本及运营维护成本；本发明的轨道检测装置和轨道巡检装置安装于车体底架结构上，提高使用安全、可靠性。
33.下面通过具体实施例来对上述技术方案进行进一步地详细说明。
34.1、车辆总体：
35.本发明方案适用于4编组、6编组和8编组地铁车辆。其中以8编组车辆为例，车辆编组为+tc－mp－m1－mp－m2－mp－tc+。
36.本发明中轨道检测装置2可选择安装于任一节列车，运用机器视觉、惯性计算等原理实现对轨道几何参数、轨道全断面、车体加速度的在线检测，通过监测到的轨道参数，准确诊断轨道综合状态，并对轨道故障进行有效预测。
37.本发明中的轨道巡检装置3采用高分辨率线阵相机完成轨道图像采集，通过控制模块和图像采集软件实现对轨道设施的等间距扫描，具有对钢轨、扣件、轨道板表面、轨枕和道床表面进行图像动态采集、图像浏览和分析管理功能，并可对钢轨表面伤损、扣件异常病害进行智能识别，以提高线路巡检效率。
38.具体地，本发明以中间m2车为例，具体配置方案见表1：
39.表1轨道检测装置及轨道巡检装置配置方案
[0040][0041]
2、车体底部设备布置
[0042]
地铁车辆属于批量生产项目，通常只有1列车或2列车需要加装轨道检测和巡检设备，因此，为了保证整车设备安装接口一致性，对于不需要加装检测和巡检设备的车辆也预留安装接口及安装维护空间，如果用户后续提出加装需求，可确保具备安装条件，不需要实施大范围改造。
[0043]
3、轨道检测/巡检装置与车辆的安装接口
[0044]
根据车辆底部的安装需求，车体底架需预留设备安装接口。考虑到工程检测车运行速度较慢，应用率较低，因此轨道检测装置安装于工程检测车转向架端部。但由于客运车辆速度及运营里程较高，轨道检测装置本身重量可达到150kg左右，长时间安装于转向架端部，易造成端部疲劳强度降低，存在安全隐患。因此，本发明中轨道检测装置和轨道巡检装置安装于客运车辆的车体底架，有效保证使用可靠性。
[0045]
列车在正常过弯道时，车体与转向架会产生转角，轨道检测装置安装于车体底架，则该转角对轨道几何动态参数的检测会产生一定影响。为了解决这个问题，通过改变数学模型的计算方法，以及过滤传感器由于振动引起的干扰信号，可以保证检测准确性和精度要求。
[0046]
4、车载设备布置方式
[0047]
数据处理单元主要包括主机单元和电源管理模块，需安装于车内。根据客室内布局，可选择安装于电气柜内；当电气柜空间不足时，设备可安装于客室座椅下方，安装于座椅下方的主机箱体采用抽拉式结构，方便日常维护。
[0048]
由此可见，本发明具有轨道检测及巡检功能的城轨客运车辆，采用客运车辆实现轨道实时检测，本发明统一设备安装预留接口，避免后续车辆加装设备致使车辆大范围改造。本发明的轨道检测装置和轨道巡检装置都安装于车体底架，安装接口牢固，保证车辆运营安全可靠。
[0049]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

技术特征：
1.一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，包括：车体底架结构，所述车体底架结构上设置有安装接口；轨道检测装置，所述轨道检测装置安装到所述安装接口；轨道巡检装置，所述轨道巡检装置安装到所述安装接口；以及数据处理单元，所述数据处理单元安装在所述客运车辆内并且与所述轨道检测装置和所述轨道巡检装置通信地连接，并且将在线检测到的数据信息通过车载专用传输通道上传至地面终端。2.根据权利要求1所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述轨道检测装置包括轨道检测梁、惯性包、线缆和摄像机，所述轨道检测梁上设置有检测梁连接座，所述检测梁连接座连接到所述安装接口，所述惯性包安装在所述轨道检测梁的中部上，所述线缆中的一些围绕所述惯性包的两侧延伸出来，所述线缆中的另外一些从所述惯性包的两侧延伸出来并分别沿着所述轨道检测梁的两侧延伸至所述轨道检测梁的两侧的端部处，所述线缆的端部安装有摄像机。3.根据权利要求2所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述轨道检测梁上还设置有防脱挂钩，所述防脱挂钩连接钢丝绳，所述钢丝绳连接到所述车体底架结构。4.根据权利要求1所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述轨道巡检装置包括轨道巡检梁、相机模块和电气辅助件，所述轨道巡检梁上设置有巡检梁连接座，所述巡检梁连接座连接到所述安装接口，所述相机模块和所述电气辅助件均安装在所述轨道巡检梁上，所述相机模块与所述电气辅助件相互间隔地设置。5.根据权利要求4所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述轨道巡检梁上设置有防脱挂钩，所述防脱挂钩连接钢丝绳，所述钢丝绳连接到所述车体底架结构。6.根据权利要求1所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述数据处理单元包括主机单元和电源管理模块。7.根据权利要求6所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述数据处理单元安装在电气柜内。8.根据权利要求6所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述数据处理单元安装在客室座椅下方。9.根据权利要求1所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述客运车辆是4编组的地铁车辆、6编组的地铁车辆或8编组的地铁车辆。10.根据权利要求9所述的具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，其特征在于，所述地铁车辆的每节列车的车体底架结构均设置有安装接口。

技术总结
本发明涉及一种具有轨道检测及巡检功能的客运车辆，包括：车体底架结构，其上设置有安装接口；轨道检测装置，其安装到安装接口；轨道巡检装置，其安装到安装接口；以及数据处理单元，其安装在车辆内并且与轨道检测装置和轨道巡检装置通信地连接，并且将在线检测到的数据信息通过车载专用传输通道上传至地面终端。本发明能够实现客运车辆在运营过程中，对轨道完成实时检测，有效避免因轨道问题产生的事故，提升突发事故处理能力；本发明能够降低车辆采购成本及运营维护成本；本发明的轨道检测装置和轨道巡检装置安装于车体底架结构上，提高使用安全、可靠性。可靠性。可靠性。


技术研发人员：于连震 于泳 牟志成 刘通 丛培鹏 刘哲 房祥飞 孙闯 史鸿枫
受保护的技术使用者：中车大连机车车辆有限公司
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2022/12/29