阅读说明：本技术 一种用于自动监测列车状态的大阻力三线套轨铁路轨枕 (Large-resistance three-way sleeve rail railway sleeper for automatically monitoring train state ) 是由 黄守刚 马秋焕 高翔 赵冬梅 李敏 陈国良 刘茜 刘文程 魏硕 季凯琪 于 2019-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于自动监测列车状态的大阻力三线套轨铁路轨枕。主要针对巡检人员的安全问题以及人工巡检的效果问题。本发明包括定轨枕、动轨枕以及连接组件,所述定轨枕包括通长筋,其特征在于所述通长筋前端设置有第一凸形限位块,后端设置有第二凸形限位块和第三凸形限位块,所述第二凸形限位块和第三凸形限位块之间形成的与所述第一凸形限位块相适配的连接凹槽,所述第一凸形限位块内设置有第一前连接轴,所述第二凸形限位块和第三凸形限位块内设置有后第二连接轴。本发明通过音频采集对比,采集实时数据对音频文件进行对比,分析问题路段,从而辅助或者取代人工巡检的方式,可有效降低误报的情况,提高了设备的可靠性和稳定性。(The invention relates to a large-resistance three-line sleeve rail railway sleeper for automatically monitoring the state of a train. Mainly to the safety problem of the personnel of patrolling and examining and the effect problem of artifical patrolling and examining. The movable sleeper comprises a fixed sleeper, a movable sleeper and a connecting assembly, wherein the fixed sleeper comprises a through long rib, and the movable sleeper is characterized in that a first convex limiting block is arranged at the front end of the through long rib, a second convex limiting block and a third convex limiting block are arranged at the rear end of the through long rib, a connecting groove matched with the first convex limiting block is formed between the second convex limiting block and the third convex limiting block, a first front connecting shaft is arranged in the first convex limiting block, and a rear second connecting shaft is arranged in the second convex limiting block and the third convex limiting block. According to the invention, through audio acquisition and comparison, real-time data is acquired to compare audio files and analyze problem road sections, so that a manual inspection mode is assisted or replaced, the condition of false alarm can be effectively reduced, and the reliability and stability of equipment are improved.)

一种用于自动监测列车状态的大阻力三线套轨铁路轨枕

技术领域

本发明涉及一种用于自动监测列车状态的大阻力三线套轨铁路轨枕。

背景技术

轨枕是铁路轨道结构中一种重要的组成部分，对支承钢轨、传递列车荷载并将钢轨对它的各种压力传到道床上。现阶段我国对轨枕的研究与使用大多适用于单轨距的铁路线路。轨枕形状基本相同。但是随着经济的不断发展，铁路的研究和使用也会不断发展，根据使用要求对轨枕形状和长度也会趋于多样化。

当前，火车和轨枕的维护工作主要还是依靠人工的现场巡检和维护。这种方式存在以下两个问题：

一、巡检人员的安全问题；

二、人工巡检的效果问题。

当工作人员面对重复机械的工作时，容易产生疲倦、懈怠心理，降低巡检的效果和质量，并且，由于设备故障存在突发性和及时性，人工巡检无法满足实时监测的目的，往往灾祸就发生在一瞬之间。因此，人工巡检的效果是不稳定的，可靠性也无法提高。

铁路建设中存在多种轨距共用一根轨枕的情况，在混合轨铁路线路中存在两种轨距共用一根钢轨的铁路线路形式，则有一根钢轨为共用轨，其余两根钢轨因轨距的不同而处于不同的位置，轨枕长度也依据轨距的变化而变化，现有轨枕设计应用于三线混合轨铁路上时，轨枕上钢轨截面积增加，在温度差异较大的地区，钢轨产生的温度力也相对较大，道床横向阻力不足，整个轨道更容易失去稳定。为了保证列车安全平稳运行，应尽可能要求轨枕与道床之间提供足够的纵横向阻力，以此来减少轨枕的维修周期，保证轨道框架结构的稳定。本专利在既有轨枕的基础上设计出一种三线混合轨铁路的大阻力轨枕。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于自动监测列车状态的大阻力三线套轨铁路轨枕。

本发明采用如下技术方案：

本发明包括定轨枕、动轨枕以及连接组件，

所述定轨枕包括通长筋，其特征在于所述通长筋前端设置有第一凸形限位块，后端设置有第二凸形限位块和第三凸形限位块，所述第二凸形限位块和第三凸形限位块之间形成的与所述第一凸形限位块相适配的连接凹槽，所述第一凸形限位块内设置有第一前连接轴，所述第二凸形限位块和第三凸形限位块内设置有后第二连接轴，

所述通长筋两端对称设置有定防护罩，

所述动轨枕嵌置于定防护罩之间的沟槽内且外沿与与所述定轨枕外沿契合，所述动轨枕内设置有与第一前连接轴相适配的第二前连接轴以及与第一后连接轴相适配的第二后连接轴，

所述连接组件由前折叠连接杆和后折叠连接杆组成，所述前折叠连接杆两端分别与第一前连接轴、第二前连接轴铰连，所述后折叠连接杆两端分别与第二后连接轴、第二后连接轴铰连，

所述定轨枕内设置有主控单片机、音频采集模块、音频预载转换模块、存储模块、通讯模块、失电传感器、报警模块以及太阳能电源，所述音频采集模块的输出端接音频预载转换模块的相应输入端，所述存储模块与音频预载转换模块块双向连接，所述存储模块、通讯模块、失电传感器、报警模块以及太阳能电源分别与主控单片机相应端口相连接。

本发明还包括信号增幅装置所述信号增幅装置与太阳能电源相连接。

本发明所述动轨枕上设置有与太阳能电源相适配的窗口。

本发明所述定轨枕两端设置有与所述音频采集模块相适配的收音孔。

本发明所述动轨枕上设置有一个以上与定轨枕相连接的锁扣。

本发明所述定轨枕内设置有两个以上支撑筋。

本发明中所述音频检测功能主要针对铁路上可能发生的、可从声音进行判别的异常现象或内部故障，并给出检测结果。

使用时将设备预设与铁轨下方，所述音频采集模块将实时数据进行采集转换，并进行数字信号压缩和传输，同时与预载的数据进行比对，将采集到的音频数据与预载数据模块的数据进行计算并将计算后的音频数据的识别并实时上传；

首先进行音频数据的识别程序，单片机先提取当前采集的音频数据的子带特征，然后将所述子带特征与存储在所述存储模块中的音频特征库进行比对，将比对结果通过所述通讯模块实时通讯传输至服务器主机内，当比对结果正常时，仅输出音频的波形数据和子带特征，当比对结果异常时，报警模块发出警报声、音频数据显示音频的波形数据和子带特征，并告知发出信号的设备GPS定位数据，方便工作人员及时确认和维护。

本发明的积极效果如下：

（1）本发明通过音频采集对比，将不同地区的正常运转的音频进行采集上传，工作时再采集实时数据对音频文件进行对比，分析问题路段，从而辅助或者取代人工巡检的方式，可显著降低人员的工作强度以及漏检的可能性，随着使用时间的提升，可有效降低误报的情况，提高了设备的可靠性和稳定性。

（2）本发明可与服务器实时通信，服务器通过实时接收、分析、显示各种音频数据，及时对异常结果报警，协助人员快速消除设备的运行隐患或故障。

（3）通过失电传感器来进一步保证设备的安全性，当发生盗窃或破坏行为时报警模块立即报警，同时将数据采集并上报服务器。

（4）设备内还可预装信号增大器，在一些信号较弱的区域，提高通讯信号的覆盖面积。

（5）横向阻力增大：凸形限位块增大轨枕横向阻力，提高套轨无缝线路稳定性。

（6）横向刚度增大：凸形限位块相互咬合，增加轨道框架的刚度。

（7）凸形限位块形成了检修人员走行的通道，更能保证检修人员的人身安全。

附图说明

附图1为本发明结构示意图。

附图2为本发明安装及维护状态结构示意图。

附图3为本发明结构定轨枕示意图。

附图4为本发明结构动轨枕示意图。

具体实施方式

如附图1-4所示，本发明包括定轨枕1、动轨枕2以及连接组件，

所述定轨枕1包括通长筋1-4，其特征在于所述通长筋1-4前端设置有第一凸形限位块1-1，后端设置有第二凸形限位块1-2和第三凸形限位块1-3，所述第二凸形限位块1-2和第三凸形限位块1-3之间形成的与所述第一凸形限位块1-1相适配的连接凹槽，所述第一凸形限位块1-1内设置有第一前连接轴1-5，所述第二凸形限位块1-2和第三凸形限位块1-3内设置有后第二连接轴1-6，

所述通长筋1-4两端对称设置有定防护罩1-7，

所述动轨枕2嵌置于定防护罩1-7之间的沟槽内且外沿与与所述定轨枕1外沿契合，所述动轨枕2内设置有与第一前连接轴1-5相适配的第二前连接轴2-1以及与第一后连接轴1-6相适配的第二后连接轴2-2，

所述连接组件由前折叠连接杆3-1和后折叠连接杆3-2组成，所述前折叠连接杆3-1两端分别与第一前连接轴1-5、第二前连接轴2-1铰连，所述后折叠连接杆3-2两端分别与第二后连接轴1-6、第二后连接轴2-2铰连，

所述定轨枕1内设置有主控单片机11、音频采集模块4、音频预载转换模块5、存储模块6、通讯模块7、失电传感器8、报警模块9以及太阳能电源10，所述音频采集模块4的输出端接音频预载转换模块5的相应输入端，所述存储模块6与音频预载转换模块5块双向连接，所述存储模块6、通讯模块7、失电传感器8、报警模块9以及太阳能电源10分别与主控单片机11相应端口相连接。

本发明由通长配筋的轨枕本体、局部配筋的凸形限位块、局部配筋的凸形限位块和局部配筋的凸形限位块组成。凸形限位块设于轨枕中部，凸形限位块外包弹性橡胶垫板。

本发明在铺设时采用中间凸型限位块处无间距铺设，前面轨枕的凸型限位块位于下一根轨枕的凸型限位块和凸型限位块之间，依次铺设轨枕，为了便于铺设，在轨枕铺设时可以先将轨枕凸形限位块与前一根轨枕之间预留一些缝隙，然后利用树脂等材料对空隙进行填补。轨枕缝隙利用树脂或者橡胶垫进行填补可以减小各凸形限位块之间的相互作用力，同时凸形限位块内也布置钢筋，加强轨枕整体结构使轨枕不容易被破坏，这样可以减少及避免轨枕更换。若轨枕出现裂纹同样可以利用树脂等材料进行填补，增加了轨枕的使用寿命。

本发明由于凸形限位块的设置从而增加了轨枕的轨下截面积，在使用过程中凸形限位块同样受到道砟的横向阻力，这样有利于增加轨枕的阻力。由于凸形限位块布置在凸形限位快和凸形限位块之间，若一根轨枕想要进行移动，则其他轨枕的凸形限位块会相互咬合作用，这样铺设在道砟上的各个轨枕就可以看做一个整体，增加了轨道框架刚度。

本发明中所述音频检测功能主要针对铁路上可能发生的、可从声音进行判别的异常现象或内部故障，并给出检测结果。

使用时将设备预设与铁轨下方，所述音频采集模块将实时数据进行采集转换，并进行数字信号压缩和传输，同时与预载的数据进行比对，将采集到的音频数据与预载数据模块的数据进行计算并将计算后的音频数据的识别并实时上传；

首先进行音频数据的识别程序，单片机先提取当前采集的音频数据的子带特征，然后将所述子带特征与存储在所述存储模块中的音频特征库进行比对，将比对结果通过所述通讯模块实时通讯传输至服务器主机内，当比对结果正常时，仅输出音频的波形数据和子带特征，当比对结果异常时，报警模块发出警报声、音频数据显示音频的波形数据和子带特征，并告知发出信号的设备GPS定位数据，方便工作人员及时确认和维护。