無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，該方法包括步驟：沿路基縱向間隔水平布置多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器；其中，較優(yōu)地，豎向變形無(wú)線感知傳感器低功耗自供電，與監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線通訊，且不需供電及通訊線纜，體積小，安裝簡(jiǎn)便，安裝后不需額外保護(hù)，價(jià)格低廉，可實(shí)現(xiàn)至少五年的長(zhǎng)期獨(dú)立工作，徹底解決常規(guī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)線纜易損壞的難題；當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降或隆起時(shí)，根據(jù)各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔；通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，與規(guī)定的允許豎向位移量相比較，進(jìn)行預(yù)警。本發(fā)明可監(jiān)測(cè)鐵路、公路的路基沉降、隆起等豎向不均勻變形情況并進(jìn)行預(yù)警。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鐵路工程、公路工程的路基沉降、隆起等豎向不均勻變形監(jiān)測(cè)，尤其涉及一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，特別適用于尚速鐵路路基的監(jiān)測(cè)。
【背景技術(shù)】
[0002]路基不均勻沉降或隆起是高速鐵路工程中最常見(jiàn)的病害之一，路基的不均勻沉降或隆起直接影響著高速列車(chē)的運(yùn)行安全，決定著高速列車(chē)乘客的安危。目前對(duì)于高速鐵路路基監(jiān)測(cè)的技術(shù)還主要集中于建設(shè)期間為保證路基施工質(zhì)量進(jìn)行的沉降監(jiān)測(cè)，而對(duì)于影響列車(chē)行車(chē)安全的沿線路縱向的路基沉降、凍脹等變形還缺乏有效的監(jiān)測(cè)方法。同時(shí)，大多數(shù)監(jiān)測(cè)儀器精度較低、環(huán)境適應(yīng)能力差、自動(dòng)化程度低、可操作性不強(qiáng)，并且基本上是人工值守監(jiān)測(cè)，這不僅會(huì)因監(jiān)測(cè)人員的操作引起誤差，還對(duì)其人身安全造成較大的威脅，雖然目前也有如自動(dòng)化全站儀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等隧道實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但這些監(jiān)測(cè)儀器或監(jiān)測(cè)系統(tǒng)往往價(jià)格昂貴、儀器或線纜易損壞，在工程實(shí)際中難以大量推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種簡(jiǎn)便、快速高效、自動(dòng)化程度高的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明首先提出一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移測(cè)試方法，包括步驟:
[0005]沿路基縱向間隔水平布置多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器；
[0006]當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降或隆起時(shí)，根據(jù)各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔；通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，與規(guī)定的允許豎向位移量相比較，進(jìn)行預(yù)警。
[0007]優(yōu)選地，所述豎向變形無(wú)線感知傳感器自供電獨(dú)立工作以實(shí)現(xiàn)各豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線纜安裝。
[0008]優(yōu)選地，所述豎向變形無(wú)線感知傳感器包括用以產(chǎn)生傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)的低功耗傾角傳感芯片、用以將所述傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、用以對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的處理器、用以將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給外界的數(shù)據(jù)傳輸模塊，以及用以供電的電池；所述低功耗傾角傳感芯片通過(guò)所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接所述處理器，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接所述處理器；所述處理器包括處理器本體和時(shí)鐘單元，所述時(shí)鐘單元由所述電池持續(xù)供電，所述時(shí)鐘單元控制所述電池以設(shè)定時(shí)間間隔交替開(kāi)啟或關(guān)閉對(duì)所述傾角傳感芯片、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、處理器本體和數(shù)據(jù)傳輸模塊的電力供應(yīng)。
[0009]優(yōu)選地，所述路基為高速鐵路路基，路基上設(shè)有底座板和軌道板；所述豎向變形無(wú)線感知傳感器布置于所述路基內(nèi)部、所述底座板內(nèi)部、所述底座板側(cè)壁、所述軌道板內(nèi)部或所述軌道板側(cè)壁。
[0010]優(yōu)選地，所述豎向變形無(wú)線感知傳感器為矩形體結(jié)構(gòu)，直接安裝于所述路基、所述底座板或所述軌道板上。
[0011]優(yōu)選地，所述方法包括:提供至少一監(jiān)測(cè)基站，各監(jiān)測(cè)基站沿所述路基縱向間隔布置，以獲取該監(jiān)測(cè)基站覆蓋范圍內(nèi)的各豎向變形無(wú)線感知傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)；所述豎向變形無(wú)線感知傳感器與所述監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線通訊。
[0012]優(yōu)選地，所述方法包括:提供一后臺(tái)服務(wù)器，與所述監(jiān)測(cè)基站無(wú)線通訊，根據(jù)所述各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔，通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，并與規(guī)定允許的豎向位移量相比較。
[0013]優(yōu)選地，所述方法包括:提供一預(yù)警裝置，與所述后臺(tái)服務(wù)器相通訊，在滿(mǎn)足預(yù)警條件時(shí)，后臺(tái)服務(wù)器控制預(yù)警裝置進(jìn)行預(yù)警。
[0014]本發(fā)明還提供一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，包括多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器、至少一監(jiān)測(cè)基站、后臺(tái)服務(wù)器及預(yù)警裝置；多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器沿路基縱向間隔水平布置；監(jiān)測(cè)基站通過(guò)無(wú)線通訊方式獲取該監(jiān)測(cè)基站覆蓋范圍內(nèi)的各豎向變形無(wú)線感知傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，并向外傳輸；后臺(tái)服務(wù)器與所述監(jiān)測(cè)基站無(wú)線通訊，用以接收監(jiān)測(cè)基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量得到區(qū)段最大豎向位移量，并與規(guī)定允許的豎向位移量相比較判斷是否進(jìn)行預(yù)警；預(yù)警裝置與所述后臺(tái)服務(wù)器通訊，在滿(mǎn)足預(yù)警條件時(shí)，由后臺(tái)服務(wù)器控制而進(jìn)行預(yù)警。
[0015]優(yōu)選地，所述豎向變形無(wú)線感知傳感器自供電獨(dú)立工作，以實(shí)現(xiàn)各豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與所述監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線纜安裝。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明根據(jù)沿路基縱向間隔水平布置的多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器對(duì)豎向變化量的感知，并通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，而獲得區(qū)段最大豎向位移量，并可在數(shù)據(jù)不符合規(guī)定允許值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)便、快速高效；豎向變形無(wú)線感知傳感器可自動(dòng)監(jiān)測(cè)路基的不均勻沉降或隆起，無(wú)需人為介入測(cè)量，不存在人為測(cè)量造成的人為誤差，數(shù)據(jù)可靠，精度高，數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，自動(dòng)化程度尚;本發(fā)明能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路、公路尤其是尚速鐵路路基的不均勾沉降或隆起情況。
[0017]進(jìn)一步地，豎向變形無(wú)線感知傳感器為自供電低功耗的獨(dú)立工作單元，可實(shí)現(xiàn)豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與監(jiān)測(cè)基站之間的無(wú)線纜安裝，價(jià)格低廉，安裝簡(jiǎn)便，安裝后不需額外保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)至少五年的長(zhǎng)期工作，解決線纜易損壞的難題。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明無(wú)線纜的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖2是本發(fā)明無(wú)線纜的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)實(shí)施例中豎向變形無(wú)線感知傳感器的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖3是本發(fā)明多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器排布于高速鐵路路基底座板的示意圖。
[0021]圖4是尚速鐵路路基丨幾降時(shí)的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0022]圖5是尚速鐵路路基最大允許丨幾降量的計(jì)算原理不意圖。
[0023]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:1、豎向變形無(wú)線感知傳感器；11、低功耗傾角傳感芯片；12、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊；13、處理器；14、數(shù)據(jù)傳輸模塊；15、電池；2、監(jiān)測(cè)基站；21、電池模塊；22、控制模塊；23、通訊模塊；3、后臺(tái)服務(wù)器；4、預(yù)警裝置；5、高速鐵路路基；51、沉降區(qū)域；6、底座板；7、充填層；8、軌道板。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0025]本發(fā)明提供一種無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法及豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，該預(yù)警系統(tǒng)可用以實(shí)施該測(cè)試方法。本發(fā)明適用于鐵路、公路等路基豎向變形位移的測(cè)試，豎向變形包括沉降、隆起等。本發(fā)明尤其適用于高速鐵路路基豎向變形位移量的測(cè)試。
[0026]首先參閱圖1，先介紹本發(fā)明無(wú)線纜的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。
[0027]該預(yù)警系統(tǒng)主要包括監(jiān)測(cè)基站2、多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器1、后臺(tái)服務(wù)器3及預(yù)警裝置4。監(jiān)測(cè)基站2與豎向變形無(wú)線感知傳感器I無(wú)線通訊，根據(jù)監(jiān)測(cè)基站2的覆蓋范圍大小及豎向變形無(wú)線感知傳感器I的數(shù)量，監(jiān)測(cè)基站2可設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)。后臺(tái)服務(wù)器3與監(jiān)測(cè)基站2無(wú)線通訊，預(yù)警裝置4與后臺(tái)服務(wù)器3通訊。
[0028]豎向變形無(wú)線感知傳感器I自供電獨(dú)立工作，使得各豎向變形無(wú)線感知傳感器I之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器I與監(jiān)測(cè)基站2之間為無(wú)線纜安裝，豎向變形無(wú)線感知傳感器I與監(jiān)測(cè)基站2之間不需供電及通訊線纜，避免傳統(tǒng)技術(shù)中線纜易損壞的難題。豎向變形無(wú)線感知傳感器I為單個(gè)獨(dú)立的單元，安裝簡(jiǎn)便，安裝后不需額外保護(hù)，價(jià)格低廉。
[0029]具體地，參閱圖2，豎向變形無(wú)線感知傳感器I包括用以產(chǎn)生傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)的低功耗傾角傳感芯片11、用以將低功耗傾角傳感芯片11的傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊12、用以對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的處理器13、用以將經(jīng)處理的數(shù)字信號(hào)傳輸給外界的數(shù)據(jù)傳輸模塊14，以及用以供電的電池15 ;低功耗傾角傳感芯片11通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊12連接處理器13，數(shù)據(jù)傳輸模塊14連接處理器13 ;處理器13包括處理器本體(圖中未示出)和時(shí)鐘單元(圖中未示出)，時(shí)鐘單元由電池15持續(xù)供電，時(shí)鐘單元控制電池15以設(shè)定時(shí)間間隔交替開(kāi)啟或關(guān)閉對(duì)低功耗傾角傳感芯片11、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊12、處理器本體和數(shù)據(jù)傳輸模塊14的電力供應(yīng)。豎向變形無(wú)線感知傳感器I功耗低，其自身的電池可以使其實(shí)現(xiàn)在外長(zhǎng)期工作，工作壽命可達(dá)五年以上。
[0030]監(jiān)測(cè)基站2大致包括電池模塊21、用以與豎向變形無(wú)線感知傳感器I進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂颇K22和用以將接收到的豎向變形無(wú)線感知傳感器I的傾角數(shù)據(jù)向外傳輸?shù)耐ㄓ嵞K23，控制模塊22連接通訊模塊23。電池模塊21用以為監(jiān)測(cè)基站2本身供電。通訊模塊23為無(wú)線通訊模塊，例如GPRS模塊等，通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞较蚝笈_(tái)服務(wù)器3傳輸由豎向變形無(wú)線感知傳感器I發(fā)送過(guò)來(lái)的傾角數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)基站2對(duì)其覆蓋范圍內(nèi)的各豎向變形無(wú)線感知傳感器I的傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)至后臺(tái)服務(wù)器3。
[0031]后臺(tái)服務(wù)器3為數(shù)據(jù)處理中心，根據(jù)監(jiān)測(cè)基站2傳回的傾角數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到路基豎向不均勻變形情況，具體可通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，并與規(guī)定允許的豎向位移量相比較，以判斷是否需要進(jìn)行預(yù)警。
[0032]預(yù)警裝置4可為警報(bào)器，其根據(jù)后臺(tái)服務(wù)器3的控制進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)滿(mǎn)足預(yù)警條件時(shí)，即區(qū)段最大豎向位移量超過(guò)了規(guī)定的允許豎向位移量時(shí)，預(yù)警裝置4進(jìn)行預(yù)警。
[0033]參閱圖3，本發(fā)明的預(yù)警系統(tǒng)在對(duì)路基進(jìn)行測(cè)試時(shí)，使多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器I沿路基縱向間隔水平布置。以尚速鐵路路基5為例，尚速鐵路路基5上方依次層置設(shè)置有底座板6、充填層7和軌道板8。豎向變形無(wú)線感知傳感器I可以安裝在高速鐵路路基5內(nèi)部，或底座板6內(nèi)部、底座板6側(cè)壁、軌道板8內(nèi)部、軌道板8側(cè)壁。圖3所示意的結(jié)構(gòu)中，豎向變形無(wú)線感知傳感器I即安裝在底座板6側(cè)壁。其中，豎向變形無(wú)線感知傳感器I為矩形體結(jié)構(gòu)，其直接安裝于路基、底座板或軌道板結(jié)構(gòu)上，安裝簡(jiǎn)便。豎向變形無(wú)線感知傳感器I之間的間隔根據(jù)實(shí)際需要而定。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的思想，路基豎向位移測(cè)試方法主要包括步驟:
[0035]SlO:沿路基縱向間隔水平布置多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器；豎向變形無(wú)線感知傳感器之間的間隔根據(jù)實(shí)際需要而定。
[0036]S20:當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降或隆起時(shí)，根據(jù)各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔；通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，與規(guī)定的允許豎向位移量相比較，進(jìn)行預(yù)警。
[0037]參閱圖4，以下具體介紹高速鐵路路基豎向位移量的計(jì)算過(guò)程。以圖4的視圖方向?yàn)閰⒄眨磸淖笾劣业捻樞?，發(fā)生角度傾斜的各豎向變形無(wú)線感知傳感器I各自的傾角變化量分別為Λ θηΔ Θ2、Λ 03和八Θ 4，各豎向變形無(wú)線感知傳感器I與相鄰豎向變形無(wú)線感知傳感器I的間隔分別為L(zhǎng)p L2, L3, L40高速鐵路路基5各處的沉降變化量Λ Cl1 (i =1，2，3，4……)根據(jù)以下公式計(jì)算:
[0038]Ad1=L1XsinA Θ 1；
[0039]Ad2=L2XsinA Θ 2；
[0040]Ad3=L3XsinA Θ 3；
[0041 ] Ad4=L4XsinA Θ 4?
[0042]依次類(lèi)推，根據(jù)豎向變形無(wú)線感知傳感器I的傾角變化量Λ θ^? = 1,2,3,4……)及其與相鄰豎向變形無(wú)線感知傳感器I的間隔L1Q = 1，2，3，4……)即可分段計(jì)算得到該分段的豎向位移量，通過(guò)連續(xù)地對(duì)各分段進(jìn)行計(jì)算，可得到區(qū)段最大豎向位移量。
[0043]選定一個(gè)固定不動(dòng)參考點(diǎn)后，第η個(gè)測(cè)點(diǎn)相對(duì)于固定不動(dòng)參考點(diǎn)的豎向位移量即為各分段豎向位移量之和，其計(jì)算方式為:Λ S = L1 X sin Λ Θ !+L2XsinA θ 2+L3 XsinA θ3+....+LnX sin Δ θ η0
[0044]按上述方式獲得路基區(qū)段最大豎向位移量后，進(jìn)一步進(jìn)行預(yù)警，該預(yù)警方法具體為:根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，計(jì)算路基不同位置間的相對(duì)豎向變形量是否超出規(guī)范允許值，若超出，則預(yù)警，同時(shí)根據(jù)相對(duì)豎向變形速率是否超出設(shè)定值，若超出，則預(yù)警。
[0045]根據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范要求，高速鐵路路基工后沉降不宜超過(guò)15_ ;沉降比較均勻且符合條件Rsh彡0.4Vsj2時(shí)，允許工后沉降為30mm，Rsh為沉降處的半徑。當(dāng)Vsj為350Km/h時(shí)，Rsh彡49000m。參閱圖5，以R sh為49000m進(jìn)行計(jì)算，圓周上與最低點(diǎn)高度差d為30mm的兩點(diǎn)之間的水平距離L。為76.68m，即:若沉降比較均勻，只要每38.34m范圍內(nèi)路基沉降不超過(guò)30mm，就滿(mǎn)足規(guī)范要求。
[0046]假設(shè)將每20m長(zhǎng)的底座作為一個(gè)監(jiān)測(cè)單元，只要高鐵沿線上任意連續(xù)兩個(gè)監(jiān)測(cè)單元相對(duì)于初始監(jiān)測(cè)值的位移變化量之和滿(mǎn)足Δ = Δ i+Δ j < 30mm(i = 1,2,3,......，n ； j
=i+1)，即每40m長(zhǎng)度范圍內(nèi)路基沉降小于30mm，滿(mǎn)足至少每38.34m范圍內(nèi)路基沉降不超過(guò)30_的要求，此時(shí)即認(rèn)為高鐵是安全的。
[0047]但通過(guò)計(jì)算得到區(qū)段最大豎向位移量超過(guò)該規(guī)范的要求時(shí)，即進(jìn)行預(yù)警。
[0048]其中，通過(guò)數(shù)據(jù)處理獲得豎向位移量的工作可通過(guò)后臺(tái)服務(wù)器來(lái)完成，預(yù)警則通過(guò)預(yù)警裝置進(jìn)行，預(yù)警裝置由后臺(tái)服務(wù)器控制。各豎向變形無(wú)線感知傳感器的傾角數(shù)據(jù)可通過(guò)監(jiān)測(cè)基站來(lái)獲取。各豎向變形無(wú)線感知傳感器通過(guò)無(wú)線通訊傳輸方式向監(jiān)測(cè)基站傳輸傾角數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)基站則通過(guò)無(wú)線傳輸方式與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0049]本發(fā)明根據(jù)沿路基縱向間隔水平布置的多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器對(duì)豎向變化量的感知，并通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，而獲得區(qū)段最大豎向位移量，并可在數(shù)據(jù)不符合規(guī)定允許值時(shí)進(jìn)行預(yù)警，監(jiān)測(cè)簡(jiǎn)便、快速高效；豎向變形無(wú)線感知傳感器可自動(dòng)監(jiān)測(cè)路基的不均勻沉降或隆起，無(wú)需人為介入測(cè)量，不存在人為測(cè)量造成的人為誤差，數(shù)據(jù)可靠，精度高，數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸，自動(dòng)化程度高；本發(fā)明能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鐵路、公路尤其是尚速鐵路路基的不均勾沉降或隆起情況。
[0050]進(jìn)一步地，豎向變形無(wú)線感知傳感器為自供電低功耗的獨(dú)立工作單元，實(shí)現(xiàn)豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與監(jiān)測(cè)基站之間的無(wú)線纜安裝，價(jià)格低廉，安裝簡(jiǎn)便，安裝后不需額外保護(hù)，可實(shí)現(xiàn)至少五年的長(zhǎng)期工作，解決線纜易損壞的難題。
[0051]以上僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于，包括步驟: 沿路基縱向間隔水平布置多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器； 當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降或隆起時(shí)，根據(jù)各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔；通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，與規(guī)定的允許豎向位移量相比較，進(jìn)行預(yù)警。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:所述豎向變形無(wú)線感知傳感器自供電獨(dú)立工作以實(shí)現(xiàn)各豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線纜安裝。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:所述豎向變形無(wú)線感知傳感器包括用以產(chǎn)生傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)的低功耗傾角傳感芯片、用以將所述傾角數(shù)據(jù)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、用以對(duì)所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理的處理器、用以將所述數(shù)字信號(hào)傳輸給外界的數(shù)據(jù)傳輸模塊，以及用以供電的電池；所述低功耗傾角傳感芯片通過(guò)所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊連接所述處理器，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊連接所述處理器；所述處理器包括處理器本體和時(shí)鐘單元，所述時(shí)鐘單元由所述電池持續(xù)供電，所述時(shí)鐘單元控制所述電池以設(shè)定時(shí)間間隔交替開(kāi)啟或關(guān)閉對(duì)所述傾角傳感芯片、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、處理器本體和數(shù)據(jù)傳輸模塊的電力供應(yīng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:所述路基為高速鐵路路基，路基上設(shè)有底座板和軌道板；所述豎向變形無(wú)線感知傳感器布置于所述路基內(nèi)部、所述底座板內(nèi)部、所述底座板側(cè)壁、所述軌道板內(nèi)部或所述軌道板側(cè)壁。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:所述豎向變形無(wú)線感知傳感器為矩形體結(jié)構(gòu)，直接安裝于所述路基、所述底座板或所述軌道板上。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:提供至少一監(jiān)測(cè)基站，各監(jiān)測(cè)基站沿所述路基縱向間隔布置，以獲取該監(jiān)測(cè)基站覆蓋范圍內(nèi)的各豎向變形無(wú)線感知傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)；所述豎向變形無(wú)線感知傳感器與所述監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線通訊。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:提供一后臺(tái)服務(wù)器，與所述監(jiān)測(cè)基站無(wú)線通訊，根據(jù)所述各豎向變形無(wú)線感知傳感器獲取的豎向變化量及對(duì)應(yīng)間隔，通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量，得到區(qū)段最大豎向位移量，并與規(guī)定允許的豎向位移量相比較。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)線纜的路基豎向位移測(cè)試方法，其特征在于:提供一預(yù)警裝置，與所述后臺(tái)服務(wù)器相通訊，在滿(mǎn)足預(yù)警條件時(shí)，后臺(tái)服務(wù)器控制預(yù)警裝置進(jìn)行預(yù)警。9.一種無(wú)線纜、可長(zhǎng)期獨(dú)立工作的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括: 多個(gè)豎向變形無(wú)線感知傳感器，沿路基縱向間隔水平布置； 至少一監(jiān)測(cè)基站，監(jiān)測(cè)基站通過(guò)無(wú)線通訊方式獲取該監(jiān)測(cè)基站覆蓋范圍內(nèi)的各豎向變形無(wú)線感知傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)，并向外傳輸； 后臺(tái)服務(wù)器，與所述監(jiān)測(cè)基站無(wú)線通訊，用以接收監(jiān)測(cè)基站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并通過(guò)連續(xù)地分段計(jì)算豎向位移量得到區(qū)段最大豎向位移量，并與規(guī)定允許的豎向位移量相比較判斷是否進(jìn)行預(yù)警； 預(yù)警裝置，與所述后臺(tái)服務(wù)器通訊，在滿(mǎn)足預(yù)警條件時(shí)，由后臺(tái)服務(wù)器控制而進(jìn)行預(yù)塾目O10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)線纜的路基豎向位移預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于:所述豎向變形無(wú)線感知傳感器自供電獨(dú)立工作，以實(shí)現(xiàn)各豎向變形無(wú)線感知傳感器之間以及豎向變形無(wú)線感知傳感器與所述監(jiān)測(cè)基站之間無(wú)線纜安裝。
【文檔編號(hào)】G01B21/32GK105865387SQ201510031308
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日
【發(fā)明人】王建松, 劉慶元, 廖小平, 朱本珍
【申請(qǐng)人】中鐵西北科學(xué)研究院有限公司深圳南方分院