1.一种基于无线传感的轨道线形监测系统,包括传感机构(100)、网关(200)和处理计算机(300),其特征在于,所述传感机构(100)包括设置在轨道上的无线倾角仪,无线倾角仪用于测量轨道变形所造成的角度变化,并按一定时间间隔以无线方式传输给网关(200),网关(200)汇集多个无线倾角仪的数据并连接至处理计算机(300),处理计算机(300)对数据进行分析处理并计算轨道变形数值,进一步输出轨道线形,最终进行监测信息的发布及展示;当轨道结构为有砟轨道或连续式无砟轨道时,传感机构(100)仅包括板中传感机构(110);当轨道结构为单元式无砟轨道时,传感机构(100)包括板中传感机构(110)和板间传感机构(120);所述板间传感机构(120)包括第二无线倾角仪(121)、第一固定底座(122)、第二固定底座(123)和连杆(124),第一固定底座(122)与第二固定底座(123)分别安装于板间接缝两侧的轨道板上,连杆(124)一端与第一固定底座(122)的转动轴(1222)连接,另一端与第二固定底座(123)上的限位立板(1232)连接;所述第二无线倾角仪(121)紧固于所述连杆(124)上。
2.如权利要求1所述的基于无线传感的轨道线形监测系统,其特征在于,所述板中传感机构(110)包括第一无线倾角仪(111)和安装支架(112),第一无线倾角仪(111)固定在安装支架(112)上,安装支架(112)紧固于轨枕或轨道板上。
3.如权利要求1所述的基于无线传感的轨道线形监测系统,其特征在于,所述第一固定底座(122)包括第一固定底板(1221)和垂直设置在所述第一固定底板(1221)上的转动轴(1222),转动轴(1222)一端与所述第一固定底板(1221)固定连接,另一端设置限位装置(1223)。
4.如权利要求1所述的基于无线传感的轨道线形监测系统,其特征在于,所述第二固定底座(123)包括第二固定底板(1231)和垂直设置在所述第二固定底板(1231)上的限位立板(1232),所述限位立板(1232)上设置有长孔(1233)。
5.如权利要求1所述的基于无线传感的轨道线形监测系统,其特征在于,所述连杆(124)包括连杆主体(1241),在连杆主体(1241)的一端设置有转动套(1242),另一端连接有滑动杆(1243),在所述连杆主体(1241)的上表面设置有倾角仪固定板(1244)。
6.一种基于无线传感的轨道线形监测方法,其特征在于,采用如权利要求1~5任一所述的基于无线传感的轨道线形监测系统进行监测,包括如下的步骤:步骤1、计算板中传感机构(110)获得的水平与高低位移变化量;步骤2、计算板间传感机构(120)获得的高低位移变化量;步骤3、根据步骤1和步骤2所得结果,进一步计算轨道高低的弦测值、轨道水平的轨道结构变形数值;步骤4、根据轨道结构变形数据,输出监测范围内沿里程的轨道线形;当轨道结构为单元式无砟轨道时,轨道变形计算按上述步骤1、步骤2和步骤3来进行;当轨道结构为有砟轨道或连续式无砟轨道时,轨道变形计算按上述步骤1和步骤3来进行。
7.如权利要求6所述的基于无线传感的轨道线形监测方法,其特征在于,所述步骤1包括:步骤101、板中传感机构(110)实时检测轨道结构的水平、高低相对角度变化量;步骤102、当其相对角度变化量超过管理阈值时,实时发送报警信息;步骤103、板中传感机构(110)倾角仪的X轴角度反映轨道高低变形,采用下述公式计算,得到轨道高低位移变化值:式中, 为相邻板中传感机构(110)间距, 为板中传感机构(110)的X轴角度变化量;步骤104、板中传感机构(110)倾角仪的Y轴角度反映轨道水平变形,采用下述公式计算,得到轨道水平位移变化值:式中, 为轨道板板宽, 为板中传感机构(110)的Y轴角度变化量。
8.如权利要求6所述的基于无线传感的轨道线形监测方法,其特征在于,所述步骤2具体包括:步骤201、板间传感机构(120)实时检测轨道板间的高低相对角度变化量;步骤202、当其相对角度变化量超过管理阈值时,实时发送报警信息;步骤203、板间传感机构(120)倾角仪的X轴角度反映轨道板间高低变形,采用下述公式计算,得到轨道板间高低位移变化值:式中, 为板间传感机构(120)长度, 为板间传感机构(120)的X轴角度变化量。
9.如权利要求7所述的基于无线传感的轨道线形监测方法,其特征在于,所述步骤3具体包括:步骤301、根据步骤104中公式计算轨道水平位移值,即得到 ;步骤302、根据下述公式计算轨道高低弦测值:式中,i为轨道板序号。