本实用新型涉及道岔监测领域，尤其是涉及一种道岔运用在线状态监测系统。
背景技术：
随着铁路提速、高密度行车区段不断增加，为确保行车安全，对道岔运用质量和状态稳定性要求越来越高。
道岔基本轨、尖轨之间有异物或转辙机动作不良等造成基本轨与尖轨间密贴过大，从而导致挤岔事故。
列车高速通过道岔时，道岔(尤其是尖轨)将持续承受极大的低频大振幅和高频小振幅的作用力；若不能及时和有效的获取道岔状态信息，在道岔恶化初期及时由铁路工务电务部门进行联合整修作业消除病害，则转辙机和道岔运用状态将迅速恶化，导致设备损伤，危及行车安全。
目前，国内对道岔运营状态的监测主要采用人工巡检的手段，效率低下，难以提供系统的道岔健康信息。近年来随着电子技术的进步，铁路电务部门引入道岔缺口监测系统，遵循国铁集团(原铁总公司)的《道岔缺口监测系统技术规范》，采用安装在转辙机内的机械触点式或光电探测式传感器(如摄像头，光栅光纤传感器)两种方式识别检测杆的缺口。监测转辙机检测杆缺口的方式主要存在以下问题：1.监测结果不准确，由于现场环境复杂，常出现误报；2.监测参数少，只能测量缺口值一个参数，不能综合测量道岔密贴量、开口量、爬行量等道岔运用状态主要参数值；3.间接监测，不能直接反映道岔上述运用参数值；4.监测频率低，列车过轨时不能进行动态监测。
此外，对于采用电涡流传感器直接测量道岔运用状态的方式，由于电涡流传感器有效测量距离短(一般不超过40mm)仅能测量密贴、爬行量等参数；此外，在实际使用时电涡流传感器的防护等级和稳定性不能达到铁路环境长时间连续稳定工作的要求。
随着电子通信技术的发展，直接对铁路道岔设备的工作状态进行直接监测的系统，能够动态/静态实时获取铁路电务工务关心的重要参数，提供预警维护信息，使铁路运维人员能够及时了解道岔状态和变化趋势，发现潜在问题，实现道岔相关设备的预防性状态维修。
技术实现要素：
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种道岔运用在线状态监测系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种道岔运用在线状态监测系统，该系统包括前端传感器、节点单元、基站、服务器和上位机，所述的前端传感器设于道岔牵引点，依次通过节点单元、基站和服务器连接上位机。
优选地，每个所述的道岔牵引点设有一组前端传感器和一个节点单元。
优选地，当道岔牵引点为第一个时，所述的一组前端传感器包括两个压电式加速度传感器、三个磁滞伸缩位移传感器、温度传感器和湿度传感器；当道岔牵引点为第二个及以上时，该点的一组前端传感器包括三个磁滞伸缩位移传感器。
优选地，所述的三个磁滞伸缩位移传感器中的两个第一磁滞伸缩位移传感器安装于基本轨垂直；
所述的三个磁滞伸缩位移传感器中的一个第二磁滞伸缩位移传感器安装于路基中部。
优选地，所述的磁滞伸缩位移传感器的游标磁铁固定于尖轨上，并悬浮在传感器测杆上方。
优选地，所述的压电式加速度传感器设于尖轨前的基本轨上，每根基本轨分别布设一个压电式加速度传感器。
优选地，所述的温度传感器和湿度传感器设于轨旁。
优选地，所述的节点单元包括电源、数据采集电路、数据处理电路和无线收发电路，所述的电源分别与前端传感器、数据采集电路、数据处理电路和无线收发电路连接，所述的数据处理电路分别与数据采集电路与无线收发电路连接。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、系统实时采集道岔的道岔运用状态相关密贴量、开口量、爬行量、基本轨间距等重要参数，实现对道岔运用状态的全面在线监测。
2、系统首次提出采用非接触式磁滞伸缩位移传感器，实现静态、动态、道岔转换过程中连续不间断监测道岔运行数据，道岔动态监测为列车经过道岔或道岔定反位转动过程中对道岔密贴量、开口量、爬行量及道岔框架等重要指标的监测；道岔静态监测为无列车经过和道岔无转动时的对道岔以上所述状态的监测。
3、系统根据振动传感器的输出值判断列车是否过轨，从而调整传感器采样频率。
附图说明
图1为本实用新型的系统结构示意图。
图2为本实用新型的双转辙机双牵引点(双机双点)道岔现场系统设备布置示意图。
其中1为前端传感器，2为节点单元，3为基站，4为服务器，5为上位机，11为压电式加速度传感器，12为磁滞伸缩位移传感器，13为温度传感器，14为湿度传感器，121为第一磁滞伸缩位移传感器，122为第二磁滞伸缩位移传感器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种道岔运用在线状态监测系统，该系统包括前端传感器1、节点单元2、基站3、服务器4和上位机5，所述的前端传感器1设于道岔牵引点，依次通过节点单元2、基站3和服务器4连接上位机5。
如图2所示，所述的每个道岔牵引点设有一组前端传感器1和一个节点单元2。
当道岔牵引点为第一个时，所述的一组前端传感器1包括两个压电式加速度传感器11，三个磁滞伸缩位移传感器12、温度传感器13和湿度传感器14；当道岔牵引点为第二个及以上时，该点的一组前端传感器1包括三个磁滞伸缩位移传感器12。
所述的三个磁滞伸缩位移传感器12中的两个第一磁滞伸缩位移传感器121安装于基本轨垂直，用于测量道岔尖轨与基本轨之间的距离，实现道岔两个尖轨与基本轨间的密贴量、开口量的动态和静态监测，还可用于测量道岔定反位转换过程中的变化数据。
所述的磁滞伸缩位移传感器12的游标磁铁固定于尖轨上，并悬浮在传感器测杆上方，实现非接触式的位移测量方式。
所述的第二磁滞伸缩位移传感器122安装于路基中部，用于测量两个基本轨之间的距离，实现道岔框架的动态、静态监测。
所述的压电式加速度传感器11设于尖轨前的基本轨上，每根基本轨分别布设一个压电式加速度传感器11，根据其输出数据判断列车是否在经过监测系统，根据列车是否经过，系统自动调整磁滞伸缩位移传感器12的采样频率。
当所述的压电式加速度传感器11输出数据超过设定的阈值时即判定列车在经过监测系统，此时节点单元2加快对磁滞伸缩位移传感器12的采集速率，实现动态监测；当压电式加速度传感器11的输出数据低于设定的阈值时即判定无列车在经过监测系统，此时节点单元2降低对磁滞伸缩位移传感器12的采集速率，减少传输数据量。
所述的温度传感器13和湿度传感器14设于轨旁，用于测量道岔的环境数据。
所述的节点单元2包括电源、数据采集、数据处理和无线收发，所述的电源用于对接入的前端传感器1和节点单元2供电；所述的数据采集用于对接入的前端传感器1进行数据采集；所述的数据处理根据压电式加速度传感器11的数据调整磁滞伸缩位移传感器12的采集速率，并对所采集前端传感器1的数据进行分析、压缩和格式转换；所述的无线收发用于将数据发送至其所属基站3。
所述的基站3接收附近数公里范围内的下属节点单元2的数据，然后通过运营商公网将数据发送到铁路部门机房内的服务器4。
所述的服务器4用于对数据进行存储，分析道岔健康状态，运行网页服务，为用户提供用户鉴权、数据查询和数据图形化显示。
所述的上位机5提供用户登录和管理网页，对用户提供按路局、站、段、车间不同等级的用户登录，道岔实时和历史数据查询及图形化显示、健康状态分析和维修预警。
铁路道岔类型还有三转辙机三牵引点(三机三点)和多机多点牵引道岔等多种形式，本实用新型中的系统对这些类型道岔均可适用。
若多组前端传感器之间的距离足够近，则前端传感器可以接入同一个节点单元的数据采集部分，共用一个节点单元，减少系统设备数量，降低系统成本。
对于超过两个牵引点的道岔类型的设备布置参考双机双点的设备布置，即在后续牵引点只需在两个移动轨分别布设一个测量开口量和密贴量的磁滞伸缩位移传感器，以及在路基中部布设一个测量基本轨间距的磁滞伸缩位移传感器，无需布设温湿度传感器和压电式压电式加速度传感器。
本实用新型中磁滞伸缩位移传感器具有良好的温度补偿性能和稳定性，在完成初始安装调试后能够保证长时间稳定工作，无需再次校准。检修人员可采用尖尺、游标卡尺等专用工具测量道岔密贴量、开口量的值，与位移传感器输出值进行比较。若偏差超出允许范围，则需重新校准标定。校准时每隔一定距离记录位移传感器的输出电压，在测量完毕后将实际距离与对应位移传感器输出电压值输入校准软件中即可完成校准。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
1.一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，该系统包括前端传感器(1)、节点单元(2)、基站(3)、服务器(4)和上位机(5)，所述的前端传感器(1)设于道岔牵引点，依次通过节点单元(2)、基站(3)和服务器(4)连接上位机(5)。
2.根据权利要求1所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，每个所述的道岔牵引点设有一组前端传感器(1)和一个节点单元(2)。
3.根据权利要求2所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，当道岔牵引点为第一个时，所述的一组前端传感器(1)包括两个压电式加速度传感器(11)、三个磁滞伸缩位移传感器(12)、温度传感器(13)和湿度传感器(14)；当道岔牵引点为第二个及以上时，该点的一组前端传感器(1)包括三个磁滞伸缩位移传感器(12)。
4.根据权利要求3所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，所述的三个磁滞伸缩位移传感器(12)中的两个第一磁滞伸缩位移传感器(121)安装于基本轨垂直；
所述的三个磁滞伸缩位移传感器(12)中的一个第二磁滞伸缩位移传感器(122)安装于路基中部。
5.根据权利要求4所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，所述的磁滞伸缩位移传感器(12)的游标磁铁固定于尖轨上，并悬浮在传感器测杆上方。
6.根据权利要求3所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，所述的压电式加速度传感器(11)设于尖轨前的基本轨上，每根基本轨分别布设一个压电式加速度传感器(11)。
7.根据权利要求3所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，所述的温度传感器(13)和湿度传感器(14)设于轨旁。
8.根据权利要求3所述的一种道岔运用在线状态监测系统，其特征在于，所述的节点单元(2)包括电源、数据采集电路、数据处理电路和无线收发电路，所述的电源分别与前端传感器(1)、数据采集电路、数据处理电路和无线收发电路连接，所述的数据处理电路分别与数据采集电路与无线收发电路连接。
技术总结