本申请提供了一种自供电轨道交通设施监测装置及系统,所述装置包括:轨道振动能量俘获装置、能量存储电路、振动唤醒电路及数据采集与传输控制器,该装置能够收集轨道振动产生的能量并存储,当能量达到指定水平时,振动唤醒电路激活休眠的数据采集与传输控制器,以对轨道交通设施进行监测,并将监测数据发送至远程数据中心。本申请能够利用振动能量俘获技术实现无线传感网络的自供电,并通过优化传感器节点功耗优化,实现超低功耗的轨道交通基础设施测量,使得振动俘获的能量可以满足传感器节点长期工作,从而解决地面传感器供电难题。
背景技术
轨道交通基础设施的服役状态对列车安全至关重要。目前,轨道监测车、综合检测列车等是评估轨道几何状态、轨道不平顺度及钢轨廓形等关键参数的主要手段,这些巡检方式能够全面反映基础设施的服役状态。然而,这些巡检方式也存在明显的问题。首先,巡检车需要在维修天窗时段进行作业,这直接导致了检测周期的延长和运营效率的降低,同时也增加了巡检成本。此外,对于某些隐蔽性缺陷,如扣件松脱、轨道板离缝、上拱以及CA砂浆脱空等,传统的车载检测方式往往难以有效捕捉,这在一定程度上限制了巡检的准确性和全面性。
为了克服现有巡检方式的不足,利用无线传感网络对轨道交通基础设施服务性能进行实时监测成为了一种新的解决方案。无线传感网络具有成本低、检测准确性高等显著优点,且能够直接检测基础设施参数,无需占用维修天窗时段,从而提高了检测效率和灵活性。然而,目前无线传感网络在轨道交通监测中的大规模应用仍面临供电问题的制约。由于传感节点数量庞大,现有无线传感网络需要定期更换电池,这不仅工作量大、安全性低,还可能影响车辆的正常运行。因此,供电问题成为制约无线传感网络在轨道交通监测中进一步发展的关键瓶颈。
实现思路