CN105783824A - 铁路接触网参数的测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铁路接触网参数的测量方法,其包括:通过能够在铁轨上运行的平衡车设备采集测量探头至接触线的距离,以及所述测量探头与接触线之间的连线与铁轨平面之间的夹角;根据所述测量的距离、夹角值及所述测量点与铁轨之间的距离计算获得铁路接触网参数。通过本发明实施例可以通过沿铁轨运行的平衡车设备方便快捷地测量出铁路接触网参数,且可以保证测量结果的准确性,从而为接触网设计施工过程中提供合理可靠地参数数据。

Description

铁路接触网参数的测量方法
技术领域
[0001] 本专利设及轨道测量技术领域,尤其是设及一种铁路接触网参数的测量方法。
背景技术
[0002] 接触网中的接触线是电气化机车的动力来源供电线路,与其配套的是列车上的受 电弓(接触面是滑板),通过接触线和受电弓的接触,列车能够取得25kV高压交流电。
[0003] 为了保证接触线和受电弓之间的可靠接触良好供电,在线路设计过程中需要合理 地设计接触线高度及拉出值参数。其中,如果接触线高度设计值不合理或施工不符合设计 值,将导致接触线与受电弓接触不连续,导致高压拉弧放电,损坏受电弓;如果拉出值设计 不合理,则将影响受电弓的使用寿命。其中,拉出值是描述导线Z字形走向的参数值,即在列 车行进中,接触线实际上是左-右-左-右均匀摩擦整个滑板,而不是只摩擦特定点,W延长 受电弓整体寿命。
[0004] 目前,通常对接触线高度和拉出值等接触网参数的方式中,有动车或专口接触网 检测车高精度测量,但成本较高;有便携式测量仪,但效率较低。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种铁路接触网参数的测量方法,在满足工程测量精度要求 前提下可方便快捷测量相应的接触网参数,且测量成本大幅度降低。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的:
[0007] -种铁路接触网参数的测量方法,包括:
[000引通过能够在铁轨上运行的平衡车设备采集测量探头至接触线的距离,W及所述测 量探头与接触线之间的连线与铁轨平面之间的夹角;
[0009] 根据所述测量的距离、夹角值及所述测量点与铁轨之间的距离计算获得铁路接触 网参数。
[0010] 所述的接触网参数包括接触线高度和拉出值,其中:
[00川接触线高度H=出+L*sina;
[0012] 拉出值 La = LR/2-L*cosa;
[0013] 出为平衡车设备上的测量探头与铁轨平面之间的高度,L为测量探头与接触线距 离,a为测量探头中屯、点与接触线的连线与铁轨平面之间的夹角,Lr为轨距。
[0014] 该方法还包括:
[0015] 在所述平衡车设备在铁轨上运行过程中,根据所述测量探头与铁轨平面之间的高 度的变化调整接触线高度的值,W及根据所述测量探头与接触线的距离的变化调整拉出 值。
[0016] 所述调整接触线高度的值的方式包括:
[0017] H'=H-Ay;
[0018] 所述调整拉出值的方式包括:
[0019] L'a = La-Ax;
[0020] 其中,
Figure CN105783824AD00051
对测量探头前进方向倾 侧距离,Ay为测量探头垂直方向倾侧距离,A = cos0x,B = cos0y,L为探头垂直高度,0X为测 量探头前进方向倾角,的为测量探头垂直方向倾角。
[0021] 该方法还包括:
[0022] 所述平衡车设备根据预设的测量线路信息及GPS测量信息沿预设的测量线路运 行;
[0023] 判断是否到达所述预设的测量线路的终点,若是,则自动返回测试起点或运行至 预定地点。
[0024] 该方法还包括:
[0025] 当检测所述平衡车设备运行经过道岔后,判断当前轨道是否为预设的测量线路信 息中包含的轨道,若是,则继续运行,否则,返回测试起点或运行至预定地点。
[00%] 该方法还包括:
[0027] 所述平衡车设备中的跟随器接收发射器发送的跟随控制信息,根据所述跟随控制 信息在铁轨上运行;
[0028] 当所述平衡车设备根据预设的测量线路信息确定到达预设的测量线路的终点时, 则发送返回提示信息。
[0029] 在发送所述提示信息后,所述平衡车设备中的跟随器接收发射器发送的跟随控制 信息在铁轨上运行并返回。
[0030] 该方法还包括:所述平衡车设备上报测量获得的所述铁路接触网参数。
[0031] 该方法还包括:
[0032] 测量所述平衡车设备的前倾角度及角速度、后倾角度及角速度、左倾角度及角速 度或右倾角度及角速度中的至少一项,并根据测量结果控制平衡控制机构的调整保持所述 平衡车设备的运行,W保证所述平衡车设备的测量探头的垂直平衡。
[0033] 由上述本发明提供的技术方案可W看出,本发明实施例提供的铁路接触网参数的 测量方法可W通过沿铁轨运行的平衡车设备方便快捷地测量出铁路接触网参数,且可W保 证测量结果的准确性,从而为接触网设计施工过程中提供合理可靠地参数数据。
附图说明
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本 领域的普通技术人员来讲,还可W根据运些附图获得其他附图。
[0035] 图1为本发明实施例提供的方法的处理流程图;
[0036] 图2为本发明实施例提供的方法的原理框图;
[0037] 图3为本发明实施例提供的方法的具体应用过程示意图。
具体实施方式
[0038] 下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例,本领域普通技术人员可获得其他实施例,都属于本发明的保护范围。
[0039] 本发明实施例提供了一种铁路接触网参数的测量方法,其具体实现方式如图1所 示,可W包括W下处理过程:
[0040] 步骤11,通过能够在铁轨上运行的平衡车设备采集测量探头至接触线的距离,W 及所述测量探头与接触线之间的连线与铁轨平面之间的夹角;
[0041] 步骤12,根据所述测量的距离、夹角值及所述测量点与铁轨之间的距离计算获得 铁路接触网参数。
[0042] 所述的接触网参数可W包括接触线高度和拉出值,接触线高度是指接触线最低点 与铁轨平面的垂直偏移距离,拉出值是接触线与铁轨平面中屯、点水平偏移距离,其中:
[0043] 接触线高度H=出+L*sina;
[0044] 拉出值 La = LR/2-L*cosa;
[0045] 在上式中,Hl为平衡车设备上的测量探头与铁轨平面之间的高度,L为测量探头与 接触线距离(即测量探头中屯、点与接触线最低点距离),a为测量探头中屯、点与接触线的连 线与铁轨平面(或称测量控头底面)之间的夹角,Lr为轨距,在我国的铁路系统,直线铁轨一 般取1435mm,转弯时,LR=1435/si址,峽J在转弯外轨超高时,轨平面与地平面之间的夹角;
[0046] 进一步地,在上述计算公式中,相应的接触线高度和拉出值的测量单位及已经参 数值的单位可W为毫米。
[0047] 上述计算公式是在平衡车设备静止的情况下推导获得或者假设平衡车设备运行 过程中保持平稳的状况下推导获得。而在平衡车设备实际沿铁轨运行过程中,可能存在上 下颠鑛的情况。为此,需要对计算获得的接触线高度及拉出值进行调整,即该方法还可W包 括:
[0048] 在所述平衡车设备在铁轨上运行过程中,根据所述测量探头与铁轨平面之间的高 度的变化调整接触线高度的值,W及根据所述测量探头与接触线的距离的变化调整拉出 值。
[0049] 具体地,相应的调整接触线高度及拉出值的方式可W包括:
[0050] 所述调整接触线高度的值的方式包括:IT =H-Ay;
[0化1 ] 所述调整拉出值的方式包括:!/ a = La-A X;
[0052]其中,
Figure CN105783824AD00061
\ X为测量探头前进方向倾 侧距离,Ay为测量探头垂直方向倾侧距离,A = cos0x,B = cos0y,L为探头垂直高度,0X为测 量探头前进方向倾角,的为测量探头垂直方向倾角,两个倾角值可W通过平衡车设备中的 巧螺仪测量获取。
[0化3]上述公式中的x、y值具体为通过公支
Figure CN105783824AD00071
步求解获得。
[0054]本发明实施例提供的方法中,所述平衡车设备为沿需要测量接触网参数的铁轨路 线行驶,在行驶过程中具体可W自主模式和跟随模式在铁轨上运行。下面将分别对两种模 式的运行方式进行详细说明。
[0055]( -)自主模式
[0056] 在该自主模式下,相应的平衡车设备的运行方式可W包括:
[0057] (1)所述平衡车设备根据预设的测量线路信息及GPS测量信息沿预设的测量线路 运行,具体可W将所述平衡车设备旋转于铁轨上预定位置处,之后通过GI^校验并自主移动 到测量线路的起始点并沿测量线路运行;
[005引(2)在运行过程中,判断是否到达所述预设的测量线路的终点,若是,则自动返回 测试起点或运行至预定地点,例如,预定地点可W为另一测试路线的测试起点或放置所述 平衡车设备的地点,等等。
[0059] 进一步地,在上述运行过程中,当检测所述平衡车设备运行经过道岔后,还可W判 断当前轨道是否为预设的测量线路信息中包含的轨道,若是,则继续运行,否则,返回测试 起点或运行至预定地点,该预定地点可W为经过道岔前的地点或测量线路信息中包含的轨 道上的指定地点。例如,可W判断前进方向预定距离(如20m等)处是否有道岔,若有,则启动 道岔侦查流程,即在通过道岔后20m后,检测实际轨道是否目标须测量轨道,若不是,则返航 (返回测试起点或运行至预定地点),若在目标测量轨道,则继续前进并进行测量。
[0060] 在所述平衡车设备中,需要设置预设的测量线路信息,具体设置过程如图2所示, 可W通过主控端设置完成,相应的设置方式可W包括:根据铁路设计图纸获取线路设计描 述信息,选取须测量路段,即通过工况设定和路况规划过程生成线路描述表,线路描述表中 包含里程描述、道岔距离描述、接触线设计值描述等信息,将线路描述表通过下载测量指令 输入平衡车设备从而确定预设的测量线路信息,W便于所述平衡车设备(即智能平衡车、或 称智能测量车)实现接触网参数的自主测量。
[0061] 所述平衡车设备在运行过程中自主移动进行铁路接触网参数的测量,并记录测量 结果。在完成测量任务后可W将铁路接触网参数的测量结果上报,例如,上报到图2所示的 主控端,或者上报到指定的服务器或指定的设备中,W备应用(如数据汇总、分析)。
[0062] (二)跟随模式
[0063] 在该跟随模式下,相应的平衡车设备的运行方式可W包括:
[0064] (1)所述平衡车设备中的跟随器接收发射器发送的跟随控制信息,根据所述跟随 控制信息在铁轨上运行;
[0065] 相应的发射器可W由负责测量的作业工携带,且作业工需要沿测量线路前进,所 述平衡车设置中的跟随器则根据跟随器接收到的跟随控制信息在预定的范围(如1米距离) 内移动并进行测量;
[0066] (2)当所述平衡车设备根据预设的测量线路信息确定到达预设的测量线路的终点 时,则发送返回提示信息。
[0067] 在发送所述提示信息后,所述平衡车设备中的跟随器接收发射器发送的跟随控制 信息在铁轨上运行并返回。
[0068] 在完成测量后可W将铁路接触网参数的测量结果上报,例如,上报到指定的服务 器或指定的设备中,W备应用。
[0069] 在跟随模式下,同样需要设置预设的测量线路信息,具体设置方式可W包括:根据 铁路设计图纸获取线路设计描述信息,选取须测量路段,生成线路描述表,线路描述表中包 含里程描述、道岔距离描述、接触线设计值描述等信息,将线路描述表输入平衡车设备从而 确定预设的测量线路信息。
[0070] 可选地,在该方法实施例中,还可W包括:
[0071] 测量所述平衡车设备的前倾角度及角速度、后倾角度及角速度、左倾角度及角速 度或右倾角度及角速度中的至少一项,并根据测量结果控制平衡控制机构的调整保持所述 平衡车设备的垂直平衡。也就是说,在所述平衡车设备的运行过程中,还可W进行前进方向 的平衡控制和左右方向的平衡控制,具体地,前进方向的平衡控制中,可W测量前、后倾的 角度与角速度,并可W通过给予驱动轮相反方向对应驱动速度,W求得前进方向的平衡;左 右方向的平衡控制中,可W测量左、右倾的角度与角速度,并可W通过张开左右方向的平衡 板(依赖于左右平衡液压支杆)调整重屯、至轨面垂直方向来实现左右方式的平衡。
[0072] 为便于理解本发明实施例提供的技术方案,下面将结合附图W下个具体的的应用 实例对本发明实施例提供的方法进行详细描述。
[0073] 如图3所示,本发明实施例提供的一种铁路接触网参数的测量方法的实现过程具 体可W包括W下处理过程:
[0074] (1)所述平衡车设备行进并定位,W便于在预设的测量线路上前进;
[0075] (2)若确定在预设的测量线路上前进,则进行数据测量,即进行接触网参数(如接 触线高度及拉出值等)的测量;
[0076] (3)进行数据存胆归档,即保存测量的接触网参数数据;
[0077] (4)进行影响前进异物判断,若能通过,则执行过程(5),否则,返回;
[0078] (5)进行道岔判断,即判断道岔是否能通过,若能,则执行过程(6),否则,即无法通 过,返回;
[0079] (6)终点判断,即判断是否到达预设的测量线路的终点,若是,则返回,否则,继续 执行过程(1)。
[0080] 通过上述处理过程,可W方便、快捷、准确地测量获得铁路中的接触网参数,从而 为铁路的设计规划及控制管理提供了可靠的基础参数数据。
[0081] W上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明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发明掲露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该W权利要求书的保护范 围为准。

Claims (10)

1. 一种铁路接触网参数的测量方法,其特征在于,包括: 通过能够在铁轨上运行的平衡车设备采集测量探头至接触线的距离,以及所述测量探 头与接触线之间的连线与铁轨平面之间的夹角; 根据所述测量的距离、夹角值及所述测量点与铁轨之间的距离计算获得铁路接触网参 数。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的接触网参数包括接触线高度和拉出 值,其中: 接触线高度H=Hi+L*sina; 拉出值La = LR/2_L*cosa; Hl为平衡车设备上的测量探头与铁轨平面之间的高度,L为测量探头与接触线距离,a为 测量探头中心点与接触线的连线与铁轨平面之间的夹角,Lr为轨距。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,该方法还包括: 在所述平衡车设备在铁轨上运行过程中,根据所述测量探头与铁轨平面之间的高度的 变化调整接触线高度的值,以及根据所述测量探头与接触线的距离的变化调整拉出值。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于, 所述调整接触线高度的值的方式包括: Η7 =Η- Δ y ; 所述调整拉出值的方式包括: L a - La_ A X ;
Figure CN105783824AC00021
△ X为测量探头前进方向倾侧距 离,Δ y为测量探头垂直方向倾侧距离,A = cos0x,B = cos0y,L为探头垂直高度,θχ为测量探 头前进方向倾角,9y为测量探头垂直方向倾角。
5. 根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,该方法还包括: 所述平衡车设备根据预设的测量线路信息及GPS测量信息沿预设的测量线路运行; 判断是否到达所述预设的测量线路的终点,若是,则自动返回测试起点或运行至预定 地点。
6. 根据权利要求5所述的方法,其特征在于,该方法还包括: 当检测所述平衡车设备运行经过道岔后,判断当前轨道是否为预设的测量线路信息中 包含的轨道,若是,则继续运行,否则,返回测试起点或运行至预定地点。
7. 根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,该方法还包括: 所述平衡车设备中的跟随器接收发射器发送的跟随控制信息,根据所述跟随控制信息 在铁轨上运行; 当所述平衡车设备根据预设的测量线路信息确定到达预设的测量线路的终点时,则发 送返回提示信息。
8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在发送所述提示信息后,所述平衡车设备 中的跟随器接收发射器发送的跟随控制信息在铁轨上运行并返回。
9. 根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,该方法还包括:所述平衡车设备 上报测量获得的所述铁路接触网参数。
10. 根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,该方法还包括: 测量所述平衡车设备的前倾角度及角速度、后倾角度及角速度、左倾角度及角速度或 右倾角度及角速度中的至少一项,并根据测量结果控制平衡控制机构的调整保持所述平衡 车设备的运行,以保证所述平衡车设备的测量探头的垂直平衡。
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