CN106705907A - 轨旁设备定测器及定测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轨旁设备定测器及定测方法，定测器包括行走装置、采集装置、控制装置和数据记录装置。所述采集装置采集所述轨旁设备的属性参数，并发送给控制装置；所述控制装置根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给数据记录装置；所述行走装置测量线路距离和轨道参数，并发送给数据记录装置；所述数据记录装置接收所述控制信号，根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离，并根据所述间隔距离与轨道参数生成预设规格的定测数据并存储，实现自动化检测，数据记录准确，定测精确度的目的。

Description

轨旁设备定测器及定测方法

技术领域

本发明涉及轨道交通检测技术领域，尤其涉及一种轨旁设备定测器及定测方法。

背景技术

城市轨道交通CBTC系统在部署过程中，轨旁设备(包括应答器，计轴，信号机，绝缘节)由于安装时要避让轨枕，会与设计值有偏差，需要在线路中的间距进行定测。定测时需要获得曲线，坡度，超高等线路数据。

这些线路数据构成了以线路中线为参考的电子地图，在列车进行全自动驾驶时，车辆控制系统通过匹配电子地图数据，进行车辆运行控制。而线路数据的准确与否直接影响列车停车位置的准确性。因此，轨旁设备及线路的定测数据，要求精度，准确性高，是CBTC系统运行的重要数据，直接影响系统的正常安全运行。

但目前定测多是需要施工人员通过皮尺、测距仪等测量设备，对轨旁设备间距进行定测，由于皮尺及测距仪量程有限，需要逐段进行数据测量记录，后期再进行累加，数据繁多易出错，影响定测精确度。

发明内容

本发明提供一种轨旁设备定测器及定测方法，用于解决现有技术中定测不够精确的问题。

本发明提供一种轨旁设备定测器，包括行走装置、采集装置、控制装置和数据记录装置，其中，

所述采集装置采集所述轨旁设备的属性参数，并发送给控制装置；

所述控制装置根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给数据记录装置；

所述行走装置测量线路距离和轨道参数，并发送给数据记录装置；

所述数据记录装置接收所述控制信号，根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离，并根据所述间隔距离与轨道参数生成预设规格的定测数据并存储。

可选地，所述行走装置包括驱动所述定测器在轨面上移动和测量线路距离的移动装置和测量所述轨道参数的轨道线路测量装置。

可选地，所述采集装置包括采集所述轨旁设备的外形几何尺寸的激光雷达和采集轨道上的电磁信号的电磁感应传感器。

可选地，所述采集装置还包括采集所述轨旁设备的颜色信息的颜色传感器和/或采集所述轨旁设备的阻碍信号的超声波传感器。

可选地，所述控制装置包括分析模块和执行模块，其中，

所述分析模块根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点和所述标识信息发送给执行模块；

所述执行模块将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给所述数据记录装置，以使数据记录装置根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离。

可选地，所述移动装置包括行走履带和计米轮，所述行走履带与所述计米轮联动，所述计米轮向所述数据记录装置发送数据信号。

可选地，所述轨道线路测量装置包括陀螺仪、磁力计和水平仪。

可选地，所述轨旁设备包括应答器、计轴、绝缘节和信号机。

本发明提供一种基于上述轨旁设备定测器的定测方法，包括：

当所述轨旁设备定测器在轨道上行走时，所述行走装置实时测量线路距离及轨道参数，并发送给所述数据记录装置；

当所述采集装置采集到第一轨旁设备的第一属性参数后，将第一属性参数发送给控制装置；

所述控制装置根据所述第一属性参数识别获得所述第一轨旁设备的第一定测点和第一标识信息，并将所述第一定测点、第一标识信息和第一控制信号发送给所述数据记录装置，所述标识信息包括类型信息和标号信息；

所述数据记录装置接收第一控制信号，并根据所述第一定测点和第一标识信息开始记录实时测量线路距离；

当所述采集装置采集到第二轨旁设备的第二属性参数后，将第二属性参数发送给控制装置；

所述控制装置根据所述第二属性参数识别获得所述第二轨旁设备的第二定测点和第二标识信息；

若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，则将所述第二定测点、第二标识信息和第二控制信号发送给所述数据记录装置；

所述数据记录装置接收第二控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息结束记录线路距离，获得所述第一轨旁设备和第二轨旁设备的间隔距离。

可选地，还包括：

若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，所述控制装置将所述第二定测点、第二标识信息和第三控制信号发送给所述数据记录装置，以使所述数据记录装置接收第三控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息开始记录实时测量线路距离。

由上述技术方案可知，本发明提供的轨旁设备定测器及定测方法，通过在轨道轨面上自动移动，对经过的轨旁设备进行识别，接收计数信号，从而计算相同类型轨旁设备之间的间距，同时还对轨道的曲线、超高及坡度进行测量，实现自动化检测，数据记录准确，定测精确度的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的轨旁设备的分布示意图；

图2为本发明实施例提供的轨旁设备定测器在轨道上的行驶示意图；

图3为本发明实施例提供的轨旁设备定测器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的轨旁设备定测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，在本发明实施例中，在轨道线路上分布有多个不同类型的轨旁设备。该轨旁设备可包括图1中的应答器6、计轴7、信号机8和绝缘节9。在本发明实施例所述的定测过程中，需要对线路上的所有应答器、计轴、信号机和绝缘节进行定测，获得相同类型轨旁设备之间的间距，显示在电子地图上。

在本发明实施例中，图2示出了本发明实施例提供一种轨旁设备定测器，包括定测器架体1，在所述定测器架体1上设置有：

用于测量线路距离和轨道参数的行走装置2，所述轨道参数包括曲线超高和坡度；

用于采集所述轨旁设备的属性参数的采集装置3；

用于识别所述轨旁设备的控制装置4；

用于记录数据信息的数据记录装置5。

所述行走装置与所述数据记录装置连接，用于将所述线路距离和所述轨道参数发送给所述数据记录装置。在本发明实施例中，所述线路距离包括整条轨道线路的长度以及相同类型轨旁设备之间的间距。如当前应答器到下一个应答器之间的距离。所述轨道参数包括轨道的曲线、超高和坡度等数据。

所述采集装置与所述控制装置连接，用于将所述属性参数发送给所述控制装置。在本发明实施例中，所述属性参数包括轨旁设备的外形几何尺寸、颜色信息、阻碍信号和电磁信号，但不局限于此。

所述控制装置与所述数据记录装置连接，用于根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给数据记录装置。在本发明实施例中，所述轨旁设备的定测点为测量相同类型轨旁设备的计数起点和终点。

对于外形为主的轨旁设备来说，定测点可采取轨旁设备的外形几何尺寸的中心点。对于接收信号为主的轨旁设备来说，定测点可采取接收到信号的时刻点。

所述轨旁设备的标识信息可包括类型信息和标号信息。如轨道线路上有20个应答器，则这20个设备中每个设备的标识信息包括类型信息-“应答器”以及标号信息-“1、2、3……20”。

所述数据记录装置接收所述控制信号，根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离，并根据所述间隔距离与轨道参数生成预设规格的定测数据并存储。

如图3所示，下面对上述轨旁定测器进行详细解释说明：

所述行走装置包括移动装置和轨道线路测量装置，其中，

所述移动装置与所述数据记录装置连接，用于驱动所述定测器架体在轨面上移动和测量线路距离，并将所述线路距离发送给所述数据记录装置。在本发明实施例中，所述移动装置包括行走履带和计米轮，所述行走履带与所述计米轮联动。行走履带可使用三个履带式电机，与轨面接触面积大，防止测量过程中出现空转及打滑问题。在本发明实施例中可使用两个计米轮，计米轮通过机械结构压贴在轨面，防止空转和打滑，计米轮每滚动1mm输出一个脉冲，发送给数据记录装置。

所述轨道线路测量装置与所述数据记录装置连接，用于测量所述轨道参数并将所述轨道参数发送给所述数据记录装置。在本发明实施例中，所述轨道线路测量装置包括陀螺仪、磁力计和水平仪。可以通过陀螺仪、磁力计和水平仪获得的倾斜度、俯仰角等数据分析计算得到轨道的曲线、超高和坡度等数据。

所述采集装置包括激光雷达、颜色传感器、超声波传感器和电磁感应传感器，其中，

所述激光雷达与所述控制装置连接，用于采集所述轨旁设备的外形几何尺寸，并将所述外形几何尺寸发送给所述控制装置；

所述颜色传感器与所述控制装置连接，用于采集所述轨旁设备的颜色信息，并将所述颜色信息发送给所述控制装置；

所述超声波传感器与所述控制装置连接，用于采集所述轨旁设备的阻碍信号，并将所述阻碍信号发送给所述控制装置；

所述电磁感应传感器与所述控制装置连接，用于采集轨道上的电磁信号，并将所述电磁信号发送给所述控制装置。

下面针对上述举出的应答器、计轴、信号机和绝缘节的识别作出解释说明：

应答器：通常情况下，应答器设置在轨枕中间位置上。因此，对应答器的识别可以匹配激光雷达扫描获得的外形几何尺寸进行判断。另外，由于在轨道上会存在类似应答器外形的物品，因此，对应答器的识别还可以辅助匹配颜色传感器获得的颜色信息进行判断。

计轴：通常情况下，对计轴的识别可以匹配激光雷达扫描获得的外形几何尺寸进行判断。另外，由于计轴设置在一条铁轨的外边侧且高于铁轨轨面、应答器和绝缘节的高度。因此，对计轴的识别还可以辅助匹配超声波传感器的阻碍信号进行判断。

信号机：通常情况下，信号机竖立在轨道的外侧，其高度较高，外形易识别。因此，对信号机的识别可以匹配激光雷达(立体辐射雷达)扫描获得的外形几何尺寸进行判断。

绝缘节：通常情况下，绝缘节设置在铁轨上，由于绝缘节的物理特性，因此对绝缘节的识别可以匹配电磁感应传感器获得的电磁信号进行判断。

所述控制装置包括分析模块和执行模块，所述分析模块与所述执行模块采用串行总线连接，其中，

所述分析模块与所述激光雷达、颜色传感器、超声波传感器、电磁感应传感器和所述执行模块连接，用于根据所述外形几何尺寸、颜色信息、阻碍信号、电磁信号和预设外形几何尺寸及预设颜色信息获得所述轨旁设备对应的定测点及标识信息，并发送给执行模块；

所述执行模块与所述数据记录装置连接，用于将所述轨旁设备对应的定测点、标识信息及控制信号发送给所述数据记录装置。

在本发明实施例中，所述激光雷达、颜色传感器、超声波传感器、电磁感应传感器在定测过程中实时将采集到的轨旁设备的外形几何尺寸、颜色信息、阻碍信号和电磁信号发送给分析模块，分析模块将外形几何尺寸、颜色信息与预设的外形几何尺寸和预设颜色信息进行匹配，识别轨旁设备的类型以及确定轨旁设备的定测点，并发送给所述执行模块。

所述执行模块将所述轨旁设备对应的定测点、标识信息及控制信号发送给所述数据记录装置。所述数据记录装置接收控制信号和计米轮的脉冲信号，并根据定测点和标识信息计算得到相同类型且相邻轨旁设备间的线路距离。

所述数据记录装置接收所述控制信号，根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离，并根据所述间隔距离与轨道参数生成预设规格的定测数据并存储，以便将电子地图上的数据进行更新。

本发明实施例所述的轨旁设备定测器在工作过程中从轨道的某一设定点沿着轨道轨面上均匀移动，移动过程中，对线路距离长度和轨道参数进行测量并记录。

当轨旁设备定测器移动到线路上某一轨旁设备A位置处，通过激光雷达获取到该轨旁设备A的外形几何尺寸、颜色等属性信息，并将获得的属性信息发送给分析模块，分析模块将外形几何尺寸与预设外形几何尺寸进行匹配，当匹配完成后会获得该轨旁设备A属于应答器，则以轨旁设备A的外形几何尺寸的中心点作为定测点①，同时将该轨旁设备进行标号①，以区分在线路上的众多同类型的轨旁设备。

分析模块将定测点①和标号①发送给执行模块。执行模块将轨旁设备A的定测点①和标号①发送给数据记录装置，以使数据记录装置接收计米轮的脉冲信号后，并根据定测点①和标号①开始计数。

当轨旁定测器移动到线路上下一个轨旁设备B位置处，通过激光雷达获取到该轨旁设备的外形几何尺寸、颜色等属性信息，并将获得的属性信息发送给分析模块，分析模块将外形几何尺寸与预设外形几何尺寸进行匹配，当匹配完成后会获得与之前定测点所属轨旁设备B也是应答器，则以该轨旁设备B的外形几何尺寸的中心点作为定测点②，同时将该轨旁设备进行标号②。

分析模块将定测点②和标号②发送给执行模块，执行模块将前轨旁设备的定测点②和标号②发送给数据记录装置，以使数据记录装置接收计米轮的脉冲信号后，并根据定测点②和标号②与定测点①和标号①开始计数计米轮的脉冲数，计算得到相同类型轨旁设备之间的距离。

另外，当轨旁定测器移动到线路上下一个轨旁设备B位置处，通过激光雷达获取到该轨旁设备的外形几何尺寸、颜色等属性信息，并将获得的属性信息发送给分析模块，分析模块将外形几何尺寸与预设外形几何尺寸进行匹配，当匹配完成后会获得与之前定测点所属轨旁设备B是信号机，则以该轨旁设备B的外形几何尺寸的中心点作为定测点①，同时将该轨旁设备进行标号①。其中，该定测点①是针对信号机的定测点，标号①是针对信号机的标号。

此时，分析模块将定测点①和标号①发送给执行模块。执行模块将轨旁设备B的定测点①和标号①发送给数据记录装置，以使数据记录装置接收计米轮的脉冲信号后，并根据定测点①和标号①开始针对信号机的计数。

本发明实施例提供一种轨旁设备定测器，通过在轨道轨面上自动移动，对经过的轨旁设备进行识别，接收计数信号，从而计算相同类型轨旁设备之间的间距，同时还对轨道的曲线、超高及坡度进行测量，实现自动化检测，数据记录准确，定测精确度的目的。

如图4所示，本发明实施例提供一种基于上述轨旁设备定测器的定测方法，该方法包括：

S11、当所述轨旁设备定测器在轨道上行走时，所述行走装置实时测量线路距离及轨道参数，并发送给所述数据记录装置；

S12、当所述采集装置采集到第一轨旁设备的第一属性参数后，将第一属性参数发送给控制装置；

S13、所述控制装置根据所述第一属性参数识别获得所述第一轨旁设备的第一定测点和第一标识信息，并将所述第一定测点、第一标识信息和第一控制信号发送给所述数据记录装置，所述标识信息包括类型信息和标号信息；

S14、所述数据记录装置接收第一控制信号，并根据所述第一定测点和第一标识信息开始记录实时测量线路距离；

S15、当所述采集装置采集到第二轨旁设备的第二属性参数后，将第二属性参数发送给控制装置；

S16、所述控制装置根据所述第二属性参数识别获得所述第二轨旁设备的第二定测点和第二标识信息；若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，则将所述第二定测点、第二标识信息和第二控制信号发送给所述数据记录装置；

S17、所述数据记录装置接收第二控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息结束记录线路距离，获得所述第一轨旁设备和第二轨旁设备的间隔距离。

另外，步骤S16可包括：

若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，所述控制装置将所述第二定测点、第二标识信息和第三控制信号发送给所述数据记录装置，以使所述数据记录装置接收第三控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息开始记录实时测量线路距离。

由于本实施例所述定测方法与上述实施例所述轨旁设备定测器的原理相同，故在此不再赘述。

本发明实施例提供一种轨旁设备定测方法，通过在轨道轨面上自动移动，对经过的轨旁设备进行识别，接收计数信号，从而计算相同类型轨旁设备之间的间距，同时还对轨道的曲线、超高及坡度进行测量，实现自动化检测，数据记录准确，定测精确度的目的。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种轨旁设备定测器，其特征在于，包括定测器架体，在所述定测器架体上设置有行走装置、采集装置、控制装置和数据记录装置，其中，

所述采集装置采集所述轨旁设备的属性参数，并发送给控制装置；

所述控制装置根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给数据记录装置；

所述行走装置测量线路距离和轨道参数，并发送给数据记录装置；

所述数据记录装置接收所述控制信号，根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离，并根据所述间隔距离与轨道参数生成预设规格的定测数据并存储。

2.根据权利要求1所述的定测器，其特征在于，所述行走装置包括驱动所述定测器在轨面上移动和测量线路距离的移动装置和测量所述轨道参数的轨道线路测量装置。

3.根据权利要求1所述的定测器，其特征在于，所述采集装置包括采集所述轨旁设备的外形几何尺寸的激光雷达和采集轨道上的电磁信号的电磁感应传感器。

4.根据权利要求3所述的定测器，其特征在于，所述采集装置还包括采集所述轨旁设备的颜色信息的颜色传感器和/或采集所述轨旁设备的阻碍信号的超声波传感器。

5.根据权利要求4所述的定测器，其特征在于，所述控制装置包括分析模块和执行模块，其中，

所述分析模块根据所述轨旁设备的属性参数获得所述轨旁设备对应的定测点和标识信息，并将所述定测点和所述标识信息发送给执行模块；

所述执行模块将所述定测点、所述标识信息及控制信号发送给所述数据记录装置，以使数据记录装置根据所述定测点、标识信息和线路距离获得相同类型且相邻轨旁设备的间隔距离。

6.根据权利要求2所述的定测器，其特征在于，所述移动装置包括行走履带和计米轮，所述行走履带与所述计米轮联动，所述计米轮向所述数据记录装置发送数据信号。

7.根据权利要求2所述的定测器，其特征在于，所述轨道线路测量装置包括陀螺仪、磁力计和水平仪。

8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的定测器，其特征在于，所述轨旁设备包括应答器、计轴、绝缘节和信号机。

9.一种基于上述权利要求1-8中任一权利要求所述轨旁设备定测器的定测方法，其特征在于，包括：

当所述轨旁设备定测器在轨道上行走时，所述行走装置实时测量线路距离及轨道参数，并发送给所述数据记录装置；

当所述采集装置采集到第一轨旁设备的第一属性参数后，将第一属性参数发送给控制装置；

所述控制装置根据所述第一属性参数识别获得所述第一轨旁设备的第一定测点和第一标识信息，并将所述第一定测点、第一标识信息和第一控制信号发送给所述数据记录装置，所述标识信息包括类型信息和标号信息；

所述数据记录装置接收第一控制信号，并根据所述第一定测点和第一标识信息开始记录实时测量线路距离；

当所述采集装置采集到第二轨旁设备的第二属性参数后，将第二属性参数发送给控制装置；

所述控制装置根据所述第二属性参数识别获得所述第二轨旁设备的第二定测点和第二标识信息；

若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，则将所述第二定测点、第二标识信息和第二控制信号发送给所述数据记录装置；

所述数据记录装置接收第二控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息结束记录线路距离，获得所述第一轨旁设备和第二轨旁设备的间隔距离。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述第二标识信息中的类型信息与所述第一标识信息中的类型信息相同，所述控制装置将所述第二定测点、第二标识信息和第三控制信号发送给所述数据记录装置，以使所述数据记录装置接收第三控制信号，并根据所述第二定测点和第二标识信息开始记录实时测量线路距离。