CN109001715A

CN109001715A - 一种非接触式站台界限单激光测距法

Info

Publication number: CN109001715A
Application number: CN201710419518.2A
Authority: CN
Inventors: 林凤涛; 万晟阳; 胡伟豪
Original assignee: East China Jiaotong University
Current assignee: East China Jiaotong University
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-12-14

Abstract

本实用型专利技术公开了一种通过使用激光测距仪而发明的一种非接触式站台界限单激光测距法。工作时，将测试装置放在三角支架上。测量数据显示并记录在显示屏上，可以将数据下载并进行分析与处理。该测试装置操作简单，便于携带，测量精度高，适用铁轨与站台距离的测量，大幅减少工作人员的工作量，提高工作效率。采用该方法，减少人为误差和测量误差，最为明显的优势是，测量时不用直角尺找出垂直点，而是可以通过单激光测距法多次测量使得误差大大减小，而且在站台测量时，可以有一定范围的转动，即操作方便又精确。

Description

一种非接触式站台界限单激光测距法

技术领域

本发明是关于一种非接触式的铁路站台建筑界限的测量方法，

即站台界限单激光测距法，属测量技术领域。主要通过多次发射激光测量数据之后用过一种计算公式来计算出所需要的数据。能够确定站台界限的距离是车辆安全通过的必要保障，站台建筑限界是构成铁路建筑限界的重要组成部分。

背景技术

目前站台建筑界限测量是人工接触式测量，主要测量工具是站台限界测量尺和数显式的测量仪。这种方式的弊端是测量人员必须下道进行操作，而且占用行车股道。这种测量方式误差大，基本上是由测量人员的人为误差和测量误差组成的。

接触式测量需要多个人同时下行车股道测量，必须在铁路维修天窗作业的时间完成测量，并且需要提前一周申报，有限的维修天窗作业时间很难满足作业人员按时完成站台限界定期测量的工作。站台建筑限界数据需要及时更新，如果不能定期更新，对行车运输安全造成很大的安全隐患。现在的测量方式费事费力，工作效率较低。

为了解决上述测量过程中所遇到的问题，通过使用多次激光测量而研究出一套“站台界限单激光测距法”，这种方法使人员和设备不下道就可以完成测量作业。

发明内容

目前站台建筑界限的测量方法是接触式的，测量人员必须下道操作，在有限的时间内完成工作，工作效率低，这种测量方式直接影响着行车安全。为解决这一问题，本发明提出一种非接触式站台建筑限界单激光测距法。这套方法的优势在于：通过多次激光测量来实施单激光非接触式测距法，设备和测试人员在站台上工作，远距离控制激光发射器进行发射激光和信号接受，精确计算界限数据。设备和测量人员处于安全区，也消除了由于人员测试而带给列车运行安全的隐患。这种方法测量省时省力。本发明非接触式站台限界单激光测距法其优势十分明显：

1.采用该方法，测试人员无需在规定的范围和规定的时间内完成，只要在列车行驶间隙就可以完成。时间自由，作业时间充足。对于多站台、多股道的测量作业，测量人员只需要出去一次就可完成。工作效率可以大大的提高，就算在紧急情况下也可以按时完成；

2.采用该方法，测量人员可在站台安全区内进行测量作业，不影响列车的行驶安全；

3.该测量方法很适应于普速铁路车站站台建筑限界测量工作。由于普速铁路车站“维修天窗”次数少，而且用时很短，相对高速铁路车站更难于申请获批。

4.采用该方法，减少人为误差和测量误差，最为明显的优势是，测量时不用直角尺找出垂直点，而是可以通过单激光测距法多次测量使得误差大大减小，而且在站台测量时，可以有一定范围的转动，即操作方便又精确。测量时不用直角尺找出垂直点，而是可以通过单激光测距法多次测量使得误差大大减小，而且在站台测量时，可以有一定范围的转动，即操作方便又精确。

附图说明

图1：测量高度H示意图；

图2：测量距离S2示意图；

图3：测量高度H1示意图；

图4：距离S2公式推到图；

图5：高度H1公式推导图；

图6：高度H公式推导图；

图7：公式数据推导侧视图一；

图8：公式数据推导侧视图二。

具体方案

测量人员在一个测量点要测两组数据，分别为：铁路站台边缘与邻近轨道中心线的水平距离和轨顶至站台面的垂直高度。

测量步骤如下：

1.放置测量工具。将激光发射器放置在站台安全线（距离站台边缘约1 米处）外；

2.确定垂直方向。将激光发射器打开，使其进入连续测量状态，先对准距离站台较远一侧钢轨侧面上的一点N1，测得数据后，再对偏移一定角度对准N2点，再次测量获得数据。（图2）

3.测量高度。通过调整激光发射装置与水平方向夹角，利用激光发射装置发出光束对准距离站台较远一侧的轨道顶面（附图2），进行两次测量后，可以得出三角形（附图5），由于两个激光束之间的夹角是已知，算出铁轨顶部到激光发射点的直线距离（即），利用编程计算导出公式：

,

线与水平方向夹角，可以利用编程计算出，得到的值，继续调整激光发射装置与水平方向夹角发出光束对准同一方向站台边缘的参照点，连续两次测量后如（图1）所示，可得出一个三角形（图6），可通过程序计算出站台界限到激光发射装置发射点的距离（即BN），利用编程计算导出公式：

可以通过编程计算出,得出，通过编程计算导入公式,得出高度H，。（图 8）（备注：，为激光发射点至测距装置固定旋转轴线的垂直距离，此为定值。）

4. 测量水平距离。调整激光发射装置与水平方向角度，激光测距装置的激光束对准距离站台较远一侧的轨道测面（图 2），由两个激光束和铁轨构成三角形（图 4），利用编程计算出(即),利用编程导出计算公式：

,

通过利用编程计算,可以得出水平距离。再调整激光测距装置与水平方向夹角，发出两道光束对准同一方向站台边缘的参照点（图 1），得出三角形（图6），可通过程序计算出站台界限到:激光发射点的距离（即BN），利用编程计算导出公式：

,

，

利用编程计算出，得出高度，利用编程计算,得出水平距离L的值。（图 7）（备注：D是国家标准轨道轨距，d是钢轨轨头宽度，，是激光发射点到测距装置固定旋转轴线的垂直距离，D、d、均为固定值。）

5.测量下一点，重复上述操作。

Claims

1.一种非接触式铁路站台界限单激光测距法，其测量方法为：（1）放置测量工具,

将激光测距仪放置在站台安全线（距离站台边缘约1 米处）外 ;（2）确定垂直方向:

将激光测距仪打开，使其进入连续测量状态，先对准距离站台较远一侧钢轨侧面上的一点 O₁，测得数据后，再对偏移一定角度对准点O₂，再次测量获得数据;（3）测量高度:通过调整激光测距仪装置与水平方向夹角，利用激光测距装置发出光束对准距离站台较远一侧的轨道顶面（附图2），进行两次测量后，可以得出三角形（附图5），由于两个激光束之间的夹角是已知，算出铁轨顶部到双激光发射点的直线距离（即）,（4）测量水平距离:调整激光测距装置与水平方向角度，激光测距装置的单激光束对准距离站台较远一侧的轨道测面（图2），由两次测量的激光束和铁轨构成三角形（图4），利用编程计算出（即）。

2. 根据权利要求1所述的一种非接触式铁路站台界限单激光测距法，其特点在于：测量时不用直角尺找出垂直点，而是可以通过单激光测距法多次测量使得误差大大减小，而且在站台测量时，可以有一定范围的转动，即操作方便又精确。

3.根据权利要求1所述的一种非接触式铁路站台界限单激光测距法，其特征在于：使用激光测量仪测得的数据，通过以下公式即可测量出所需要的值：

（公式一）

,

（公式二）

,

（公式三）

,

，

（公式四）。