CN110936978B - 一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法及装置，在测量小车沿无砟轨道行进过程中，通过离缝数据采集模块采集无砟轨道层间离缝数据，通过行进里程记录模块记录对应的行进里程；通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；通过单个轨道板长度与行进里程计算经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据，另外，还通过障碍物检测模块实时检测障碍物，使测量小车在行进的过程中避开障碍物。
Description
技术领域
本发明无砟轨道结构裂缝测量领域，具体涉及一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法及装置。
背景技术
我国板式无砟轨道的主要病害类型之一是轨道结构的层间离缝。离缝的产生，一方面会影响轨道的平顺性及动力响应，另外也不可避免地改变了轨道板与砂浆层之间的接触状态及纵向温度力传递特性，影响轨道结构稳定性。
鉴于层间离缝在线路中普遍存在，且离缝高度大小不一。在现有条件下，铁路维修工人必须进行现场测量，初步掌握线路上轨道结构层间离缝分布情况后，才能制定维修方案，实现有效治理。
由于我国高速铁路日间全封闭运营，对轨道结构层间离缝的检查主要依靠在夜间维修的人工展开，轨道结构层间离缝测量的主要工具为塞尺。这种检查方式存在如下弊端：一是夜间可视条件差，对轨道结构离缝检查难以做到精细化；二是人工探查主观性强，由于线路检测范围较大，导致检测效率低；三是在长距离作业中，人工记录离缝对应的线路里程及轨道板编号可靠性不高，记漏、记错在所难免。
另外，国内部分板式无砟轨道两侧设置有侧向挡块，其目的是针对轨道板的侧向位移，起到限制、缓冲的作用。侧向挡块体积大、挡块之间的间隔短，是连续测量轨道结构层间离缝状态的主要障碍物。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法及装置，能够精准、高效地测量无砟轨道结构层间离缝大小，同时准确记录离缝所在的线路里程及轨道板编号信息，另外能够自动识别并规避测量设备前进线路上出现的障碍物，实现对层间离缝长距离、不间断、精准高效地可视化测量，为铁路安全运营提供及时预警和有力保障，本发明的技术方案如下：
作为本发明的第一方面，提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，所述方法包括：
在测量小车沿无砟轨道行进过程中，通过安装于测量小车上的离缝数据采集模块采集无砟轨道层间离缝数据，并通过安装于测量小车上的行进里程记录模块记录对应的行进里程；
通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；
通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；
通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据。
进一步地，所述方法还包括：
通过安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离，并在检测到缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，通过安装于测量小车上的升降模块将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
进一步地，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，通过横向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离判断是否越过所述侧向挡块。
进一步地，通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值，实时绘制离缝特征曲线。
进一步地，所述方法还包括：设置无砟轨道层间离缝数据采集频率，测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程。
作为本发明的第二方面，提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，所述装置包括安装于测量小车上的离缝数据采集模块、安装于测量小车上的行进里程记录模块以及数据分析计算模块；
所述离缝数据采集模块用于在测量小车沿无砟轨道行进过程中采集无砟轨道层间离缝数据；
所述行进里程记录模块用于记录该对应的行进里程；
所述数据分析计算模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据。
进一步地，所述装置还包括安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块和用于控制离缝数据采集模块高度的升降模块；
所述障碍物检测模块用于实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离；
所述升降模块用于在检测到缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
进一步地，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，所述横向障碍物检测模块用于检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离变化判断是否越过所述侧向挡块。
进一步地，所述装置还包括特征曲线绘制模块，所述特征曲线绘制模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值。
进一步地，所述装置还包括采集频率控制模块，所述采集频率控制模块用于设置离缝数据采集模块的采集频率，使测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法及装置，能够精准、高效地测量无砟轨道结构层间离缝大小，同时准确记录离缝所在的线路里程及轨道板编号信息，另外能够自动识别并规避测量设备前进线路上出现的障碍物，实现对层间离缝长距离、不间断、精准高效地可视化测量，为铁路安全运营提供及时预警和有力保障。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法流程图。
具体实施方式
下面将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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
作为本发明的第一实施例，提供提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，所述方法包括：
在测量小车沿无砟轨道行进过程中，通过安装于测量小车上的离缝数据采集模块采集无砟轨道层间离缝数据，并通过安装于测量小车上的行进里程记录模块记录对应的行进里程；
通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；
通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；
通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据。
本发明提供的一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，通过在测量小车上安装的离缝数据采集模块和行进里程记录模块自动采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号自动计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据。
优选地，所述方法还包括，在层间离缝异常的轨道板处，采用离缝数据采集模块进行定点数据采集追踪。
优选地，所述方法还包括：
通过安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离，并在检测到缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，通过安装于测量小车上的升降模块将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
优选地，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，通过横向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离判断是否越过所述侧向挡块。
为适应国内部分板式无砟轨道两侧设置有侧向挡块的情况，本发发明还通过障碍物检测模块实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离，遇到侧向挡块能自动避开，并在越过侧向挡块后能自动恢复到原始测量高度。
优选地，通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值，实时绘制离缝特征曲线。
上述实施例中，所述无砟轨道层间离缝数据为实时点云数据(即轮廓数据，包含X，Z轴的坐标数据)，本发明通过一定算法对实时点云数据进行计算得出裂缝最大深度和最大宽度值，根据X，Z的坐标变化趋势，实时绘制裂缝特征曲线
优选地，所述方法还包括：设置无砟轨道层间离缝数据采集频率，测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程，另外，在测量期间若遇到障碍物则通过升降模块将离缝数据采集模块上升至高于所述障碍物的高度，以通过障碍物。
作为本发明的第二实施例，提供一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，所述装置包括安装于测量小车上的离缝数据采集模块、安装于测量小车上的行进里程记录模块以及数据分析计算模块；
所述离缝数据采集模块用于在测量小车沿无砟轨道行进过程中采集无砟轨道层间离缝数据；
所述行进里程记录模块用于记录该对应的行进里程；
所述数据分析计算模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据。
优选地，所述装置还包括安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块和用于控制离缝数据采集模块高度的升降模块；
所述障碍物检测模块用于实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离；
所述升降模块用于在检测到缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
优选地，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，所述横向障碍物检测模块用于检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离变化判断是否越过所述侧向挡块。
优选地，所述装置还包括特征曲线绘制模块，所述特征曲线绘制模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值。
优选地，所述装置还包括采集频率控制模块，所述采集频率控制模块用于设置离缝数据采集模块的采集频率，使测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，其特征在于，所述方法包括：
在测量小车沿无砟轨道行进过程中，通过安装于测量小车上的离缝数据采集模块采集无砟轨道层间离缝数据，并通过安装于测量小车上的行进里程记录模块记录对应的行进里程；
通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；
通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；
通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据；
其中，所述方法还包括：
通过安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离，并在检测到离缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，通过安装于测量小车上的升降模块将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
2.根据权利要求1所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，其特征在于，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，通过横向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离判断是否越过所述侧向挡块。
3.根据权利要求1所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，其特征在于，通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值，实时绘制离缝特征曲线。
4.根据权利要求1所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量方法，其特征在于，所述方法还包括：设置无砟轨道层间离缝数据采集频率，测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程。
5.一种基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，其特征在于，所述装置包括安装于测量小车上的离缝数据采集模块、安装于测量小车上的行进里程记录模块以及数据分析计算模块；
所述离缝数据采集模块用于在测量小车沿无砟轨道行进过程中采集无砟轨道层间离缝数据；
所述行进里程记录模块用于记录对应的行进里程；
所述数据分析计算模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据以及对应的行进里程，获取测量小车的各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据；通过单个轨道板长度与行进里程计算测量小车经过的轨道板数量，并通过测量小车起点对应的轨道板编号以及计算出的测量小车经过的轨道板数量计算各行进里程对应的轨道板编号；通过各行进里程对应的无砟轨道层间离缝数据以及各行进里程对应的轨道板编号计算无砟轨道各轨道板对应的层间离缝数据；
其中，所述装置还包括安装于所述离缝数据采集模块上的障碍物检测模块和用于控制离缝数据采集模块高度的升降模块；
所述障碍物检测模块用于实时检测离缝数据采集模块至无砟轨道上的侧向挡块的距离；
所述升降模块用于在检测到缝数据采集模块至所述侧向挡块的距离达到预设值时，将离缝数据采集模块上升至高于所述侧向挡块的高度，使离缝数据采集模块避开所述侧向挡块，并在越过所述侧向挡块时，将离缝数据采集模块下降到之前的测量高度。
6.根据权利要求5所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，其特征在于，所述障碍物检测模块包括横向障碍物检测模块和竖向障碍物检测模块，所述横向障碍物检测模块用于检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的横向距离，通过竖向障碍物检测模块检测离缝数据采集模块至所述侧向挡块的竖向距离，通过所述竖向距离变化判断是否越过所述侧向挡块。
7.根据权利要求5所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，其特征在于，所述装置还包括特征曲线绘制模块，所述特征曲线绘制模块用于通过采集的无砟轨道层间离缝数据计算得出无砟轨道层间离缝最大深度和最大宽度值。
8.根据权利要求5所述的基于测量小车的无砟轨道层间离缝测量装置，其特征在于，所述装置还包括采集频率控制模块，所述采集频率控制模块用于设置离缝数据采集模块的采集频率，使测量小车每行进预设里程采集一次无砟轨道层间离缝数据，并记录对应的行进里程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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