CN110966940A - 一种铁轨上测量铁路建筑限界方法 - Google Patents

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林凤涛
胡伟豪
李志和
史振帅
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Abstract

本专利是一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，特别是用于轨上测量在轨道内侧距发生变化的情况下，轨道铁路建筑限界的测量。本专利的提出的轨上测量车是由（1）轨上小车、（2）激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成，（2）激光测量器和（3）激光旋转角度传感器都安装在激光小车上面，（1）轨上小车可以在轨上自动行走。通过这种方法，可以实现由一个点激光测量其和一个角度传感器测量轨道建筑限界，方便高效。并且加入了轨道小车，实现了轨上测量，移动测量等，测量效率大大提高。激光测量器可以不断的测量轨道内侧距，通过内侧距的变化调整建筑限界的数值，减小测量误差。

Description

一种铁轨上测量铁路建筑限界方法
技术领域
本专利是一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，特别是用于轨上测量在轨道内侧距发生变化的情况下，轨道铁路建筑限界的测量。属于测量技术。
背景技术
我国铁路技术在不断地发展进步，尤其是高速铁路技术在近几年的发展速度可以说是突飞猛进，我国铁路技术的进步是好事情，但是列车在运行中的安全问题就成了国家和社会普遍关注和关心的问题。安全性就需要通过系统的研究和足够的实验数据来保证。于是，定期测量从而获得实验的数据是事关安全的不可或缺的一步。铁路的限界是由机车车辆限界（简称“车限”）和建筑限界（简称“建限”）两个部分构成，两者相互制约相互依存。铁路的建筑限界包括铁路沿线的建筑、站台、雨棚等。铁路的建筑限界限界是铁路安全行车的必要保证之一。为了使高速列车能在一定范围的路网内畅行无阻，不会因为列车外形尺寸设计不当，货物装载位置不当，或建筑物、地面设备的位置不当而引起不安全的行车事故，必须用限界分别对机车、车辆和建筑物等地面设备的空间尺寸或空间位置加以制约。因此，限界是铁路各业务部门都必须遵循的基础技术规程。限界制定得是否合理、先进，也关系到铁路运输总的经济效果。一般建筑限界和机车车辆限界均指在平直线路上两者中心线重合时的一组尺寸约束所构成的极限轮廓。实际的机车车辆与靠近线路中心线的建筑物之间必须留有一定的、为保护行车安全所需的空间。这部分空间应该包括：（a）车辆制造误差引起的上下、左右方向的偏移或倾斜；（b）车辆在名义载荷作用下弹簧受压缩引起的下沉，以及弹簧由于性能上的误差可能引起的超量偏移或倾斜；（c）由于各部分磨耗或永久变形而造成的车辆下沉，特别是左右侧不均匀磨耗或变形而引起的车辆倾斜与偏转；（d）由于轮轨之间以及车辆自身各部分存在的横向间隙而造成车辆与线路间可能形成的偏移；（e）车辆在走行过程中因运动中力的作用而造成车辆相对线路的偏移；（f）线路在列车反复作用下可能产生的变形；（g）运输某些特殊货物时可能会超限；（h）为应付可能出现的特殊情况，还应该有足够的预留空间。
目前的情况是，铁路从业人员都是通过手持标尺来测量雨棚和站台的水平距离和垂直距离，然后通过填表的方式来记录测得的数据。很明显，现在这种测量方式和记录的方式是一种不科学、不准确并且低效的测量方式。这种方式存在的弊端有：占用行车股道，占用“天窗”资源，影响正常铁路运营，测量作业费时、费力，劳动效率极其低下；价格高昂，性价比较低；只适用于固定钢轨的轨型，无多轨型选择；测量数据稳定性差，故障率高；用途单一，只具备雨棚建筑限界测量功能；较难保证水平杆尺和钢轨垂直，测量数据不稳定，误差比较大；最重要的一点就是，没有办法适应轨道的内侧距的变化。
为了得到更加准确的数据和采用更加合理的测量方法我们设计了一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法。这个测量方法具有以下优点：（1）精确性：通过激光测量仪测量轨道内侧距，测量距离建筑限界的距离，数据精确；（2）实用性：由于测试开始后人员不便于用纸笔记录数据，测量仪能通过WIFI模块将测试数据实时传输到云端，测量人员可以通过手机等移动设备查看数据，有效提高测试的安全性与效率；（3）易用性：设备可以在轨道上行走，自动测量限界距离，得到精确的数据。
发明内容
本专利是一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，特别是用于轨上测量在轨道内侧距发生变化的情况下，轨道铁路建筑限界的测量。主要运用相位比较法，测量光波计算发射波和接收波的相位差，从而计算出往返于发射端与反射面之间所经历的时间，最终得到测量结果。然后通过激光传感器的转动的角度，通过公式计算出我们想要得到的结果。本专利的提出的轨上测量车是由（1）轨上小车、（2）激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成，（2）激光测量器和（3）激光旋转角度传感器都安装在激光小车上面，（1）轨上小车可以在轨上自动行走。激光测量器得到测量的结果，并且将结果储存在内部，在无线网络信号良好的情况下，将测量得到的数据上传云端，再进行相应的后续处理。
附图说明
图1测量小车的结构示意图；
图2一种铁轨上测量铁路建筑限界方法示意图。
具体实施方式
图1是本方法提到的轨道测量小车的一个结构示意图，包括（1）轨上小车、（2）激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成，（2）激光测量器和（3）激光旋转角度传感器都安装在激光小车上面，（1）轨上小车可以在轨上自动行走。激光测量器得到测量的结果，并且将结果储存在内部，在无线网络信号良好的情况下，将测量得到的数据上传云端，再进行相应的后续处理。
图2是一种铁轨上测量铁路建筑限界方法示意图，（2）激光测量器发射激光，首先测量A点，通过公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
得到激光测量器距离钢轨左侧轨道内测面的距离为
Figure 766409DEST_PATH_IMAGE002
，然后测量B点，通过公式：
Figure 95759DEST_PATH_IMAGE003
得到激光测量器距离钢轨右侧轨道内测面的距离为
Figure 825818DEST_PATH_IMAGE004
，最后测量建筑物所在C点，通过公式：
Figure 822592DEST_PATH_IMAGE005
得到激光测量器距离钢轨外建筑物的距离为
Figure 347115DEST_PATH_IMAGE006
；通过以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
计算得到
Figure 404239DEST_PATH_IMAGE008
的大小，然后通过公式：
Figure 406831DEST_PATH_IMAGE009
得到钢轨建筑限界距离。

Claims (5)

1.本专利涉及一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，特别是用于轨上测量在轨道内侧距发生变化的情况下，轨道铁路建筑限界的测量；轨上测量车是由（1）轨上小车、（2）激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成，（2）激光测量器和（3）激光旋转角度传感器都安装在激光小车上面，（1）轨上小车可以在轨上自动行走。
2.根据权利要求书1所述的一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，其特征在于轨上测量，相对于现在的人工测量方式来说不占用空间，在钢轨闲置，或者没有通车的时候进行铁路沿线建筑测量。
3.根据权利要求书1所述的一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，其特征在于移动测量，通过这种计算方法，可以实现轨上移动时自动测量建筑限界，无需人力测量。
4.根据权利要求书1所述的一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，其特征在于不断的测量钢轨内侧距的变化，调整内侧距的中心位置，减小测量误差。
5.根据权利要求书1所述的一种在轨道上方测量铁路建筑限界的测量方法，其特征在于使用点激光和角度传感器完成测量，简单方便，容易操作成本较低。
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