CN110966941A - 一种第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法 - Google Patents

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林凤涛
王瑞涛
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Abstract

本专利公开了一种动态第三轨点激光和线激光联合非接触式测量法，本方法通过放置在列车行进轨道上的装置向列车行进轨道的两内侧指定位置，通过计算得出装置与列车运行轨道中心的差值。本专利提出的轨上测量车是由（1）轨上小车、（2）点激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成、（4）伸缩臂和（5）线激光传感器组成，（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，（4）伸缩臂安装在小车底盘上，（5）线激光传感器安装在（4）伸缩臂的另外一端。（1）轨上小车可以在轨上自动行走。发射两道点激光第三轨下方的激光头向第三轨的截面方向发射一条线激光，辐射分布范围包括第三轨下表面两个边缘。经过计算处理后得出第三轨（接触轨）的水平位置。

Description

一种第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法
技术领域
本发明涉及一种第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法。通过轨道上运行的监测车对第三轨进行检测第三轨（接触轨）的水平位置，偏移值会随着车组的运行摩擦，磨耗，以及外力等因素发生改变。进行实时的测量是非常必要的。
背景技术
目前使用的测量技术主要有两种：网轨检测车（可不停电）、人工测量（停电）。目前,第一种检测技术在接触轨检测方面非常不成熟,测量识差非常大, 实际运用意义不大。后一种检测技术实际运用意义重大,但目前使用的仅器简单, 自动化程度不高,仅适合于单个定位点检修、调整。以一条线路长30Km 的接触轨线路为例,有近1. 3万个定位点, 如果采用目前所使用的仅器测量,测量效率非常低下,且人为测量识差大,人力成本非常高,在以成本为管控目标的趋势下,已不适用于发展,迫切需要一种自动化程度、精度高、效率高的检测设各,以便高效的完成接触轨参数测量。第三轨（接触轨）的水平位置数据如果不能定期更新，对行车运输安全造成较大影响。
鉴于以上原因，为处理第三轨（接触轨）的水平位置的数据检测的实际困难，引出了点激光和线激光联合第三轨测量的概念，提出了一个利用道线空窗期的新型非接触式第三轨（接触轨）的水平位置数据检测方法。
发明内容
目前第三轨（接触轨）的水平位置的数据检测采用的测量方法为接触式人工测量，这种测量方式的特点是设备必须与第三轨直接接触，测量人员必须下道进行操作。这种接触式测量方式直接影响行车安全，测量时间和次数受“维修天窗”的限制，作业效率十分低下，难以保证地铁的运行要求。
根据当下存在的第三轨数据测量困难问题，本发明提出一种非接触式的获得第三轨水平位置数据的新型测量方法--------第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法。该方法的优势是，整套系统采用点激光和线激光的非接触式测量技术，在列车运行的轨道放置设备，先利用点激光测出原点位置，再向第三轨发射线激光激光，并接受激光信号，通过特定的算法去计算数据。
本专利是一种第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法，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）点激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成、（4）伸缩臂和（5）线激光传感器组成，（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，（4）伸缩臂安装在小车底盘上，（5）线激光传感器安装在（4）伸缩臂的另外一端。（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是小车的结构示意图；
图2是第三轨动态点激光和线激光联合非接触式测量法示意图。
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）点激光测量器、（3）激光旋转角度传感器组成、（4）伸缩臂和（5）线激光传感器组成，（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，（4）伸缩臂安装在小车底盘上，（5）线激光传感器安装在（4）伸缩臂的另外一端。（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 688809DEST_PATH_IMAGE002
，
然后测量B点，通过公式：
Figure 440864DEST_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 263327DEST_PATH_IMAGE004
，
通过以下公式：
Figure 530360DEST_PATH_IMAGE005
计算得到
Figure 181790DEST_PATH_IMAGE006
的大小，然后通过公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
得到第三轨水平距离L。

Claims (5)

1.一种非接触式的获得第三轨与轨道中线水平偏移值数据的新型测量方法--------第三轨静态点激光和线激光激光非接触式测量法；该方法的优势是，整套系统采用激光非接触式测量技术，在列车运行的轨道放置设备，向列车运行的轨道内侧发射两道点激光，向第三轨发射线激光，并接受激光信号，通过特定的算法去计算数据。
2.根据1中所描述的测量方法，其特征在于第三轨检测车可以实现自动测量，不需要人工。
3.根据1中所描述的测量方法，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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