CN218536417U - 一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置，包括360°激光扫描传感器、速度传感器、两个线激光传感器、供电模块；360°激光扫描传感器和两个线激光传感器安装在固定工装上，固定工装设置在列车的车头，360°激光扫描传感器的扫描断面垂直于列车轨道，两个线激光传感器均匀设置在360°激光扫描传感器的两侧，且与列车轨道平行，360°激光扫描传感器设置在两条列车轨道的中间位置，速度传感器装在列车转向架空轴端。本实用新型基于激光扫描技术的非接触式限界检测可以有效弥补人工测量工作量大、效率低、测量精度不高等诸多缺陷。

Description

一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置

技术领域

本实用新型涉及接触网领域，特别涉及接触网限界检测装置。

背景技术

现如今，为适应高速铁路的发展需求，先进的接触网检测技术不断应用于运营管理之中。接触网作为牵引供电系统的重要组成部分，其良好的运行状态直接影响着电力机车（动车组）的受流性能及电气化铁路的安全运行。因此对接触网的安全运行提出了更高的要求，而先进的检测技术和现代化的检测设备是提高接触网维修质量的保证，是实现电气化铁路状态检测和状态维修的重要手段。为确保铁路运营秩序，提高铁路供电系统安全性、可靠性，对弓网动态作用参数、接触网几何参数、供电参数的实时检测相当必要。传统限界工程测量方法效率低、作业周期长。新开通线路不断增多无疑对接触网的限界检测的速度和质量提出更高的要求。为确保行车安全，在城市轨道交通列车上线调试前必须对全线的实际限界状况进行全面检测，因此需对接触网限界检测提出了更高效更精准得要求，以保证接触网的安全可靠运行。

铁路供电限界管理主要是接触网相关设备的限界管理，主要包括接触网导线高度、支柱（吊柱）侧面限界。接触网设备限界管理的难点在于隧道、上跨桥、小曲线、线间距小等特殊断面处所。对于隧道内接触网设备，悬挂装置应满足隧道及线路所规定的限界要求，任何情况不得小于绝缘部件的有效绝缘距离，绝缘间隙应符合要求。车辆段接触网下部工程的测量与施工相对复杂，且车辆段内建筑结构多，股道多，道岔密集，综合管线多。接触网支柱布置密集，要想做到路基、轨道未成型前进行接触网测量施工，必须先搞清线路情况，找出线路参数、坐标，尤其要核对好线路与接触网支柱位置的相互位置关系，做到有机配合对应，才能确保支柱基础定位准确无误。对于整条线路来说，传统架站式三维激光扫描技术需要将扫描仪放置在沿线不同地点完成全线路扫描，自动化程度低，且多次重复架站会人为引入误差，给后续图像拼接带来诸多不便。因此，需对接触网限界检测提出了更高效更精准得要求，以保证接触网的安全可靠运行。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺点，提供了一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置，以解决传统限界工程测量方法效率低、作业周期长的缺点。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置，包括360°激光扫描传感器、速度传感器、两个线激光传感器、供电模块；360°激光扫描传感器和两个线激光传感器安装在固定工装上，固定工装设置在列车的车头，360°激光扫描传感器的扫描断面垂直于列车轨道，两个线激光传感器均匀设置在360°激光扫描传感器的两侧，且与列车轨道平行， 360°激光扫描传感器设置在两条列车轨道的中间位置，速度传感器装在列车转向架空轴端。

由于采用了上述技术，与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型基于激光扫描技术的非接触式限界检测可以有效弥补人工测量工作量大、效率低、测量精度不高等诸多缺陷。

2.本实用新型中限界检测系统是一套应用自动化设备对线路周边限界状态进行智能化动态检测的系统。它以钢轨顶面及轨道中心线作为测量基准，采用激光扫描的测量方法，能够快速准确地检测线路两侧建筑物和设备的位置及接近状态，依据不同的现场环境，在线切换限界标准，实现限界快速自动检测与动态分析，具备测量精度高，测量速度快等优点。系统能够在复杂的外部环境下正常工作，保证在不中断行车的条件下实时、连续地对限界状况进行检测。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的实施例的限界测试装置整体框图。

图2所示为根据本实用新型的实施例的限界测试装置集成图。

图3所示为图2的俯视图。

图4所示为根据本实用新型的实施例的激光扫描传感器扫描图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1所示，基于360°激光扫描的接触网限界检测装置组成整体框图，该装置包括360°激光扫描传感器、速度传感器、线激光传感器、供电模块，供电模块给360°激光扫描传感器、速度传感器、线激光传感器供电，360°激光扫描传感器、速度传感器、线激光传感器将各种得到的数据传输给处理主机进行处理。

如图2、图3，360°激光扫描传感器1和两个线激光传感器2安装在固定工装3上，固定工装3设置在列车4的车头，360°激光扫描传感器1的扫描断面垂直于列车轨道5，两个线激光传感器2均匀设置在360°激光扫描传感器1的两侧，且与列车轨道5平行， 360°激光扫描传感器1设置在两条列车轨道5的中间位置，速度传感器6装在列车转向架空轴端7。

传感器安装保证360°激光扫描传感器的扫描断面垂直于轨道，且试验车自身部件不会对传感器测量形成遮挡。同时，由于既有线钢轨较光滑不利于定位，需要在激光扫描传感器两侧均匀的安装2 个线激光传感器来更精确的识别钢轨，激光扫描传感器设置在两条钢轨中间位置，这样两侧的线激光传感器与两侧钢轨的间距也相同，以两条钢轨中间点作为基准点建立XY 坐标系进行侵限比较。速度传感器为测试系统提供里程信息，安装在车辆转向架空轴端或者接地轴端，需要测量轴端箱端盖、轴端头压板详细尺寸并制作特定的轴箱端盖和压板安装速度传感器。

图4为激光传感器扫描图。限界检测系统通过激光漫反射原理获取目标物体距离，激光扫描传感器内置的旋转镜头在高速旋转过程中对目标物体发射激光。经目标物体反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。激光束在空中的飞行时间与传感器和目标物体之间的距离成正比关系，记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定传感器扫描中心距目标物体的距离。

所述系统主机主要完成图像数据的高速压缩与存储功能，并对图像数据进行必要的后处理，包括去噪、灰度平衡、增强等，对超限数据进行报警与汇总；所述地面软件主要完成图像数据播放功能、支柱号智能识别功能和对线路数据的统计分析功能。

限界检测系统利用搭载在测试列车上的高精度360°激光扫描传感器对线路周边的建筑物及设备进行快速自动扫描分析，生成线路断面轮廓线及三维效果图，依据测试区段的标准限界，判定实测限界是否符合标准及设计要求。铁路某既有线路采用此测试系统进行限界检测，通过对此线路上下行正线、站台、渡线、库线、出入段线等进行限界扫描，获取线路断面数据并结合标准限界进行分析发现部分站台存在侵限情况。通过限界测试系统导出的站台侵限某断面数据平面图及站台侵限三维图可进一步分析。针对发现的限界侵限问题，测试人员结合测试系统提供的侵限里程信息及坐标信息，对侵限站台进行现场勘查，判定侵限物体。线路限界检测系统所有外部设备集成在高精度激光扫描传感器内。检测项目包括：线路两侧建筑物和设备的位置及接近状态等。轨道中心线的建筑物断面轮廓能够以二维及三维的方式显示。线路限界检测系统能够集成速度、里程等信息来进行限界位置的准确定位，自动识别建筑物或设备侵入限界，可对侵限区域进行标识。系统能够根据限界台帐数据库，在线切换限界标准。限界检测系统是一套应用自动化设备对线路周边限界状态进行智能化动态检测的系统。它以钢轨顶面及轨道中心线作为测量基准，采用激光扫描的测量方法，能够快速准确地检测线路两侧建筑物和设备的位置及接近状态，依据不同的现场环境，在线切换限界标准，实现限界快速自动检测与动态分析，具备测量精度高，测量速度快等优点。系统能够在复杂的外部环境下正常工作，保证在不中断行车的条件下实时、连续地对限界状况进行检测。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于360°激光扫描的接触网限界检测装置，其特征在于，包括360°激光扫描传感器、速度传感器、两个线激光传感器、供电模块；360°激光扫描传感器和两个线激光传感器安装在固定工装上，固定工装设置在列车的车头，360°激光扫描传感器的扫描断面垂直于列车轨道，两个线激光传感器均匀设置在360°激光扫描传感器的两侧，且与列车轨道平行， 360°激光扫描传感器设置在两条列车轨道的中间位置，速度传感器装在列车转向架空轴端。

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