RU2261302C2 - Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261302C2 RU2261302C2 RU2003111110/11A RU2003111110A RU2261302C2 RU 2261302 C2 RU2261302 C2 RU 2261302C2 RU 2003111110/11 A RU2003111110/11 A RU 2003111110/11A RU 2003111110 A RU2003111110 A RU 2003111110A RU 2261302 C2 RU2261302 C2 RU 2261302C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- track
- rail
- coordinates
- ism
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
Abstract
Изобретения относятся к железнодорожному транспорту, в частности к методам непрерывной регистрации пространственного положения рельсовой колеи. Способ определения пространственного положения рельсовой колеи включает регистрацию информации с датчиков межрельсового расстояния, пройденного пути, текущего курсового угла, продольного и поперечного уклона при движении транспортного средства и вычисление по этим данным текущих координат рельсовой колеи. Регистрация курсового угла и продольного уклона с указанных датчиков и определение текущих координат Xi, Yi, Hi осуществляют по одной из рельсовых ниток относительно любого исходного направления в горизонтальной плоскости, с шагом измерения 1. Для каждого заданного участка пути Pi по измеренным координатам его крайних точек i0 и in вычисляют координаты точки icp, соответствующей середине прямолинейного отрезка, соединяющего эти точки. По разности между вычисленной координатой указанной точки и измеренной координатой соответствующей точки определяют значение стрелы изгиба в горизонтальной δiг δiв и вертикальной плоскостях. Устройство для определения пространственных параметров рельсовых путей содержит ходовую тележку, включающую опорное колесо и расположенные на одной оси над одной из рельсовых нитей первое и второе измерительные колеса и мерное колесо. Опорное колесо связано с измерительными колесами установленной под углом 90° относительно направления движения штангой, на которой установлен датчик ширины колеи. На мерном колесе смонтирован датчик пути. На оси, связывающей измерительные колеса, установлен курсокреноуказатель. Выходы датчика пути, датчика ширины колеи и курсокреноуказателя связаны через контроллер с компьютером. Техническим результатом изобретений является расширение функциональных возможностей, позволяющих одновременно с определением пространственных координат определять взаимное положение отрезков пути в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рихтовку и просадку). 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к методам непрерывной регистрации пространственного положения рельсовой колеи при диагностике пути, проектно-изыскательских и других видах работ с использованием вагонов-путеизмерителей, выправочно-рихтовочных машин, путеизмерительных тележек.
Известны способы определения пространственного положения железнодорожного пути с использованием установленных на движущемся вдоль железнодорожного пути транспортном средстве приборов, осуществляющих при перемещении транспортного средства измерение пройденного пути, стрел изгиба рельса относительно базовой линии в вертикальной и горизонтальной плоскостях (просадка и рихтовка), положение пути в поперечном уровне, ширину рельсовой колеи (например, авторское свидетельство СССР №432262, Е 01 В 35/06, авторское свидетельство СССР №121137, Е 01 В 35/00).
Данные технические решения не позволяют определять положение пути относительно проектных координат, а также определять длинные неровности, превышающие длину базы измерения.
Известны способ и устройство для его реализации, позволяющие определение пространственного положения рельсового пути путем непрерывной регистрации первичной информации, снимаемой с размещенных на движущейся по рельсовому пути транспортной платформе датчика курса, гироскопического датчика угла наклона по курсу (тангажа), гироскопического датчика наклона пути в поперечном профиле (датчика крена), датчика пройденного пути, датчика межрельсового расстояния и датчика погружения транспортной платформы. Информацию с указанных датчиков преобразовывают в цифровую форму, передают в вычислительный блок, преобразовывают получаемые данные в пространственные координаты рельсового пути и фиксируют их в регистрирующем блоке [патент РФ №2026448, Е 01 В 35/00].
Недостатком данного технического решения являются ограниченные возможности определения пространственного положения, в частности способ не позволяет определять рихтовку и просадки, т.е. взаимное положение отрезков пути в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Задачей изобретения является создание способа определения пространственного положения рельсового пути и устройства для его осуществления с расширенными функциональными возможностями, позволяющими одновременно с определением пространственных координат определять взаимное положение отрезков пути в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рихтовку и просадку).
Поставленная задача решается тем, что в способе определения пространственного положения рельсовой колеи, включающем регистрацию информации с датчиков межрельсового расстояния, пройденного пути, текущего курсового угла, продольного и поперечного уклона при движении транспортного средства и вычисление по этим данным текущих координат рельсовой колеи, согласно изобретению регистрацию курсового угла и продольного уклона с указанных датчиков и определение текущих координат Xi, Yi, Hi осуществляют по одной из рельсовых ниток относительно любого исходного направления в горизонтальной плоскости, с шагом измерения l
где Δd - допустимая погрешность измерения стрелы изгиба;
dmax - максимальное значение стрелы изгиба.
При этом дополнительно для каждого заданного участка пути Pi (измерительной базы) по измеренным координатам его крайних точек i0 и in вычисляют координаты точки iср, соответствующей середине прямолинейного отрезка (хорды), соединяющего эти точки, как среднее значение этих координат
где Xi(изм), Yi(изм), Hi(изм) - текущие координаты рельсовой нити в точках i0 и in;
n - количество единичных приращений пути (шагов измерений l) на измерительной базе Рi; при этом 
По разности между вычисленной координатой указанной точки (лежащей на середине, соединяющей крайние точки заданной измерительной базы отрезка прямой) и измеренной координатой соответствующей точки определяют значение стрелы изгиба в соответствии с выражениями
где δiг - стрела изгиба в горизонтальной плоскости;
δiв - стрела изгиба в вертикальной плоскости.
Координаты второй рельсовой нити Х'i(изм), Y'i(изм), Н'i(изм) определяют в соответствии с выражениями
где Хi(изм), Yi(изм), Нi(изм) - текущие координаты первой рельсовой нити;
lш - ширина колеи;
а значение стрел изгиба в плане δiг' (рихтовка) и стрел изгиба в профиле δiв' вычисляют аналогично первой рельсовой нити в соответствии с выражениями
где 
Поставленная задача решается также тем, что устройство для определения пространственных параметров рельсового пути содержит ходовую тележку, включающую опорное колесо и расположенные на одной оси над одной из рельсовых нитей первое и второе измерительные колеса и мерное колесо, при этом опорное колесо связано с измерительными колесами установленной под углом 90° относительно направления движения штангой, на которой установлен датчик ширины колеи, на мерном колесе смонтирован датчик пути, а на оси, связывающей измерительные колеса, установлен курсокреноуказатель, выходы датчика пути, датчика ширины колеи и курсокреноуказателя связаны через контроллер с компьютером.
На фиг.1 представлен общий вид устройства для реализации способа согласно изобретению; на фиг.2 - структурная схема измерений, осуществляемых при реализации изобретения; на фиг.3 представлены схемы определения стрел изгиба, поясняющие изобретение.
Устройство для реализации способа содержит ходовую тележку, включающую пару измерительных колес 1 и 2, опорное колесо 3 и мерное колесо 4. Колесо 3 связано с измерительными колесами 1, 2 штангой 5, установленной под углом 90° относительно направления движения. На штанге 5 установлен датчик 6 ширины колеи (например, индуктивный бесконтактный датчик типа 4Д-3). На мерном колесе 4 смонтирован датчик 7 пути (например, система ротор-статор с оптической системой счета импульсов (оптопара). На оси, связывающей колеса 1 и 2, установлен курсокреноуказатель 8, например типа СГККУ, представляющий собой гироскопическую систему, позволяющую одновременно определять курсовой угол α, продольный угол φ и поперечный уклон ϒ. Выходы датчиков 6, 7 и курсокреноуказателя 8 связаны с входами контроллера 9. Контроллер 9, выполненный на микропроцессоре (например, 68НС708дК1), осуществляет регистрацию информации с датчиков 6, 7, 8, преобразование этих сигналов в цифровой вид, первичную обработку и передачу данных в компьютер 10. Значение измерительной базы Р обусловливается видами проводимых работ и может составлять от 10 до 100 и более метров. Обычно это значение составляет 20 метров.
Способ согласно изобретению осуществляется следующим образом.
Максимально допустимый шаг измерения lmax определяется из установленной авторами эмпирической зависимости, обеспечивающей требуемую точность измерений способа за счет взаимного (пространственного) соответствия средних точек, лежащих на реальной измерительной базе Р и на прямой (хорде), соединяющей ее крайние точки i0 и in,
При этом если требуемая погрешность dmax измерения стрелы изгиба составляет 2 мм при максимальной стреле изгиба 100 мм, то значение шага измерения l должно быть не более 20 мм.
Таким образом, максимальное расстояние между точками с известными координатами при реализации данного способа будет определяться требуемой точностью измерений Δd и максимальной стрелой изгиба dmax.
При движении измерительных колес 1, 2 по одной из рельсовых нитей на каждой заданной измерительной базе Pi на исследуемом участке рельсового пути сигнал с датчика пути 7 поступает на контроллер 9 с шагом l, при этом опрашивается датчик ширины колеи 6 и датчик курса 8.
Сигналы датчиков 6, 7, 8, соответствующие ширине колеи lш, курсовому углу α, продольному φ поперечному углу ϒ, поступающие в контроллер 9, где преобразуются в цифровой вид, после чего передаются в компьютер 10. Компьютер 10 вычисляет с шагом l текущие координаты данной рельсовой нити. Текущие координаты Хi(изм), Yi(изм), Hi(изм) для рельсовой нити, на которой производились измерения (над которой установлен курсокреноуказатель 8 и датчик пути 7), вычисляются компьютером 10 в соответствии с выражениями
где Х0, Y0, Н0 - начальные (исходные) координаты;
α - азимут;
φ - продольный угол;
l - шаг измерений.
При этом последовательно на каждой измерительной базе 
по измеренным координатам ее крайних точек i0 и in компьютер 10 вычисляет их средние значения 
Данные средние значения координат соответствуют координатам точки, лежащей на середине условной прямой (хорды), соединяющей точки i0 и in (фиг.3).
Далее вычисляются значения стрел изгиба в плане δiг (рихтовка) и значение стрел изгиба в профиле δiв (просадка) в соответствии с выражениями
Координаты второй рельсовой нити Х'i(изм), Y'i(изм), Н'i(изм) вычисляют по формулам
где lш - ширина колеи;
γ - поперечный угол (возвышение рельса);
α - курсовой угол.
Значение стрел изгиба в плане δiг (рихтовка) и стрел изгиба в профиле δiв (просадки) вычисляют аналогично показанному выше, в соответствии с выражениями
Как видно, измерения согласно описанному способу осуществляются (могут осуществляться) без привязки к какой-либо системе координат. При необходимости определения (перевода) координат, определенных согласно описанному способу, в какую-либо конкретно заданную (например, государственную) систему координат, вычисляют коэффициент угловой ориентации Δβ
где 
и 
- измеренное значение приращения координат на отрезке пути 
например 1 км;
ΔXt и ΔYt - приращение координат на этом же участке пути S в выбранной, например государственной, системе координат (ΔXt и ΔYt могут быть получены, например, GPS-приемником).
После чего пересчет координат в новую (выбранную) систему координат осуществляют в соответствии с выражениями
где Xн и Yн - координаты в новой системе координат, например государственной;
Х0 изм, Y0 изм - координаты начальной точки.
Координаты (приращение координат) ΔXi(изм) и ΔYi(изм) определяется из выражения
Таким образом, техническое решение согласно изобретению позволяет определять пространственное положение рельсовой колеи в любой системе координат, определять отклонения пути от проектного положения, определять одновременно с пространственными координатами стрелы изгиба, просадки и рихтовку по каждой рельсовой нитке (в стандарте ЦП515 или любом другом) без ограничений по длине измерительной базы.
Использование изобретения в измерительной диагностической технике позволяет:
• определять проектное положение рельсовой колеи;
• использовать для определения геометрических параметров транспортные средства с короткой базой, например до 100 см;
• определять рихтовку и просадки путеизмерительными тележками;
• выполнять расчет стрел изгиба для выправочно-рихтовочных машин, вагонов-путеизмерителей и т.д., имеющих разные базы (длины хорд), в едином стандарте;
• выявлять длинные неровности (заводины), выполнять расчет пространственного положения рельсовой колеи относительно любого исходного направления.
Claims (3)
1. Способ определения пространственного положения рельсовой колеи, включающий непрерывную регистрацию информации с датчиков межрельсового расстояния, пройденного пути, текущего курсового угла, продольного и поперечного уклонов при движении транспортного средства и определение по этим данным текущих координат рельсовой колеи, отличающийся тем, что регистрацию курсового угла и продольного уклона с указанных датчиков и определение текущих координат Xi, Yi, Нi осуществляют по одной из рельсовых ниток относительно любого исходного направления в горизонтальной плоскости, с шагом измерения
где Δd - допустимая погрешность измерения стрелы изгиба;
dmax - максимальное значение стрелы изгиба,
при этом дополнительно для каждого заданного участка пути Рi (измерительной базы), по измеренным координатам его крайних точек i0 и in вычисляют координаты точки icp, соответствующей середине прямолинейного отрезка (хорды), соединяющего эти точки, как среднее значение координат
где Хi(изм), Yi(изм)Нi(изм) - текущие координаты данной рельсовой нити в точках i0 и in;
n - количество единичных приращений пути (шагов измерений 1) на измерительной базе Pi, причем 
и по разности между вычисленной координатой указанной точки (лежащей на середине условной прямой соединяющей крайние точки заданной измерительной базы) и измеренной координатой соответствующей точки, лежащей на реальной измерительной базе, определяют значение стрелы изгиба в горизонтальной и вертикальной плоскости в соответствии с выражениями
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что координаты второй рельсовой нити Х'i(изм), Y'i(изм), Hi(изм) определяют в соответствии с выражениями
где Хi(изм), Yi(изм), Hi(изм) - текущие координаты первой рельсовой нити;
lш - ширина колеи,
а значение стрел изгиба в плане δiг (рихтовка) и стрел изгиба в профиле δiв вычисляют в соответствии с выражениями
где
3. Устройство для определения пространственных параметров рельсового пути, содержащее ходовую тележку, включающую опорное колесо и расположенные на одной оси над одной из рельсовых нитей первое и второе измерительные колеса и мерное колесо, при этом опорное колесо связано с измерительными колесами установленной под углом 90° относительно направления движения штангой, на которой установлен датчик ширины колеи, на мерном колесе смонтирован датчик пути, на оси, связывающей измерительные колеса, установлен курсокреноуказатель, а выходы датчиков пути и ширины колеи и курсокреноуказателя связаны через контроллер с компьютером.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003111110/11A RU2261302C2 (ru) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003111110/11A RU2261302C2 (ru) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003111110A RU2003111110A (ru) | 2004-10-20 |
| RU2261302C2 true RU2261302C2 (ru) | 2005-09-27 |
Family
ID=35850213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003111110/11A RU2261302C2 (ru) | 2003-04-17 | 2003-04-17 | Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2261302C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569487C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" МГУПС (МИИТ) | Способ адаптивного формирования единой глобальной системы трёхмерных координат непосредственно на эллипсоиде |
| CN112109765A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-12-22 | 江西理工大学 | 悬挂式磁悬浮轨道空间结构件数据采集系统及判定方法 |
-
2003
- 2003-04-17 RU RU2003111110/11A patent/RU2261302C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БАЛУХ Г. Диагностика верхнего строения пути. М.: Транспорт, 1981, с.127-129, 178-182, рис.3.67, 3.126. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569487C1 (ru) * | 2014-09-19 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" МГУПС (МИИТ) | Способ адаптивного формирования единой глобальной системы трёхмерных координат непосредственно на эллипсоиде |
| CN112109765A (zh) * | 2019-06-21 | 2020-12-22 | 江西理工大学 | 悬挂式磁悬浮轨道空间结构件数据采集系统及判定方法 |
| CN112109765B (zh) * | 2019-06-21 | 2021-11-30 | 江西理工大学 | 悬挂式磁悬浮轨道空间结构件数据采集系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107380204B (zh) | 轨道几何参数检测车及轨道几何参数检测方法 | |
| CN102337710B (zh) | 一种gps轨道不平顺检测系统及其检测方法 | |
| CN107402006B (zh) | 基于轨道几何特征信息匹配的列车精密定位方法和系统 | |
| CN102251451A (zh) | 基于多源信息融合的轨道几何状态测量系统和方法 | |
| CN104859681A (zh) | 一种用于轨道几何参数测量的快速精调轨道检查仪 | |
| US3517307A (en) | Track profile and gauge measuring system | |
| EP0401260A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING THE LOCATION OF A RAIL. | |
| CN106091951A (zh) | 一种城轨列车轮缘参数在线检测系统及方法 | |
| CN110530300B (zh) | 一种轨道垂向不平顺测量方法 | |
| JP6431157B1 (ja) | 鉄道における建築限界の測定装置及び測定方法 | |
| CN201746752U (zh) | 轨道检测装置 | |
| CN104908775A (zh) | 非接触式钢轨磨耗检测装置 | |
| RU2628541C1 (ru) | Способ определения пространственных координат и геометрических параметров рельсового пути и устройство для его осуществления | |
| CN114132358A (zh) | 一种多平台智能化轨道综合检测系统 | |
| RU2261302C2 (ru) | Способ определения пространственных параметров рельсового пути и устройство для его осуществления | |
| CN107380205B (zh) | 轨道数据检测车及轨道数据检测方法 | |
| JP7431949B2 (ja) | 軌道の実際位置を求めるための方法および測定車両 | |
| JPH08261742A (ja) | 鉄道用レ−ルの形状測定方法 | |
| JPH06107172A (ja) | 曲線情報算出方法及び車体傾斜制御方法 | |
| JP2803963B2 (ja) | トロリ線の高さ・偏位測定方法 | |
| CN113503896A (zh) | 一种基于定位系统的铁路测量小车的里程校准方法 | |
| RU2256575C1 (ru) | Способ измерения геометрии рельсового пути и устройство для его осуществления | |
| JP2000283745A (ja) | 路面の延長方向形状の車載測定装置 | |
| US11981362B2 (en) | Method and measuring vehicle for determining an actual position of a track | |
| CN116446227B (zh) | 弦测设备、轨道线路还原方法、装置、设备及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130418 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20140620 |