專利名稱：鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鉄路、地鐵限界動(dòng)態(tài)檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置。
背景技術(shù)：
鉄路的狀況與安全性密切相關(guān)，特別是對(duì)于高速鉄路顯得更加重要。近年來，隨著鐵路提速和重載運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，加上客貨運(yùn)量和行車密度的不斷増加，鉄路周邊建筑和設(shè)施需要定期或必要時(shí)進(jìn)行檢測維護(hù)，以確定是否超越限界，影響機(jī)車的安全運(yùn)行。鐵路限界(railway clearance)是指與線路縱向中心線垂直的橫斷面輪廓。包括機(jī)車車輛限界和建筑限界。機(jī)車車輛限界是機(jī)車車輛本身及其裝載的貨物不得超越的輪廓線；建筑限界是除機(jī)車車輛以及同它有相互作用的設(shè)備(如電氣化鉄路接觸網(wǎng)、車輛減速器等)以外，其他設(shè)備和建筑物不得侵入的輪廓線。鐵路電氣化是中國鉄路發(fā)展的最終目標(biāo)，電氣化鉄路工程又稱為“四電工程”，包括接觸網(wǎng)、變電、信號(hào)和通信，其中以接觸網(wǎng)作為鉄路電氣化工程的主構(gòu)架。接觸網(wǎng)是沿鐵路線上空架設(shè)的向電カ機(jī)車供電的特殊形式的輸電線路，其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱基礎(chǔ)幾部分組成。其中支柱側(cè)面限界對(duì)于機(jī)車的安全運(yùn)行有著重要影響。接觸網(wǎng)支柱的側(cè)面限界是指支柱靠線路ー側(cè)至線路中心線的距離。它是為了確保行車的安全。接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界目前遵循的標(biāo)準(zhǔn)為支柱側(cè)面限界任何時(shí)候不得小于2440mm ;機(jī)車走行線可降為2000mm ；曲線區(qū)段適當(dāng)加寬；直線中間支柱一般取為2500mm ;軟橫跨支柱一般取為3000mm ;軟橫跨支柱位于站臺(tái)吋，為便于旅客行走，一般取為 3000mm。鉄路周邊建筑和設(shè)施定期或必要時(shí)進(jìn)行檢測維護(hù)都需要參考鉄路限界的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)。傳統(tǒng)的限界檢測方法基于單點(diǎn)檢測的激光測距技術(shù)，雖然能保證測量精度，但需人工記錄和收集檢測數(shù)據(jù)，效率低，耗費(fèi)大量人力物力，而且具有高度的危險(xiǎn)性。本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用激光掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界的檢測裝置，在保證檢測精度的前提下，大大提高檢測速度，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率，滿足高速電氣化電路發(fā)展的需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷或不足，提供一種應(yīng)用激光掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界的檢測裝置，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置，該裝置包括信號(hào)檢測部分、電源和信號(hào)處理部分，其特征在于，信號(hào)處理部分包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，電源為整個(gè)裝置供電，信號(hào)檢測部分位于車體前方，電源和信號(hào)處理部分位于機(jī)車車內(nèi)，信號(hào)檢測部分對(duì)被測目標(biāo)的有效參數(shù)進(jìn)行檢測、采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，直接輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析，從而判斷運(yùn)行機(jī)車是否超出接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界范圍。進(jìn)ー步的，所述信號(hào)檢測部分與電源連接，信號(hào)處理部分與電源連接，信號(hào)檢測部分的輸出端直接與數(shù)據(jù)處理設(shè)備相連。進(jìn)ー步的，所述信號(hào)檢測部分包括傳感器。進(jìn)ー步的，所述傳感器包括激光雷達(dá)，激光雷達(dá)安裝在車體前方高于軌平面的位置，距軌平面有一定的高度。進(jìn)ー步的，所述激光雷達(dá)包括左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)，其中，左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)分別安裝在車體前方高于軌平面的軌道中心線的左右兩側(cè)，用于測量目標(biāo)位置、運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)和形狀。進(jìn)ー步的，所述左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)的安裝位置與車體前方軌道中心線形成
一定角度。進(jìn)ー步的，所述激光雷達(dá)的輸出信號(hào)包括以極坐標(biāo)形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)。進(jìn)ー步的，所述激光雷達(dá)輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)包括以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于傳感器平面的坐標(biāo)值的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)。本實(shí)用新型的有益效果是，在不改變?cè)熊囕v環(huán)境的情況下，安裝本檢測裝置，在車輛運(yùn)行過程中，信號(hào)檢測部分對(duì)被測目標(biāo)的有效參數(shù)進(jìn)行檢測、采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，直接輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過軟件對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析，從而判斷運(yùn)行機(jī)車是否超出接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界范圍。該裝置應(yīng)用激光掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界參數(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，精度高且耗時(shí)短，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率，能滿足高速電氣化電路發(fā)展的需要。

下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。圖I為本實(shí)用新型的檢測裝置原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的檢測裝置安裝示意圖；圖3為激光雷達(dá)工作原理圖。
具體實(shí)施方式
圖I為本實(shí)用新型鉄路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界檢測裝置的原理框圖。如圖I所示，該裝置包括信號(hào)檢測部分、電源和信號(hào)處理部分，其特征在于，信號(hào)處理部分包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，電源為整個(gè)裝置供電，信號(hào)檢測部分位于車體前方，電源和信號(hào)處理部分位于機(jī)車車內(nèi)，信號(hào)檢測部分對(duì)被測目標(biāo)的有效參數(shù)進(jìn)行檢測、采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，直接輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過軟件對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析，從而判斷運(yùn)行機(jī)車是否超出接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界范圍。其中，信號(hào)檢測部分與電源相連，信號(hào)處理部分與電源相連，信號(hào)檢測部分的輸出端直接與數(shù)據(jù)處理設(shè)備相連。所述信號(hào)處理部分包括傳感器，進(jìn)ー步的，所述傳感器包括激光雷達(dá)，激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激光器以及光學(xué)擴(kuò)束單元等組成；接收系統(tǒng)采用望遠(yuǎn)鏡和各種形式的光電探測器，如光電倍增管、半導(dǎo)體光電二極管、雪崩光電二極管、紅外和可見光多元探測器件等組合。激光雷達(dá)采用脈沖或連續(xù)波2種工作方式。其中，激光雷達(dá)安裝在車體前方高于軌平面的位置，距軌平面有一定的高度，此處高度可根據(jù)要測量點(diǎn)的不同位置進(jìn)行設(shè)定；進(jìn)一步的，左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)分別安裝在車體前方高于軌平面的軌道中心線的左右兩側(cè)，用于測量目標(biāo)位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和形狀。進(jìn)一步的，所述左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)的安裝位置與車體前方軌道中心線形成一定角度，此處形成的角度可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)置；進(jìn)一步的，所述激光雷達(dá)的輸出信號(hào)包括以極 坐標(biāo)形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)，進(jìn)一步的，所述激光雷達(dá)輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)包括以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于傳感器平面的坐標(biāo)值的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)。數(shù)據(jù)處理設(shè)備包括電腦及安裝在電腦上的軟件程序，用于對(duì)信號(hào)檢測部分輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析。數(shù)據(jù)處理設(shè)備從傳感器接收到的數(shù)據(jù)，是以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于傳感器平面的坐標(biāo)值，數(shù)據(jù)以極坐標(biāo)的形式存儲(chǔ)在傳感器的存儲(chǔ)器中，由接口電路傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過軟件轉(zhuǎn)換為實(shí)際的應(yīng)用坐標(biāo)。在軌道交通限界檢測中，以軌道中心線為坐標(biāo)原點(diǎn)，首先設(shè)定一個(gè)到軌道中心線的固定距離，通過兩臺(tái)激光雷達(dá)檢測到的支柱內(nèi)側(cè)距軌道中心的距離與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，從而判斷支柱狀態(tài)是否對(duì)機(jī)車安全造成威脅，假如在行車途中，在車體運(yùn)行方向左側(cè)或右側(cè)支柱內(nèi)側(cè)到軌道中心線的距離小于設(shè)定的超限距離，就認(rèn)為有安全隱患存在，即有超限值。圖2為本實(shí)用新型鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置的安裝示意圖。圖2示出的主要是位于車體前方的傳感器安裝示意圖。傳感器包括左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102，傳感器由位于車體106內(nèi)的電源進(jìn)行供電，左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102分別與電源的正、負(fù)極相連接，左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102的輸出端還與位于車內(nèi)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備直接相連。接觸網(wǎng)支柱包括左接觸網(wǎng)支柱104和右接觸網(wǎng)支柱103，左接觸網(wǎng)支柱104和右接觸網(wǎng)支柱103內(nèi)側(cè)到軌道中心線的距離為接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界范圍。其中，左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102分別安裝在車體106前方高于軌平面的軌道中心線105的左右兩側(cè)，用于測量目標(biāo)位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和形狀。進(jìn)一步的，所述左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102的安裝位置與車體106前方軌道中心線105形成一定角度al08。進(jìn)一步的，所述左激光雷達(dá)101和右激光雷達(dá)102的輸出信號(hào)包括以極坐標(biāo)形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)。進(jìn)一步的，所述左激光雷達(dá)101和有激光雷達(dá)102輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)包括以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于傳感器平面的坐標(biāo)值的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)。圖3為激光雷達(dá)工作原理圖。如圖3所示，激光雷達(dá)掃描檢測的基本原理是采用時(shí)間算法測量距離。測量啟動(dòng)時(shí)，半導(dǎo)體激光發(fā)生器201發(fā)射激光，計(jì)時(shí)開始，激光經(jīng)鏡子206和鏡子205反射打在目標(biāo)物204上，漫反射后的激光光束經(jīng)鏡子205反射，再經(jīng)鏡子206發(fā)射到接收部分202，計(jì)時(shí)結(jié)束，經(jīng)信號(hào)處理部分203將數(shù)據(jù)以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直傳感器平面的坐標(biāo)值以極坐標(biāo)的形式存儲(chǔ)在傳感器的存儲(chǔ)器中，由傳感器接口電路輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理 設(shè)備通過轉(zhuǎn)換解析，將光束發(fā)射到接收所花費(fèi)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為距離值，這樣就完成一次測量，這種測試簡稱為TOF(time of flight)。在軌道交通限界檢測中，以軌道中心線為坐標(biāo)原點(diǎn)，首先設(shè)定ー個(gè)到軌道中心線的固定距離，通過兩臺(tái)激光雷達(dá)檢測到的支柱內(nèi)側(cè)距軌道中心的距離值與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，從而判斷支柱狀態(tài)是否對(duì)機(jī)車安全造成威脅。激光雷達(dá)可實(shí)現(xiàn)快速多點(diǎn)測量，尤其適合精度及速度要求都很高的在線測量系統(tǒng)。本實(shí)施例應(yīng)用激光掃描技術(shù)，通過兩臺(tái)激光雷達(dá)檢測支柱內(nèi)側(cè)距軌道中心的距離值，通過與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，判斷支柱狀態(tài)是否對(duì)機(jī)車安全造成威脅，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率，滿足高速電氣化鉄路發(fā)展的需要。本實(shí)用新型在不改變?cè)熊囕v環(huán)境的情況下，安裝本檢測裝置，在車輛運(yùn)行過程中，信號(hào)檢測部分對(duì)被測目標(biāo)的有效參數(shù)進(jìn)行檢測、采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，直接輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備通過軟件對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析，從而判斷運(yùn)行機(jī)車是否超出接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界范圍。該裝置應(yīng)用激光掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界參數(shù)，運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，精度高且耗時(shí)短，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率，能滿足高速電氣化鐵路發(fā)展的需要。上述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例及所運(yùn)用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置，該裝置包括信號(hào)檢測部分、電源和信號(hào)處理部分，其特征在于，信號(hào)處理部分包括數(shù)據(jù)處理設(shè)備，其中，電源為整個(gè)裝置供電，信號(hào)檢測部分位于車體前方，電源和信號(hào)處理部分位于機(jī)車車內(nèi)，信號(hào)檢測部分對(duì)被測目標(biāo)的有效參數(shù)進(jìn)行檢測、采集、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，直接輸出到數(shù)據(jù)處理設(shè)備，數(shù)據(jù)處理設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換解析，從而判斷運(yùn)行機(jī)車是否超出接觸網(wǎng)側(cè)面支柱限界范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號(hào)檢測部分與電源連接，信號(hào)處理部分與電源連接，信號(hào)檢測部分的輸出端直接與數(shù)據(jù)處理設(shè)備相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測裝置，其特征在于，所述信號(hào)檢測部分包括傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其特征在于，所述傳感器包括激光雷達(dá)，安裝在車體前方高于軌平面的位置，距軌平面有一定的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在干，所述激光雷達(dá)包括左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)，其中，左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)分別安裝在車體前方高于軌平面的軌道中心線的左右兩側(cè)，用于測量目標(biāo)位置、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測裝置，其特征在干，所述左激光雷達(dá)和右激光雷達(dá)的安裝位置與車體前方軌道中心線形成一定角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述激光雷達(dá)的輸出信號(hào)包括以極坐標(biāo)形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測裝置，其特征在干，所述激光雷達(dá)輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)包括以雷達(dá)發(fā)光點(diǎn)為原點(diǎn)，垂直于傳感器平面的坐標(biāo)值的極坐標(biāo)數(shù)據(jù)信號(hào)。
專利摘要本實(shí)用新型提出一種鐵路限界動(dòng)態(tài)檢測接觸網(wǎng)支柱側(cè)面限界的檢測裝置。該裝置應(yīng)用激光掃描技術(shù)，通過兩臺(tái)激光雷達(dá)檢測支柱內(nèi)側(cè)距軌道中心的距離值，通過與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，判斷支柱狀態(tài)是否對(duì)機(jī)車安全造成威脅。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，精度高且耗時(shí)短，可實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)檢測的要求，最大限度地提高工作效率，滿足高速電氣化鐵路發(fā)展的需要。
文檔編號(hào)B61L23/00GK202400109SQ20112040012
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者齊清濤 申請(qǐng)人:北京鼎漢檢測技術(shù)有限公司