[發(fā)明專利]一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611261151.8
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106767694B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設計）人: 鐘源;韓峰;吳積欽;徐劍峰;劉新宇;張家瑋
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01C7/06
• 分類號: G01C7/06;G01B11/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 王育信

本發(fā)明公開了一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括檢測車，設置在檢測車上的顯示器、信息錄入端和檢測單元，設置在檢測車內(nèi)部的測速單元、報警單元和處理器，以及設置在檢測車內(nèi)部、給整個檢測系統(tǒng)供電的電源；所述檢測單元、測速單元、報警單元、顯示器、信息錄入端分別與處理器相連。利用檢測單元檢測隧道斷面，使用測速單元監(jiān)測小車速度，通過計算機中預先設置的限界信息，可以自動讀取里程信息并配置相對應的限界，實現(xiàn)自動的限界切換，并通過軟件中的動態(tài)補償算法，即使在運動中也可以測量得到準確的限界。

技術領域

本發(fā)明涉及城市軌道交通限界檢測領域，具體涉及一種地鐵數(shù)字化限界動態(tài)檢測系統(tǒng)及檢測方法。

背景技術

在城市軌道交通行業(yè)內(nèi)，地鐵限界檢測技術發(fā)展日漸成熟，經(jīng)過大量的研究試驗，已開發(fā)出多種地鐵限界檢測設備。從工作原理出發(fā)，可分為接觸式測量和非接觸式測量、便攜式測量和車載測量。針對地鐵長距離隧道的斷面檢測，普遍采用的是車載測量，而便攜式測量僅僅用于某些個別斷面的補充測量。

目前，較為先進的國外地鐵限界檢測車多采用激光和圖像處理技術，其檢測車運行速度從100km/h～300km/h不等，檢測誤差不超過20mm。德國GeoRail-Xpress綜合檢測車搭載4維軌道環(huán)境照相機構成線路測量裝置；日本East-I型綜合檢測車應用列車頂部攝像裝置，采用圖像處理技術測量周邊建筑情況；奧地利EM250型高速軌檢車運用攝影測量技術或激光輔助圖像處理技術完成高速隧道檢測；這類檢測車造價高昂，適用速度高，并不使用于一般地鐵上的使用，而在建設過程中，這類車輛更加無法使用。

在國內(nèi)，地鐵建設中通常采用一種自制設備，根據(jù)設備限界尺寸，制作一個框架固定于平板車上，利用內(nèi)燃機車進行牽引。當框架順利通過時，認為無超限發(fā)生；而當框架受到撞擊、擦掛時，有物體侵入限界。此種方式只能適應一種限界要求，當限界發(fā)生變化時，需要更換框架。通常一個框架的價格大約在1萬元左右。

在上述方案的基礎上，有通過設計伸縮機構來適應不同限界要求的可伸縮框架。該機構在部分區(qū)域設計旋桿機構調(diào)節(jié)框架邊緣的位置，并通過便攜式的測量裝置進行定位。但在整個地鐵線路上，限界變化較多，每次調(diào)整都需要較多的時間，測量效率并不高。而且框架的尺寸通過便攜式的測量裝置進行確認，誤差較大。在行進中，振動也有可能導致框架邊緣的移位，造成測量的誤差。但此種框架相對于前述方案造價更低，適用性也更強。

上述兩種方案都利用框架移動來檢測是否有物體侵入限界，但超限的具體方位需要操作人員目測判斷。一些輕微侵限的物體，或同時侵入的物體很有可能在人工觀察的時候遺漏，需要多次排查才能確認無侵限的物體。

中國專利CN201210395978.3利用8組面陣相機組成了一個帶有動態(tài)補償?shù)牡罔F限界測量系統(tǒng)，安裝于地鐵車輛上。該系統(tǒng)采用了配套的8個激光光源，利用圖像處理的手段提取地鐵隧道輪廓，拼接形成完整的隧道斷面輪廓。該套設備還使用了速度傳感器和電子標簽射頻儀進行定位，實現(xiàn)信息與里程的對應。但該套設備造價高昂，且沒有獨立載體，需要安裝于車輛上，無法在施工過程中使用。

中國專利CN201310547187.2提供了一種隧道斷面的檢測方法。該設備有7組高速相機，每臺相機配合2臺激光器，可以在隧道斷面上構成2條完整的隧道斷面，利用圖像處理的方式提取光帶位置，通過系統(tǒng)標定技術計算實際的隧道斷面坐標，實現(xiàn)隧道斷面檢測的功能。然而，該套設備并沒有測速裝置，需要借助移動載體實現(xiàn)動態(tài)的檢測。

中國專利CN201610532113.5利用數(shù)臺激光測距儀與上位機搭建了一套隧道限界動態(tài)檢測裝置。該裝置通過檢測隧道面每一點到軌道中心的距離而實現(xiàn)鐵路隧道斷面的成像。其通過建立虛擬的坐標系來繪制隧道斷面。此外，該套設備沒有動態(tài)補償，在動態(tài)測量時會有較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容