[發明專利]一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置與方法

在審

• 申請號: 201710334434.9
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN106997048A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: 胡安富;李順成;李勇;陳凱;吳榮超
• 申請（專利權）人: 中鐵武漢電氣化局集團第一工程有限公司
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01D21/02
• 代理公司: 武漢明正專利代理事務所(普通合伙)42241
• 代理人: 張伶俐

技術領域

本發明涉及一種施工同步檢測裝置與方法，尤其是一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置與方法。

背景技術

在接觸網系統中，通常利用接觸網的幾何參數和動力學參數兩類參數來評估接觸懸掛在電氣化鐵道的受流質量。一般把接觸線高度、拉出值、線岔位置、支柱位置、側面界限、雙支高度差等劃分為幾何參數；把硬點、接觸壓力、離線率等劃分為動力學參數。通常檢測幾何參數為重中之重，同時也會對一些輔助參數：如定位信號、環境溫度、補償等進行檢測。

目前，國內鐵道接觸網的狀態檢測基本是在全線施工完成后，集中使用接觸網專用檢測車對接觸網進行冷滑、熱滑及動態檢測，通過檢測車檢測發現竣工后接觸網施工存在的問題。

在既有接觸網改造施工中，主要通過激光測量儀等測量設備對改造后的接觸網狀態及各部位參數進行靜態測量，并通過分析測量數據，判斷改造后接觸網的狀態是否滿足列車運行條件。

但是上述方法都是施工后對接觸網進行檢測，無法實現施工和檢測的同步，容易導致施工質量不合格的二次改造。

發明內容

為解決接觸網施工同步檢測的技術問題，本發明提出一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置及方法。

一種激光雷達接觸網施工同步檢測裝置，同步檢測接觸網拉出值、導線高度以及受電弓動態包絡線，對調整完成后的接觸網狀態進行同步檢測，其特征在于：包括信號檢測系統、信號隔離與傳輸系統、數據采集系統、接口系統、數據處理系統、數據記錄與顯示系統以及終端設備；

其中，信號檢測系統，包括傳感器或測量儀等測量裝置，用來測量接觸網的相關參數的原始數據；

信號隔離與傳輸系統，主要用于隔離線路上的高低壓端電氣設備引起的電磁干擾以及信號的傳輸，一般由屏蔽儀、電光轉換裝置和光電轉換裝置組成；

數據采集系統，主要用來接收傳感器或測量儀等測量裝置采集的原始數據，形成預設格式的數據；

接口系統，由多種線纜、接口、轉換裝置組成，可以實現終端設備和外圍設備的連接，用于檢測系統中各硬件設備之間的數據傳輸，從而完成系統間的信息交互；數據處理系統，用于將通過接口系統傳送來的數據進行過濾篩選儲存和處理；數據記錄與顯示系統，用于將處理后的數據在終端設備上顯示。

所述接觸網施工同步檢測裝置所檢測的具體參數包括幾何參數以及輔助參數，其中幾何參數具體包括：導線高度、拉出值、導高坡度、定位器坡度、支柱限界、軌道超高、雙支接觸線的高度差、線岔處始觸點位置，輔助參數包括：定位信號、環境溫度、補償、速度等，通過激光雷達掃描儀對上述參數進行無接觸式檢測。進一步，數據處理系統還包括接觸線拉出值測量模塊，計算方法如下公式所示：

Z＝L cosθ+X_c

其中：Z－拉出值；L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；X_c－水平方向的振動補償。

進一步，數據處理系統還包括導線高度測量模塊，計算方法如下公式所示：

H＝hv+L sinθ+Y_c

其中：L－激光雷達中心與被測接觸線的距離；θ－激光雷達和目標點之間的連線與掃描線的夾角；hv－車頂高度；Y_c－水平與垂直方向的振動補償。

進一步，數據處理系統還包括側面限界測量模塊和線岔始觸點高度差測量模塊；所述側面限界測量模塊，用激光雷達掃描時能夠掃描到支柱的內側區域，并且掃描出來的輪廓內緣為近似垂線的距離即為支柱到激光雷達中心的距離，再求出激光雷達與軌面中心線的距離就可以得出側面限界的值；所述線岔始觸點高度差測量模塊，用于計算兩根均位于受電弓上方的接觸線的高度差。

一種利用激光雷達接觸網施工同步檢測裝置實現的激光雷達接觸網施工同步檢測方法，包括以下步驟：

步驟S11：在開始數據通信前，由上位機向檢測裝置發送檢測信號，如果收到的返回值表示設備正常，則執行步驟S12，如果收到的返回值表示設備不正常，則執行步驟S13；

步驟S12：激光雷達檢測裝置開始循環檢測，并將檢測數據發送給上位機實時顯示在顯示裝置上，包括角度、距離和坐標數據；

步驟S13：返回檢測設備異常。

在所述步驟S12中，通過激光雷達檢測裝置進行掃描后，能夠實現對接觸網輪廓的掃描，并通過顯示裝置顯示所述接觸網輪廓；同時，利用激光雷達的掃描功能，將掃描到的接觸線的數據進行簡單的計算就能夠實現對接觸線的導高、拉出值的快速準確檢測。