[發明專利]一種車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統及方法

有效

• 申請號: 201710696410.8
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107678036B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 鄒春;富弘毅;陳俊峰;胡輝;廖小路;廖展
• 申請（專利權）人: 株洲嘉成科技發展有限公司
• 主分類號: G01S17/86
• 分類號: G01S17/86;G01S17/48;G01S7/497
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本發明涉及測量技術領域，公開了一種車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統及方法。檢測系統包括設置于車頂用于檢測接觸網的幾何檢測單元、設置于車體內的控制單元以及設置于車底的用于檢測車體振動的振動補償單元；所述幾何檢測單元包括激光雷達、線陣相機和光源；所述激光雷達設置于幾何檢測單元中央；所述線陣相機設有兩組，每組兩個，兩組線陣相機分別設置于激光雷達的兩側，同組的線陣相機相對車頂傾斜設置；所述激光雷達、線陣相機分布在同一直線上，激光雷達的掃描區域和線陣相機的檢測區域處于同一檢測平面；所述光源設置于激光雷達兩側。本檢測系統及方法檢測精度高、結構簡單、安裝簡便。

技術領域

本發明涉及檢測技術領域，更具體地，涉及一種車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統及方法。

背景技術

接觸網是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸線與受電弓之間的良好接觸是保證電力機車取流質量的關鍵。隨著中國鐵路事業的快速發展，電氣化鐵路里程的不斷增加，接觸網檢修的強度與難度都不斷增大。為提高故障檢測速度、保障線路的安全運營，研制一種高速高精度接觸網檢測設備便顯得尤為迫切。鐵路總公司于2012年7月推出了《高速鐵路供電安全檢測監測系統及方法(6C系統及方法)總體技術規范》，在該文件中，詳細闡述了對接觸網幾何參數的檢測要求，即接觸導線高度為5000~7000mm，精度10mm；拉出值為-600~+600mm，精度25mm。

目前車載接觸網幾何參數動態檢測設備系統有以下幾種：

（1）采用接觸式檢測，安裝困難、結構復雜、精度低；

（2）采用非接觸式單一傳感器，檢測效果差、精度低；

（3）無車體振動補償、或車體振動補償不到位，檢測結果與實際測量值偏差較大。

以上方案無法實現指導電氣化鐵路狀態修的目的，不能滿足電氣化鐵路運用的要求。

本文中接觸網：鐵路沿線上空架設的特殊形式的輸電線路，主要為機車提供動力，是軌道交通的重要組成部分。幾何參數：接觸網對于軌道中心點的垂直和水平距離分別稱為導高和拉出值，都稱為接觸網的幾何參數。軌距和軌距點：軌距指鋼軌頂面以下10-16mm范圍內兩股鋼軌之間的最小距離；取鋼軌頂面以下16mm處的圓弧拐點為軌距點。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種結構簡單、安裝簡便、高精度的車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統，包括設置于車頂用于檢測接觸網的幾何檢測單元、設置于車體內的控制單元以及設置于車底的用于檢測車體振動的振動補償單元；所述幾何檢測單元包括激光雷達、線陣相機和光源；所述激光雷達設置于幾何檢測單元中央；所述線陣相機設有兩組，每組兩個，兩組線陣相機分別設置于激光雷達的兩側，同組的線陣相機相對車頂傾斜設置；所述激光雷達、線陣相機分布在同一直線上，激光雷達的掃描區域和線陣相機的檢測區域處于同一檢測平面；所述光源設置于激光雷達兩側；

在所述兩組線陣相機中，由同組的兩個線陣相機形成對接觸網的雙目測量，再由左右兩組線陣相機形成對接觸網的雙-雙目測量；所述控制單元結合幾何檢測單元和振動補償單元檢測的數據進行計算，得到接觸網的導高和拉出值幾何參數。

為了提高檢測精度，所述振動補償單元包括兩只二維輪廓掃描傳感器，分別掃描左右鋼軌；所述二維輪廓掃描傳感器與所述幾何檢測單元處于車體的同一橫截面上。

所述控制單元包括工控機、數據采集卡以及顯示器，所述工控機通過數據采集卡采集幾何檢測單元和振動補償單元的數據并進行計算以得出導高和拉出值，并在顯示器上顯示。

本發明的另一目的在于提供一種應用了上述車載非接觸式接觸網幾何參數動態檢測系統的檢測方法，包括以下步驟，