[發(fā)明專利]一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量方法和裝置

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810179428.5
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108594247A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張庸;魏小彪
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北三江航天紅峰控制有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01B11/00;G01B11/02;G01B11/26;G01S17/88
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務(wù)所(普通合伙) 42224
• 代理人: 李佑宏

本發(fā)明公開了一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量方法，包括，對高頻激光測距傳感器進行校正，使其光軸位于豎直方向上；驅(qū)動高頻激光測距傳感器在垂直于接觸網(wǎng)的平面內(nèi)進行掃描，獲得接觸網(wǎng)的距離范圍，以及激光光軸的偏轉(zhuǎn)角度范圍；對高精激光測距傳感器進行校正，使其光軸位于豎直方向上；驅(qū)動高精激光測距傳感器在所述距離范圍和/或角度范圍內(nèi)進行掃描，獲得接觸網(wǎng)的有效距離，以及激光光軸的有效偏轉(zhuǎn)角度；利用有效距離和有效偏轉(zhuǎn)角度計算獲取接觸網(wǎng)的導(dǎo)高和拉出值。本發(fā)明還公開一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量裝置。本發(fā)明顯著提高了接觸網(wǎng)核心幾何參數(shù)的測量精度，極大地減輕了操作者的勞動負荷，提高了接觸網(wǎng)測量工作生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道交通線路維護領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量方法和裝置。

背景技術(shù)

近些年來，隨著我國高速電氣化鐵路建設(shè)的迅猛發(fā)展，鐵路系統(tǒng)安全問題日益顯著。其中，作為鐵路系統(tǒng)的重要組成部分，接觸網(wǎng)是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設(shè)的，供受電弓取流的高壓輸電線，一般與鐵軌之間保持5～7m的距離。接觸網(wǎng)是沿電氣化鐵路、城市交通電動車輛運行線路架設(shè)的特殊形式的供電線路。來自牽引變電所的電能通過接觸網(wǎng)和裝在車上的受流器向電力機車或電動車輛供電。通常要求接觸網(wǎng)在任何氣象因素(冰、風(fēng)、雨、雪等)和最大運行速度下能保證安全供電，并有良好的耐磨、抗腐蝕、電損耗小等性能。

由于接觸網(wǎng)是露天設(shè)置的輸電線路，沒有備用線路可以隨時替換。使用過程中，其不可避免地受到風(fēng)吹日曬，高溫極寒等氣候條件的影響。再加上接觸網(wǎng)的接觸線上的負荷又是隨著電力機車的運行不斷變化，機車通過時與受電弓接觸產(chǎn)生磨損，減損接觸網(wǎng)的使用壽命，影響接觸網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。接觸網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)直接影響到鐵路運輸?shù)姆€(wěn)定性，如果鐵路運輸中斷，其最突出的影響就是在時間和經(jīng)濟上給國家和人民帶來高昂的損失。因此保證接觸網(wǎng)的良好運行，是維持鐵路運輸正常運轉(zhuǎn)的前提。為了保證接觸網(wǎng)系統(tǒng)的可靠使用時間，就需要對接觸網(wǎng)進行周期性的檢查和維護，及時發(fā)現(xiàn)并消除接觸網(wǎng)中存在的安全隱患。實際上，接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)直接影響著電力機車的受流質(zhì)量，甚至影響機車的行駛安全，其中最重要的就是接觸網(wǎng)導(dǎo)線的導(dǎo)高、拉出值等幾何參數(shù)的檢測。

目前，我國電氣化鐵路對接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的檢測有兩種方式：一種方式是依靠檢測機車巡檢，造價昂貴，并且由于檢測機車體積龐大，裝配、設(shè)置復(fù)雜，在線檢測時間需要統(tǒng)一調(diào)度，在實際應(yīng)用上多有不便；另一種方式是現(xiàn)有的常規(guī)測量儀，這種測量儀依靠人工手動調(diào)節(jié)瞄準(zhǔn)，手動完成測量，例如DJJ-8數(shù)字化激光接觸網(wǎng)測量儀，測量效率和測量精度均偏低，難以滿足高速鐵路軌道測量的發(fā)展要求。通過常規(guī)測量儀對接觸網(wǎng)進行檢測主要有兩種實現(xiàn)形式：一種是人工測量，測量過程中人工手動調(diào)節(jié)控制激光測距儀的旋轉(zhuǎn)，當(dāng)紅光對準(zhǔn)接觸網(wǎng)時，觸發(fā)測量命令，完成一次測量；另一種是利用相機進行測量，例如專利文獻CN 200520125251.9以及CN 200510045433.X中公開的鐵路接觸網(wǎng)測量裝置，都是利用相機將接觸網(wǎng)成像在顯示屏上，當(dāng)通過相機觀察到紅光對準(zhǔn)接觸網(wǎng)時，即可觸發(fā)測量。實踐中，無論是使用人工測量還是使用相機進行測量，都存在一定的不足，如紅光與接觸網(wǎng)的對準(zhǔn)情況高度依賴操作者的熟練程度和工作經(jīng)驗，測量精度不穩(wěn)定；不管是人眼直接瞄準(zhǔn)還是相機瞄準(zhǔn)，在室外強光條件下，光線對人眼刺激大，使操作者容易疲勞，生產(chǎn)效率下降等。這些不足的存在使得現(xiàn)有接觸網(wǎng)測量的精確性和效率受到極大地影響，加大了軌道交通線路的運營與維護的難度。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量方法，至少部分解決了上述問題。本發(fā)明技術(shù)方案利用脈沖式激光測距傳感器和角度編碼器快速鎖定接觸網(wǎng)位置，利用相位式激光測距傳感器和角度編碼器完成導(dǎo)高和拉出值測量，不僅大大提升了接觸網(wǎng)幾何參數(shù)測量精度，還實現(xiàn)了一鍵測量，顯著減輕了操作者的勞動負荷，極大地促進了鐵路接觸網(wǎng)測量方法的進步。

為了實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明技術(shù)方案的一個目的，提供了一種基于雙激光掃描的鐵路接觸網(wǎng)測量方法，其特征在于，包括，