[發明專利]一種鐵路道砟厚度無損快速測量方法

有效

• 申請號: 201911358768.5
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111045004B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 趙廣茂;李國和;齊春雨;陳承申;陳亮;王燦為;韓松;張吉振;王銀
• 申請（專利權）人: 中國鐵路設計集團有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/89;G01S13/86;G01S13/08;G01S19/14;G01C23/00
• 代理公司: 天津賽凌知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12270
• 代理人: 李蕊

本發明公開了一種鐵路道砟厚度無損快速測量系統及測量方法，屬于無損檢測技術領域。本發明設計加工了用于搭載探地雷達、GPS定位設備、測距輪的輕便式軌道小車，研發了特征層自動追蹤人機交互技術，形成了集探測、定位于一體的鐵路道砟厚度快速測量系統，具有輕便、定位準確、分辨率高、測量成果連續等優點，解決了既有鐵路道砟厚度難以測量的問題，以無損測量的方法替代了傳統人工挖掘道砟測量的方式，同時能夠提供線路下方連續的道砟厚度值，便于精細化設計工作的開展，并且效率非常高，每小時可測量幾十公里以上的道砟厚度值，本發明可為鐵路運營、維護及改造提供有力的技術支撐，具備很好的應用前景。

技術領域

本發明屬于鐵路工程無損檢測技術領域，具體涉及一種鐵路道砟厚度無損快速測量方法。

背景技術

鐵路道砟層的厚度值是鐵路運營、維護、改造的關鍵數據，目前主要是依靠人工挖掘測量、露頭量測及資料收集的方式獲取該數值。

但是，人工挖掘及測量越來越難以實施。由于線路基礎結構的安全問題，鐵路產權單位一般不允許對道砟進行挖掘，以免造成破壞，并且道砟挖掘非常困難，通過該方式進行道砟厚度測量的情況目前較少。

而收集道砟相關資料的方式會越來越不準確。該方式獲得的多是工后測量或者線路設計的道砟厚度值，隨著地面沉降、雨水沖刷等情況的發生，道砟會不斷的填入，此時，根據前期資料查詢得到的數值與實際情況往往差別較大。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明的一個目的是提供一種鐵路道砟厚度無損快速測量系統，能夠提供沿鐵路線道砟層的厚度值，滿足既有鐵路線的改造和維護等需要。

本發明的另一目的是提供一種利用上述系統進行鐵路道砟厚度無損快速測量的方法。

為此，本發明采用以下技術方案：

一種鐵路道砟厚度無損快速測量系統，包括搭載小車(1)以及設置或安裝在所述搭載小車(1)上的GPS接收天線(5)、光學攝像機(6)、操控臺(8)、探地雷達主機(4)、筆記本電腦(13)、懸掛桿(3)和測距輪(7)；所述搭載小車(1)放置在鐵軌(10)上；所述GPS接收天線(5)用于獲取GPS衛星信號，得到位置信息；所述光學攝像機(6)用于記錄前方道砟的表面情況；所述操控臺(8)用于控制搭載小車(1)的移動及速度調節；所述測距輪(7)安裝于搭載小車車輪的軸承上，用于測量搭載小車的移動距離，與通過GPS接收天線獲取的位置信息配合使用；在所述搭載小車(1)左右兩側中部各水平安裝一個所述懸掛桿(3)，在每個懸掛桿(3)上各安裝一探地雷達天線(2)，分別用于向地下發射電磁波和接收來自地下反射的電磁波；所述探地雷達主機(4)與兩根探地雷達天線(2)以及GPS接收天線(5)各通過一通訊電纜(11)連接，用于電磁波掃描信號的發射和接收以及GPS信號的接收；所述筆記本電腦(13)與所述探地雷達主機(4)、光學攝像機(6)、測距輪(7)之間各通過一通訊電纜(12)連接，用于采集光學攝像機采集的圖像信息、測距輪采集的距離信息、小車移動速度并對探地雷達主機采集的數據進行處理。

所述探地雷達天線(2)安裝在所述懸掛桿(3)遠離搭載小車(1)一端的下方且其發射面垂直向下，優選的是，探地雷達天線(2)距離道砟面10-30厘米，發射頻率為200-600MHz。

所述光學攝像機(6)安裝在位于搭載小車(1)前部中間的支架上，優選的是，其鏡頭向前下方傾斜20°-40°。

為便于操作，在所述操控臺(8)前面還設置有一座椅(9)。

一種通過上述鐵路道砟厚度無損快速測量系統進行鐵路道砟厚度無損快速測量的方法，包括以下步驟：

S₁、鐵路道砟厚度快速無損測量系統布置：