[發明專利]軌道幾何狀態快速精密測量系統

在審

• 申請號: 202010588795.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111824212A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 任曉春;鄧川;武瑞宏;袁永信
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: B61L23/04
• 分類號: B61L23/04;B61K9/08;B61D15/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明涉及軌道幾何狀態快速精密測量系統，所述系統包括搭載平臺和其上設置的測量單元；所述搭載平臺為軌道車；所述測量單元包括控制終端、數據采集模塊、全站儀和傳感器；數據采集模塊向傳感器發送測量指令，接收、存儲及時間同步傳感器數據，并向控制終端實時發送采集數據；全站儀根據數據采集模塊的測量指令，觀測線路兩側布設的CPIII控制點，并將CPIII控制點觀測值傳輸給控制終端。本發明解決了現有軌道測量設備用于軌道維護后存在的測量精度與測量效率無法有效平衡的問題，既能夠兼顧CPIII點的絕對控制，又能夠實現軌道平順性的快速檢測，可達到測量精度與測量效率的有效平衡，滿足當前我國軌道交通對軌道維護的需求。

技術領域

本發明屬于軌道交通測量技術領域，具體涉及一種軌道幾何狀態快速精密測量系統。

背景技術

軌道準確的幾何尺寸是保證列車安全運行的基本條件，只有在高平順的軌道上才能實現高速行車。軌道交通尤其是高速鐵路的主要特點就是具有毫米級甚至亞毫米級精度的高平順性，保持軌道的高平順性是軌道養護的宗旨，對軌道幾何狀態的精密測量則是軌道維護工作的關鍵工序。

目前，軌道交通的維護天窗絕大部分是安排在凌晨，時間短、任務重，亟需測量精度滿足要求、效率與自動化程度高的軌道幾何狀態測量設備。就當前的技術水平而言，軌道幾何狀態測量要達到較高的測量精度，離不開基于軌道線路兩側布設的三維控制基準（例如：CPIII控制點），但現在利用CPIII控制點對軌道幾何狀態進行測量的設備主要就是靜態絕對測量小車，這類設備的測量精度較高，但測量效率不能令人滿意。而完全不使用CPIII控制點的動態相對測量小車，則無法獲取軌道外部幾何狀態信息，且很難滿足軌道長波不平順的測量精度。

綜上所述，現有軌道測量設備要么精度高、效率低，要么效率高、精度低，未能有效平衡測量精度與測量效率之間的矛盾，難以滿足當前我國軌道交通對軌道維護的需求。因此，如何高精度、高效率地測量軌道幾何狀態，為軌道維護提供技術作業依據，以保軌道平順性，對軌道交通的運營維護具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種軌道幾何狀態快速精密測量系統，解決現有軌道測量設備用于軌道維護后存在的測量精度與測量效率無法有效平衡的問題，既能夠兼顧CPIII點的絕對控制，又能夠實現軌道平順性的快速檢測，可達到測量精度與測量效率的有效平衡，滿足當前我國軌道交通對軌道維護的需求。

本發明所采用的技術方案為：

軌道幾何狀態快速精密測量系統，其特征在于：

所述系統包括搭載平臺和其上設置的測量單元；

所述搭載平臺為軌道車；所述測量單元包括控制終端、數據采集模塊、全站儀和傳感器；

數據采集模塊向傳感器發送測量指令，接收、存儲及時間同步傳感器數據，并向控制終端實時發送采集數據；全站儀根據控制終端的采集指令，觀測線路兩側布設的CPIII控制點，并將CPIII控制點觀測值傳輸給控制終端。

軌道車為T型軌道車，包括縱梁和其一側與其垂直的橫梁，縱梁前后兩端底部和橫梁外端底部均設置有與鋼軌頂面接觸的走行輪，橫梁底部兩端設置有與鋼軌內側面接觸的測量輪，縱梁的走行輪側面設置有與鋼軌內側面接觸的導向輪。

傳感器包括慣性測量裝置、位移傳感器、傾角傳感器、編碼器、軌枕識別器和溫度傳感器。

慣性測量裝置位于橫梁頂部，連續測量搭載平臺的空間三維姿態。

位移傳感器設置在橫梁兩端內部，與測量輪并行連接，測量兩根鋼軌之間的軌距變化量。

傾角傳感器設置在橫梁中段內部，測量搭載平臺當前的位置姿態。

編碼器通過一組耦合齒輪與走行輪連接，測量走行輪的轉動里程。