高精度线路测量车测量系统及其应用

由于传统的捣固车采用20 m钢弦指导线路维修作业,对于线路长波不平顺的整治效果不很明显。采用激光准直技术的高精度测量车用于测量和计算铁路线路相对于绝对点的起道量、拨道量、以及轨距、超高、里程等数据,能够满足线路新建、大修和维修时捣固作业需要,也能够直接输入配备有ALC的捣固车,作为捣固车的部分控制参数完成捣固车起道、拨道作业。本文介绍了高精度线路测量车测量系统的测量原理和组成元件,并总结了现场使用情况,可为产品研发和现场应用提供参考。     

大型养路机械轨道纵向水平光电测量技术研究

捣固车利用弦测法测量轨道纵向水平时，由于采用钢丝绳弦线而具有一定的局限性，针对这一问题，提出了一种用激光弦替代钢丝绳弦线的光电测量系统。该系统采用单弦法检测轨道纵向水平，在后司机室位置放置激光发射器，在前司机室门口及后司机室前方4 500 mm位置放置光电探测器。该系统包括数据采集、数据处理、图像分析与处理、多传感器数据融合四部分，通过对采集到的数据进行处理，准确定位激光图像光条中心的位置，并对接收到的传感器测量值进行滤波处理，使数据变得平滑，噪声得以有效去除。现场试验结果表明，该光电测量系统与捣固车原有测量系统测量数据的时间响应基本一致，且测量差值最大不超过0.5 mm，能够满足实际测量的需求。     

捣固车曲线激光准直系统的研制

为解决线路长波不平顺问题,研制了能够引导捣固车实现自动起道、拨道功能的长基准测量系统——曲线激光准直系统。该系统利用激光方向性好、测距长、亮度高、能量集中的优点,集激光、机械、电子、液压、控制等技术于一体。现场试验表明,该系统能有效检测线路长波不平顺,尤其是可对曲线进行测量并引导捣固车起拨道作业,满足捣固作业精度要求。     

提高既有捣固车作业精度的研究

既有的D08-32型自动抄平起拨道捣固车和D09-32型连续式捣固车的作业精度不能满足客运专线对轨道几何精度的要求。通过研制适合高速线路需要的、具备“长弦测量”特点和“起拨道自动跟踪”功能的“二维激光准直系统”,增加了捣固车的作业功能,其激光跟踪装置提供的准确“前端起道量及拨道量偏差输入值”,较好地消除了捣固车作业的“残余误差”。采用光电测量替代机械式测量方法,能够避免测量系统元件在捣固作业时受机械振动的影响。通过实验室的试验、实尺模拟测试和捣固车试装车试验的对比测试结果证明,光电测量系统的工作原理可行,其数据采集系统与捣固车控制系统的兼容性好,输出的数据可以满足捣固车的作业需要。     

基于三点激光准直原理的轨道几何参数测量技术

针对既有激光准直系统存在激光弦抖动现象和人工测量无法直接检测轨道中长波平顺性的问题,为进一步提高轨道几何参数测量精度,结合捣固车现场实际作业模式,提出发射车+接收车+接收车的“一发两收”模式,开展基于三点激光准直原理的轨道测量技术研究。通过激光弦、轨距、超高、里程计等多传感器数据融合,测量轨道内部几何参数;构建三点式激光准直矢距测量模型,解决了激光弦抖动漂移误差问题;采用接收车跟随自走行技术,提高了测量效率。现场试验结果表明：使用三点弦技术方案测量得到的轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道内部几何参数满足现场使用的误差要求,可为数字化、智能化捣固提供数据支撑。     

两维激光跟踪系统在捣固车中的应用

随着列车运行速度的不断提高,对线路提出了更高的平顺性要求.国内的有砟线路维修靠捣固车起拨道作业完成,而捣固车的检测弦线基准长度较短,不能较好的解决线路长波不平顺的要求.利用激光准直技术开发的两维激光跟踪系统,延长了检测基准弦的长度.将该系统安装于08-32型捣固车上,进行激光准直的起拨道作业,经现场试验表明,该系统能够较好的解决线路长波不平顺的问题,从而为提高捣固车的作业精度提供了一种可靠的技术手段.     

D08-32捣固车激光电机控制器设计与实现

D08-32捣固车网络控制系统中,激光准直系统用于提高捣固车直线作业精度,激光电机控制是关键技术。为进一步提高激光准直系统作业精度,以及提高作业效率,设计了一款基于DSP的激光电机控制器,以实现激光电机PID超调控制及过流保护功能,详细介绍了激光电机控制器总体及软件、硬件设计。试验与应用表明:该控制器功能完善、性能良好,大大降低了现场应用故障率,整体上提高了激光准直系统的稳定性和可靠性。     

捣固车超高测量系统的研制

捣固车超高测量系统采用高精度倾角传感器对线路几何参数的变化进行精确测量,并对传感器采集到的数据进行数据滤波及数值转换。可利用处理后的数据对所检测的轨道进行直线段超高分析、曲线段超高分析和不确定度分析,通过检测到的水平数值结合里程数据,可实现三角坑病害分析。该系统通过数据显示技术将所测量数据实时显示,显示系统采用高亮度显示屏,显示亮度可根据作业环境自动调节。     

提高D08-32型捣固车测量作业精度的研究

捣固车测量作业精度对保证大机的作业质量至关重要，通过分析D08．32型捣固车的测量技术，总结出影响作业精度的因素，采用非返回式激光测量装置、提高部件的加工组装和调试精度，在捣固车上应用后经实际作业测试，作业精度有一定提高。     

AGC基于线路位置偏移的精确作业方法

分析了捣固车弦测法拨道测量原理及残留误差,在自主开发轨道几何参数自动引导计算机AGC时,引入轨道绝对位置偏移量数据接口,实现精确拨道作业。通过现场作业试验,将作业前精确测量的轨道偏移数据输入AGC,捣固车能够消除绝对位置误差,作业后线路绝对位置能够满足《高速铁路工程测量规范》要求。     

提高D08-32型捣固车系统精度的措施

铁路大型养路机械D08-32捣固车现有精度测量系统的不足,不能满足线路维修精度的要求,对影响系统精度的原因进行分析,提出了改进措施,使D08-32捣固车的作业精度有较大提高,方便现场校正电气零点和机械零点.     

捣固车自动起拨道作业方法探讨

重点介绍了国内首次使用的JZT-C两维激光准直系统,并根据两维激光准直系统在08-475捣固车上的安装和现场使用实践,探讨了该系统在捣固作业时的正确使用方法.现场使用表明,正确使用该系统,可以提高捣固车作业精度,特别是对消除长波不平顺,提高作业效率,达到提速线路高平顺性的要求,是一种非常有效的作业方法.     

一种新的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统

针对地铁车辆轮对尺寸人工测量存在的工作量大且精度低等问题，介绍一种新的基于激光位移法的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统。文章描述系统结构组成，给出系统的硬件选型设计和软件模块设计，阐述采用激光位移传感器实现轮缘高、轮缘厚和轮径参数测量的原理。为了验证系统的可用性，进行了现场轮对试验与过车试验，并将测量结果与人工测量进行对比分析，结果表明，该检测系统具有测量准确、一致性好等优点，能够取代现有的人工测量，满足地铁轮对尺寸测量的要求。     

铁道科学研究院2003年成果简介(续一)

8 D09-32型连续式捣固车研制.1309—32型捣固车采用了先进的ALC自动导航前端计算机控制系统，替代1308—32型捣固车上落后的老式GVA几何形状自动调节计算机系统；在起、拔道控制系统中增加了补偿控制电路，并把后摆补偿引进到起道系统中来；同时在电气控制系统中还采用了高精度传感器等措施来提高作业精度，使D09—32型捣固车不仅作业效率高于1308—32型捣固车，而且作业精度也优于1308—32型捣固车。此外，1309—32型捣固车还增加了捣固装置自动定位电气控制系统和捣固夹持压力电气控制系统，实现了捣固装置自动踩镐作业功能和捣固夹持压力可调功能，进一步提高枕木等间距规范线路的作业效率和作业质量。     

神朔铁路线路捣固作业决策方法

基于轨道不平顺指标与线路捣固作业维修质量的相关性分析结果,设计神朔铁路线路捣固作业决策方法。为说明该决策方法的有效性,利用神朔铁路河西运输段2014年9月—2016年12月共计31次的轨检车检测数据以及该时段内相应的捣固作业维修数据进行实例研究,并与神朔铁路传统的捣固作业决策方法进行对比。结果表明:基于该决策方法的捣固作业策略对神朔铁路捣固作业量和捣固成本的降低效果显著,能改进神朔铁路线路捣固作业计划的编制方法。     

DCL2-32连续式捣固车二维激光准直系统的研究与设计

DCL2-32连续式捣固车在传统捣固车基础上运用激光准直技术,利用激光远距离传播良好的特性,对轨道横向及垂向长波不平顺进行检测并治理.基于计算机视觉技术的捣固车二维激光准直系统,采用面阵CCD摄像机作为传感器,实时跟踪并计算激光图像在接收屏中的位置,通过摄像机标定技术,运用摄像机非线性模型,计算图像畸变;同时对激光远距离传输后大气湍流对激光的干扰进行分析,分别在捣固车静止和捣固两种工作模式下统计检测数据,统计结果表明激光波动呈高斯分布,采用高斯滤波器对激光图像数据进行滤波,能够有效减小大气湍流对检测参数造成的影响.     

基于大型捣固车作业兑现率的精捣方案优化方法

为解决大型捣固车捣固方案计划作业量与实际作业量存在偏差的问题，建立精测精捣试验段，对捣固作业前后线路高程、平面进行绝对测量，采用残差分析方法剔除异常数据，建立捣固方案计划作业量与实际作业量的回归分析模型，提出了大型捣固车作业兑现率指标；针对不同捣固车型及捣稳模式的捣固方案，计算其兑现率及相应的大机修正参数，采用频域分析等方法对比了各捣固方案对线路绝对高程的改善效果。结果表明：捣固方案计划作业量与实际作业量强相关；DCL-32/单捣+单捣+稳定、DCL-32/单捣+稳定+单捣、DC-32/单遍双捣+稳定三种模式的现场作业兑现率较高，其中DCL-32/单捣+稳定+单捣模式对轨道高程偏差的改善效果最好。     

DC-32型捣固车作业脱线解决方案

分析DC-32型捣固车脱线原因,确定避免捣固车在作业过程中脱线的线路水平误差控制值。在此基础上,研制线路水平自动检测报警系统,实时监测捣固车作业过程中前、中、后摆处线路水平误差,在线路水平误差超过设定控制值时进行声光报警,提示脱线安全隐患并监控捣固作业质量。     

DC-32型捣固车加装二维激光准直系统设计

介绍了DC-32型捣固车激光准直系统的工作原理,分析激光准直系统在DC-32型捣固车上的使用情况,对现有的一维激光准直系统进行了改进设计,阐述了改进设计方案及软硬件设计,并通过现场试验验证了二维激光准直功能达到设计要求,提高了捣固车作业效率。     

关于确保捣固车安全作业的革新措施

简要介绍了捣固车的工作装置及其捣固装置的工作原理，主要论述了影响捣固车线路安全施工作业的因素之一，捣固装置中深度传感器的故障原因和现象，并提出一种解决方法，以保障线路作业安全和行车安全。