基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统的研发及试验研究

捣固车作业线路纵向水平测量采用传统钢丝绳弦线法，长周期使用存在钢弦磨损、断裂的风险，且钢弦抖动会影响测量精度及稳定性。针对这些问题，本文研发了一套基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统。该系统基于位敏探测器（Position Sensitive Detector,PSD）激光测量原理，采用E型激光发射器和接收器实现激光偏移量的测量。以DCL-32连续式捣固车为例，通过加速度传感器和激光传感器获取捣固车的振动特性，在振动实验室利用该系统进行现场工况模拟试验，并与现场试验数据进行对比。结果表明：该系统能够实现35 Hz振动频率跟随，可靠、稳定地采集线路纵向水平数据。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

铁路轨道参数的光电测量系统设计

随着我国铁路向高速重载的方向发展,列车对轨道的要求越来越高,目前我国铁路轨道参数测量采用的是弦线测量法。在对当前轨道参数测量系统的不足进行分析的基础上,构建一个基于嵌入式处理器的数字化系统,采用高亮度光源作为测量点,结合线阵CCD的成像特性,完成轨道测量系统的数字化处理,并通过网络完成与上位机的通讯。该光电测量系统实现了对轨道参数的高精度、高速率的实时测量,同时也对线路捣固未来的发展起着积极作用。     

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。     

铁道养护的高新技术产品——CD08-475型道岔捣固车

CD08-475型道岔捣固车是铁路道贫养护施工的专用大型养路机械，它采用了现代科技成果，包括电液伺服控制。自动检测、微机控制和激光准直等先进技术，是集机、电、液、气及计算机、激光控制于一体的高新技术产品，代表着当代道岔捣固车的先进水平。该机具有对道岔、正线养护的综合作业能力，可同时完成碎石道床捣固密实，自动修正轨道纵向、横向水平偏差和轨道方向偏差。     

高速轨道检查技术

在两转向架上安装检查装置的EAST-i轨检车,可在普通线路和新干线部分区段行驶,速度可达275km/h。在三个车轴位置检测钢轨位移,根据不等弦支距法的测量结果,利用数字滤波器处理,得到用于实际轨道维护的10m弦正矢位移。采用光学轨道位移传感器不需与钢轨侧面接触就能检测钢轨位置。在新干线区段,每0.25ms测量钢轨位移传感器的垂向极大和极小值。从检测器垂向位移和测量误差判断,按速度275km/h的速度检查其精度为±0.5mm。在新干线列车和普通线路的混合运营区段,其垂向位移满足4mm基准值。     

08-32型正线捣固车和08-475型道岔捣固车拨道系统几何原理分析

详细分析了08－32型正线捣固车和08－475型道岔捣固车三、四点法检测拨道的几何原理和实现方法，阐述了08－475型道岔捣固车拨道测量弦随动系统的补偿几何原理，并推导出了各参数之间的几何关系。为拨道系统的电气控制及电气调试提供了理论依据。     

捣固车激光位移传感器检测系统的研制

介绍捣固车上以微型计算机 80C196为核心的检测系统 ,利用容栅式数显卡尺和A D转换器 ,能对JZTA型激光准直系统中的传感器进行快速检测 ,提高了该传感器的检测水平 ,有助于提高其制造质量和D0 8 32、D0 9 32捣固车的国产化制造水平     

捣固车前端轨道偏差自动测量技术研究

提出了一种适用于临时维修作业捣固车的前端轨道偏差自动测量技术方案,测量系统采用惯性导航系统测量原理,结合智能化、集成化测控技术,搭载于捣固车上同步进出作业区间。利用测量系统在捣固车作业前后对施工区段进行轨道几何参数测量与数据处理,指导捣固车精细化作业的同时,保证捣固与测量同步,有效解决传统模式存在的人工上道频繁、效率低、劳动强度大等问题。选取试验线进行快速且多次测量,自动计算获取轨向、高低、轨距、超高、高程等轨道几何参数,且各参数重复性偏差均达到指标要求。     

基于红外激光位移传感器轨距在线测量的研究

激光三角法测量是三维曲面非接触测量的主要方法之一。基于激光位移传感器三角法测量提出了一种用于铁路轨道几何参数在线检测的新型激光位移传感器。该传感器采用红外脉冲半导体激光器和四象限光电探测器,不仅避免了外界杂散光的影响,而且响应频率高,同时避免外界温度的干扰。经过理论分析和现场试验,证明该传感器的有效性和实用性。     

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。     

基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺检测

针对中低速磁浮F轨轨道不平顺检测问题,提出基于机器视觉测量技术的中点弦测方法。由一组激光摄像式传感器检测轨道轮廓,进行图像处理、特征点提取以及世界坐标系转换后,计算得到轨道不平顺正矢值,通过"以小推大"、差值方法得到不同弦长的不平顺值,并为长沙磁浮快线研制了MTDS-1型车载非接触式中低速磁浮F轨轨道动态检测装置。选取株洲电力机车有限公司的磁浮交通系统中心试验线为试验地点,测试结果表明:在20 km/h和25 km/h的速度下测得的4 m弦和10 m弦轨道不平顺满足精度要求,验证了轨道不平顺检测数据的一致性,该检测方法能实现中低速磁浮轨道不平顺的准确测量,检测结果不受列车运行速度变化的影响。     

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。     

抄平起拨道捣固车传感器应用研究

抄平起拨道捣固车作为大型养路机械的一种,适用于铁路新线施工、运营线路维修等,能够对铁路轨道进行自动抄平、起拨道、道碴捣固作业,自动消除轨道的方向偏差、水平偏差及高低偏差等,使轨道线路达到设计标准和线路维修规则的要求。能够完成这些工作的大机传感器包括线位移和角位移传感器,这里从多种型号传感器的检测原理及功能方面介绍其适用车型、安装位置及用途,为相关专业人士的工作和学习提供一定的理论依据。     

JGJY激光长弦轨道检测仪

正JGJY激光长弦铁路轨道检测仪是中国铁道科学研究院铁道建筑研究所研制的具有自主知识产权的高精度轨道几何状态测量仪器。该检测仪采用二维激光远距离准直技术,可快速、准确检测轨道线路的各项几何参数。在有效测量范围内,同耐测量轨道的"高低"、"轨向"、"水平"、"轨距"、"扭曲"、"里程"等。"长弦"测量结果可立即转换成10 m弦或20 m弦的测量数表。     

铁道建筑研究所

<正>JGJY激光长弦轨道检查仪·激光长弦测量,一次测量距离可达200m·可直接检测出轨道的长波不平顺·测量结果可转化为10m、20m弦数据报表,直接指导轨道精调·测量准备时间短,测量速度快·测量精度高,重复性好·轨道的直线、曲线段均可测量GPZY钢轨平直度测量仪用于测量钢轨的短波不平顺及钢轨焊接接头的平直度,基准长度1000mm,可测量钢轨轨头的顶面及侧面。配有手持电脑,测量仪与手持电脑通过蓝牙传输数据,测量数据显示并存储在手持电脑中,通过手持电脑浏览、分析测量数据。