[发明专利]一种用于铁路隧道全断面综合检测的轨道车及检测方法

权利要求书

1.一种用于铁路隧道全断面综合检测的轨道车，其特征在于，包括轨道车底板(1)、设置在轨道车底板(1)前端的驾驶室(2)和设置在轨道车底板(1)尾端的车厢(3)，

其中，所述驾驶室(2)顶端的一侧设置有一GPS接收机(12)，该GPS接收机(12)与轨道车底板(1)上的GPS主机(11)相连，获取轨道车的定位信息；

所述轨道车底板(1)上靠近驾驶室(2)的最前端设置有门拱框架(4)，门拱框架(4)上均匀设置有若干个线阵相机(5)，所述线阵相机(5)的镜头均朝向外侧以拍摄隧道两侧和顶端的图片，

所述门拱框架(4)远离驾驶室(2)的一侧设置有天线支架(7)，所述天线支架(7)上固定有若干组空气耦合式屏蔽天线(8)，在所述轨道车底板(1)下方与车底板上方的天线所处的同一竖直平面内还设置有若干组空气耦合式屏蔽天线(8)，检测隧道衬砌内部状态和隧底病害，

所述GPS主机(11)设置在所述天线支架(7)后方，两个探地雷达(10)分别设置在GPS主机(11)的两侧，在探地雷达(10)后侧的轨道车底板(1)上设置有一红外热成像仪支架(14)，在该支架上左右侧和上侧分别设置有一红外热成像仪(15)采集隧道衬砌的红外温度场；

所述车厢(3)上方顶板的尾部还设置有一激光扫描仪(17)用于扫描隧道衬砌轮廓信息，该车厢(3)内部设置有一工控计算机(18)用于采集数据和发出控制信号。

2.如权利要求1所述的轨道车，其特征在于，所述门拱框架(4)为三个并排设置，若干个所述线阵相机(5)均匀设置在处于中间的门拱框架(4)上，两侧的门拱框架(4)在每个线阵相机(5)两侧的对应位置上均设置有光源(6)为线阵相机(5)提供光源。

3.如权利要求1或2所述的轨道车，其特征在于，所述空气耦合式屏蔽天线(8)通过天线支撑轴(9)固定在天线支架(7)上，通过该天线支撑轴(9)调节空气耦合式屏蔽天线(8)的发射方向和位置。

4.如权利要求1所述的轨道车，其特征在于，所述探地雷达(10)中的一台连接轨道车底板(1)上部的空气耦合式屏蔽天线(8)，另一台连接所述轨道车底板(1)下部的空气耦合式屏蔽天线(8)。

5.如权利要求1所述的轨道车，其特征在于，在所述驾驶室(2)顶板一侧和车厢(3)尾部的顶端还各设置有一激光测距仪(16)用于检测拱顶信号。

6.如权利要求1所述的轨道车，其特征在于，该GPS主机(11)的后侧还设置有一惯性单元(13)，车厢(3)内部还设置有一供电系统(19)提供电源。

7.一种铁路隧道全断面的综合检测方法，其特征在于，采用如权利要求1-6中任一项所述的轨道车在隧道内进行检测，具体包括以下步骤：

S1.根据被检测隧道的断面形状，调节轨道车天线支架(7)上的空气耦合式屏蔽天线(8)的位置，使空气耦合式屏蔽天线(8)发射方向分别指向隧道的拱顶、两侧拱腰及边墙的测线；

S2.将轨道车上的工控计算机(18)与线阵相机(5)、探地雷达(10)、GPS接收机(12)、惯性单元(13)、激光扫描仪(17)、红外热成像仪(15)、激光测距仪(16)连接；

S3.开动轨道车在被检测隧道内运行，将驾驶室(2)顶端和车厢(3)顶端的激光测距仪(16)检测到的隧道洞口拱顶信号分别作为检测起始点和结束点，轨道车上的线阵相机(5)、探地雷达(10)、激光扫描仪(17)、红外热成像仪(15)在被检测隧道内持续采集被检测隧道的断面数据，并进行存储和初步处理；

S4.待被检测隧道的断面数据采集完成后，对步骤S3中各个检测设备所采集到的断面数据进行针对性处理和隧道病害分析处理。

8.如权利要求7所述的轨道车，其特征在于，在步骤S2中将GPS接收机(12)和惯性单元(13)所接收到的信息建立位置时间坐标系，并根据该位置时间坐标系，对步骤S3中检测到的被检测隧道的断面数据进行相应的位置时间双参数标定。

9.如权利要求7或8所述的轨道车，其特征在于，在步骤S3中，当轨道车平台在隧道内部发生停车时，根据惯性单元(13)的检测信号控制所有检测设备停止检测。

10.如权利要求7所述的轨道车，其特征在于，在步骤S4后还包括步骤S5，对步骤S4中分析处理后的隧道病害信息进行人工对比校正和确认，其中，对于处理数据结果出现差异部分进行人工纠正，对于隧道复杂断面全部人工进行处理。