[发明专利]一种激光雷达接触网施工同步检测装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种施工同步检测装置与方法，尤其是一种激光雷达接触网施工同步检测装置与方法。

背景技术

在接触网系统中，通常利用接触网的几何参数和动力学参数两类参数来评估接触悬挂在电气化铁道的受流质量。一般把接触线高度、拉出值、线岔位置、支柱位置、侧面界限、双支高度差等划分为几何参数；把硬点、接触压力、离线率等划分为动力学参数。通常检测几何参数为重中之重，同时也会对一些辅助参数：如定位信号、环境温度、补偿等进行检测。

目前，国内铁道接触网的状态检测基本是在全线施工完成后，集中使用接触网专用检测车对接触网进行冷滑、热滑及动态检测，通过检测车检测发现竣工后接触网施工存在的问题。

在既有接触网改造施工中，主要通过激光测量仪等测量设备对改造后的接触网状态及各部位参数进行静态测量，并通过分析测量数据，判断改造后接触网的状态是否满足列车运行条件。

但是上述方法都是施工后对接触网进行检测，无法实现施工和检测的同步，容易导致施工质量不合格的二次改造。

发明内容

为解决接触网施工同步检测的技术问题，本发明提出一种激光雷达接触网施工同步检测装置及方法。

一种激光雷达接触网施工同步检测装置，同步检测接触网拉出值、导线高度以及受电弓动态包络线，对调整完成后的接触网状态进行同步检测，其特征在于：包括信号检测系统、信号隔离与传输系统、数据采集系统、接口系统、数据处理系统、数据记录与显示系统以及终端设备；

其中，信号检测系统，包括传感器或测量仪等测量装置，用来测量接触网的相关参数的原始数据；

信号隔离与传输系统，主要用于隔离线路上的高低压端电气设备引起的电磁干扰以及信号的传输，一般由屏蔽仪、电光转换装置和光电转换装置组成；

数据采集系统，主要用来接收传感器或测量仪等测量装置采集的原始数据，形成预设格式的数据；

接口系统，由多种线缆、接口、转换装置组成，可以实现终端设备和外围设备的连接，用于检测系统中各硬件设备之间的数据传输，从而完成系统间的信息交互；数据处理系统，用于将通过接口系统传送来的数据进行过滤筛选储存和处理；数据记录与显示系统，用于将处理后的数据在终端设备上显示。

所述接触网施工同步检测装置所检测的具体参数包括几何参数以及辅助参数，其中几何参数具体包括：导线高度、拉出值、导高坡度、定位器坡度、支柱限界、轨道超高、双支接触线的高度差、线岔处始触点位置，辅助参数包括：定位信号、环境温度、补偿、速度等，通过激光雷达扫描仪对上述参数进行无接触式检测。进一步，数据处理系统还包括接触线拉出值测量模块，计算方法如下公式所示：

Z＝L cosθ+X_c

其中：Z－拉出值；L－激光雷达中心与被测接触线的距离；θ－激光雷达和目标点之间的连线与扫描线的夹角；X_c－水平方向的振动补偿。

进一步，数据处理系统还包括导线高度测量模块，计算方法如下公式所示：

H＝hv+L sinθ+Y_c

其中：L－激光雷达中心与被测接触线的距离；θ－激光雷达和目标点之间的连线与扫描线的夹角；hv－车顶高度；Y_c－水平与垂直方向的振动补偿。

进一步，数据处理系统还包括侧面限界测量模块和线岔始触点高度差测量模块；所述侧面限界测量模块，用激光雷达扫描时能够扫描到支柱的内侧区域，并且扫描出来的轮廓内缘为近似垂线的距离即为支柱到激光雷达中心的距离，再求出激光雷达与轨面中心线的距离就可以得出侧面限界的值；所述线岔始触点高度差测量模块，用于计算两根均位于受电弓上方的接触线的高度差。

一种利用激光雷达接触网施工同步检测装置实现的激光雷达接触网施工同步检测方法，包括以下步骤：

步骤S11：在开始数据通信前，由上位机向检测装置发送检测信号，如果收到的返回值表示设备正常，则执行步骤S12，如果收到的返回值表示设备不正常，则执行步骤S13；

步骤S12：激光雷达检测装置开始循环检测，并将检测数据发送给上位机实时显示在显示装置上，包括角度、距离和坐标数据；

步骤S13：返回检测设备异常。

在所述步骤S12中，通过激光雷达检测装置进行扫描后，能够实现对接触网轮廓的扫描，并通过显示装置显示所述接触网轮廓；同时，利用激光雷达的扫描功能，将扫描到的接触线的数据进行简单的计算就能够实现对接触线的导高、拉出值的快速准确检测。