信號機與接觸網(wǎng)接近限界激光測距儀的原理及應(yīng)用

李壽嶺 佟德雙 馬占奎

北京鐵路局天津電務(wù)段 272017 天津

*工程師 **高級工程師 ***高級技師

信號機按高度分為高柱和矮柱 2種。在電氣化區(qū)段,由于接觸網(wǎng)是承載 17 k V大電流的特殊導(dǎo)線,所以要求設(shè)備距接觸網(wǎng)的距離大于 2 m,也就是高柱信號機的外邊緣與接觸網(wǎng)之間必須保證大于2 m的最小安全距離。而這個距離如何測試,就成為設(shè)計人員的一大難題。由此研制開發(fā)了信號機激光測距儀,不但完美地解決了高柱信號機與接觸網(wǎng)接近限界的測量問題,也解決了其他設(shè)備接觸限界的測量難題。

1 系統(tǒng)概述

信號機與接觸網(wǎng)激光測距儀是由山東藍(lán)光科技有限公司最新研制的智能型測距儀器,也是電氣化鐵路測量信號機與接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的專用儀器。該儀器采用紅光半導(dǎo)體激光器和相位脈沖技術(shù),可對信號機與接觸網(wǎng)的最外緣、距接觸網(wǎng)的最安全點和紅線等 30個幾何參數(shù)進(jìn)行快速測量。同時也為用戶提供了全數(shù)字測量、實時存儲、智能分析、網(wǎng)絡(luò)共享、部門間無縫合作的完美解決方案。該儀器具有如下特點。

1.實用性強。體積小、重量輕,便于技術(shù)人員野外操作,配備專業(yè)攝像頭,大屏幕液晶成像,瞄準(zhǔn)更方便。

2.安全性高。激光無接觸測量,避免接觸27k V高壓輸電線,保證測量人員人身安全。結(jié)構(gòu)簡單,上、下道速度快。

3.精確性好。采用激光測距,毫米級精度,不受天氣條件影響,不論白天、夜晚、刮風(fēng)、有霧天氣都可進(jìn)行測量。

4.全數(shù)字化。配備各種傳感器,測量參數(shù)全數(shù)字化。

5.信息化管理。配套專業(yè)應(yīng)用軟件,輕松建立網(wǎng)絡(luò),可在全段、全路局范圍內(nèi)數(shù)據(jù)共享,實現(xiàn)接觸網(wǎng)參數(shù)信息化管理。

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理 3部分構(gòu)成,在工區(qū)、電務(wù)段、鐵路局之間實現(xiàn)無縫鏈接,形成一個有機整體。數(shù)據(jù)采集是測距儀的重要部分,利用激光測距技術(shù)和多種傳感器融合技術(shù),測量設(shè)備最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離,以及設(shè)備各點距線路中心水平和垂直距離,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析和保存;數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)管理 2部分是利用基于 B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)分析軟件,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化分析和數(shù)據(jù)共享,搭建設(shè)備幾何參數(shù)數(shù)字化管理平臺。下面以測試高柱信號機與接觸網(wǎng)的距離為例,進(jìn)行簡要說明。

2 測量基本原理

信號機與接觸網(wǎng)接近限界激光測距儀的數(shù)據(jù)采集部分由主機和測量架 2部分組成。參數(shù)測量時,先根據(jù)放置標(biāo)準(zhǔn),將測量架卡在本線鋼軌上,主機卡在測量架固定座上,形成一個以鋼軌面和鋼軌中心為基準(zhǔn)的測量平臺。測量過程中,旋轉(zhuǎn)主機或前后移動測量架,通過液晶屏的視頻成像瞄準(zhǔn),使激光點打在信號機距離接觸網(wǎng)最近的外邊緣,按“本線”控制鍵,屏幕提示 “請測量信號機”,按下 “測量”鍵,即可測出信號機最外邊緣距離本線線路中心水平與垂直距離。然后主機屏幕提示“請測量接觸網(wǎng)”,旋轉(zhuǎn)主機瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)線,按下“測量”鍵,即可測出接觸網(wǎng)距離本線線路中心水平與垂直距離,再按下 “確認(rèn)”鍵,則可得出信號機最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離。

主機將根據(jù)鍵盤指令,調(diào)動激光測距模塊、光柵測角模塊和內(nèi)部各種傳感器,分別測量距離、角度、水平和位移數(shù)據(jù),經(jīng)計算得到的參數(shù)結(jié)果最終顯示在顯示屏上,同時存儲測量數(shù)據(jù)。信號機激光測距儀原理示意圖如圖1所示。

將測得的數(shù)據(jù)自動進(jìn)行分析,經(jīng)過相關(guān)公式計算得出實際距離。信號機激光測距儀不僅可以測量信號機最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離,同時還具有自由測量、限界測量以及信號機柱垂直度測量等功能,可以很方便地測出線路周圍任一目標(biāo)點相對于線路中心的水平和垂直距離,給工區(qū)工人日常巡護(hù)提供了極大方便。

圖 1 信號機激光測距儀原理示意圖

3 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理

激光測距儀配套了基于 B/S架構(gòu)及大型數(shù)據(jù)庫的計算機系統(tǒng)軟件,用于實現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的深度分析和網(wǎng)絡(luò)化管理,其最大的特點是實現(xiàn)了非接觸測量,不需要手工記錄測量數(shù)據(jù),而是自動存儲并具有一鍵式數(shù)據(jù)錄入功能。海量的數(shù)據(jù)都將被有序地保存于數(shù)據(jù)庫中,工作人員能以多種方式查詢、檢索、篩選和分析,甚至提供網(wǎng)絡(luò)權(quán)限用戶在線數(shù)據(jù)庫訪問功能,實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的權(quán)限管理,從而真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的信息化、數(shù)字化。

4 結(jié)束語

本文所構(gòu)建的智能化信號機與接觸網(wǎng)相關(guān)幾何參數(shù)檢測管理系統(tǒng),將為電氣化鐵路高柱信號機與接觸網(wǎng)安全距離測量、信號機限界測量、管理提供全面完善的解決方案。隨著電氣化鐵路的不斷發(fā)展,列車安全運行對電務(wù)部門的工作要求越來越高。該系統(tǒng)的實用價值將逐步顯現(xiàn)出來,并將給電氣化鐵路的發(fā)展帶來革命性的改變。

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