一种轨道线路线形测量方法及测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种轨道线路线形测量方法及测量系统，轨道线路线形测量方法包括以下步骤，首先通过惯性导航系统获取转向架构架的偏移角度，根据所述偏移角度获得转向架构架每采样点在预定方向上的位移，计算转向架构架每采样点相对于轨道的位移，进而获得钢轨的几何不平顺状态变化。本方案利用惯性导航技术数字和数字激光传感技术，提供了一种高精度的、能够实现实时动态检测的非接触式的轨道线路线形识别方法。惯性导航技术获取车辆运行姿态，数字激光传感技术获取钢轨廓形并生成三维图像，通过空间坐标变化关系分析轨道几何不平顺状态变化，实现轨道线路线形识别的目的，快速掌握全线路的钢轨状态。握全线路的钢轨状态。握全线路的钢轨状态。

【技术实现步骤摘要】
一种轨道线路线形测量方法及测量系统


[0001]本专利技术涉及轨道检测
，具体为一种轨道线路线形测量方法及测量系统。

技术介绍

[0002]随着我国轨道交通行业的飞速发展，铁路运力和使用频率不断增加，再加上自然环境的影响，路基变形，轨道几何尺寸改变，严重影响着列车运行品质及行车安全。因此，定期对钢轨进行轮廓检测以及维护是非常必要的。轨道线路线形识别是轨道几何状态的检测及分析计算的基础和前提，对指导轨道的养护维修及列车运行安全具有重要意义。
[0003]传统的轨道线路检测方法为静态检测法，采用人工测量或者专用的轻型检测小车测量方式，检测误差大、效率低。动态检测方式是线路检测技术的发展方向，亟需一种高精度的轨道线路动态测量方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种轨道线路线形测量方法及测量系统，能够实现对轨道线路的线形识别，快速掌握全线路的钢轨状态。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种轨道线路线形测量方法，包括以下步骤:
[0006]获取转向架构架的偏移角度；
[0007]根据所述偏移角度获得转向架构架每采样点在预定方向上的位移；
[0008]计算转向架构架每采样点相对于轨道的位移；
[0009]获得钢轨的几何不平顺状态变化。
[0010]作为优选方案，轨道线路线形测量方法用于轨道的轨向线形识别，包括以下步骤：
[0011]步骤一，通过惯性导航系统获取转向架构架的摇头角度γ，摇头角度γ为沿z轴的转角；
[0012]步骤二，根据所述摇头角度γ获得转向架构架每采样点的绝对横移距离为：
[0013]Δy
b
＝sinγ
·
(dx+y
x
)；
[0014]式中，y
x
为惯性导航系统测量点距构架中心的纵向距离，dx为每采样点列车运行的速度；
[0015]步骤三，获取转向架构架每采样点相对于轨道位移Δy0：
[0016][0017]式中，y1，y2分别表示数字激光传感器每采样点对左右钢轨的位移；
[0018]步骤四，获得轨向不平顺数据Δy为：
[0019]Δy＝∫(Δy
b
‑
Δy0)dt；
[0020]dt为时间的微分。
[0021]作为优选方案，轨道线路线形测量方法用于轨道的高低线形识别，包括以下步骤：
[0022]步骤一，通过惯性导航系统获取转向架构架的俯仰角度β，俯仰角度β即轨检梁沿y轴的旋转角；
[0023]步骤二，根据所述俯仰角度β获得转向架构架的垂向位移Δz
b
为：
[0024]Δz
b
＝sinβ
·
(x
b
+dx)；
[0025]式中，x
b
为构架中心至构架端部的纵向距离，dx为每采样点列车运行的速度；
[0026]步骤三，获取转向架构架相对于轨道的垂向位移Δz
l
为：
[0027]Δz
l
＝z
l
‑
z0；
[0028]式中，z0为构架端部至轨距测量点静态垂向距离，z
l
为构架端部至轨距测量点垂向实测距离；
[0029]步骤四，获得轨道高低不平顺数据Δz为：
[0030]Δz＝∫(Δz
b
‑
Δz
l
)dt；
[0031]dt为时间的微分。
[0032]作为优选方案，所述惯性导航系统与转向架构架端面齐平，且设置于转向架构架左右侧梁的中心。
[0033]作为优选方案，对钢轨廓形进行检测，获取钢轨单一断面廓形，进行三维空间坐标反演，形成连续性钢轨三维廓形。
[0034]作为优选方案，使用数字激光传感器对钢轨的廓形进行检测。
[0035]本专利技术还提供一种轨道线路线形测量系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有处理器可执行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述任一方案所述的轨道线路线形测量方法。
[0036]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本方案利用惯性导航技术数字和数字激光传感技术，提供了一种高精度的、能够实时动态检测的非接触式的轨道线路线形识别方法。惯性导航技术获取车辆运行姿态，数字激光传感技术获取钢轨廓形并生成三维图像，通过空间坐标变化关系分析轨道几何不平顺状态变化，实现轨道线路线形识别的目的，快速掌握全线路的钢轨状态。本专利技术所提供测量方法具备智能化程度高，检测精度高、效率高等技术优势。
附图说明
[0037]图1为本专利技术中轨道线路测量装置的的结构示意图；
[0038]图2为本专利技术中构架的示意图；
[0039]图3为钢轨线形状态示意图；
[0040]图4为本专利技术实施例一中轨向不平顺的检测结果示意图；
[0041]图5为本专利技术实施例二中高低不平顺的检测结果示意图；
[0042]图6为本专利技术中轨道线路线形测量系统的示意图。
[0043]图中：1、轨检梁；2、连接座；3、数字激光传感器；4、惯性导航系统；5、数采设备；6、钢轨；7、测量系统；71、存储器；72、处理器。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0046]本专利技术公开了一种基于轨道线路测量装置的轨道线路线形测量方法，能够实现实时动态的对轨道线路线形进行高精度的识别，快速掌握全线路的钢轨状态。参见图1和图2，轨道线路测量装置包括轨检梁1、以及通过轨检梁1连接的数字激光传感器3、惯性导航系统4和数采设备5。具体的，通过轨检梁1的两端连接有转向架，轨检梁1的梁体和钢轨6对应的两端分别通过连接座2连接有数字激光传感器3，考虑数字激光传感器3的测量范围以及精度要求，数字激光传感器3与轨道平面的夹角θ设置为45～60
°
，激光发射点与钢轨6轨距测量点间距L1为300～400mm，测量线宽L2在195～260mm，数字激光传感器3用于对钢轨6廓形进行检测，并分析轨道的内侧距。惯性导航系统4的安装位置与转向架构架端面齐平本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道线路线形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：获取转向架构架的偏移角度；根据所述偏移角度获得转向架构架每采样点在预定方向上的位移；计算转向架构架每采样点相对于轨道的位移；获得钢轨的几何不平顺状态变化。2.根据权利要求1所述的轨道线路线形测量方法，其特征在于，用于轨道的轨向线形识别。3.根据权利要求2所述的轨道线路线形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，获取转向架构架的摇头角度γ；步骤二，根据所述摇头角度γ获得转向架构架每采样点的绝对横移距离Δy
b
为：Δy
b
＝sinγ
·
(dx+y
x
)；式中，y
x
为测量设备的测量点距所述构架中心的纵向距离，dx为每采样点列车运行的速度；步骤三，获取每采样点构架相对于轨道位移Δy0为：式中，y1，y2分别表示每采样点对左右钢轨的位移；步骤四，获得轨向不平顺数据Δy为：Δy＝∫(Δy
b
‑
Δy0)dt；式中，dt为时间的微分。4.根据权利要求1所述的轨道线路线形测量方法，其特征在于，用于轨道的高低线形识别。5.根据权利要求4所述的轨道线路线形测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，获取转向架构架的俯仰角度β；步骤二，根据所述俯仰角度β获得转向架构架的垂向位移Δz
b
为：Δz
b
＝sinβ
·
...

【专利技术属性】
技术研发人员：干锋，罗光兵，李涛，沙承玉，
申请(专利权)人：成都华瑞智创轨道交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：