[发明专利]铁路轨道外轨超高测量系统及方法

说明书

本发明提出了一种新型的铁路轨道外轨超高检测系统及方法，能够悬挂于普通客运或货运列车车体外对外轨超高进行全天候实时监控测量。所述系统能够方便的挂载于普通车厢外部，实现了低成本、高精度的自动化实时监控测量，并能将测量数据保存和导出为铁路管护工作者在轨道超高管护决策时提供可靠的数据依据；且系统采用模块化设计，便于设备的升级和维护，应用前景广阔；系统使用安全高效，无需提前封闭待测量的铁路运营线路，可方便的挂载在普通铁路客运或货运车辆进行实时测量和测量数据的存储；一套系统可测量多条铁路线路，提高系统利用率，降低了检测设备购置费。

技术领域

本发明涉及一种铁路轨道外轨超高测量系统及方法。

背景技术

铁路轨道超高是指曲线上外轨顶面应高于内轨顶面，形成一定超高度，以使车体重力的向心分力得以抵消其曲线运行时的离心力，保障铁路机车安全平稳的运行。

多年来，我国高等级铁路系统正在飞速发展与完善，但在铁路轨道外轨超高检测方面依然存在不足，传统的铁路检测存在以下问题：依靠技术业务熟练的工作人员进行人工检测，有效检测时间受限于自然光照和天气状况，不能实现全天候检测且检测工作人员的工作量十分繁重；检测时需要封闭铁路线路，造成了一定程度上的铁路运力浪费，并且容易对检车人员及检测现场造成安全隐患；传统铁道外轨超高测量主要依靠测量尺这一设备，测量效率低且无法实时获得铁路数据；而且现阶段的铁道管护部门仍大量通过人工整理纸质或者电子文档的模式进行测量数据整理和存储，虽然其空间信息获取可以通过记录铁道里程桩号和GPS定位仪辅助获取，但最终仍需以人工的形式整理归档，由于数据测量地点的分布区域广、变化快等特点使得传统的人工测量和记录方式效率低、周期长、错误率高，以至于无法科学、及时的对铁道外轨超高进行测量。虽然国外的一些检测设备的部分功能可以满足外轨超高检测的需要，但设备昂贵，后续服务费用高，技术支持严重滞后，影响工作效率，因此，开发具有自主知识产权且价格合理的国产外轨超高检测设备势在必行。

发明内容

本发明提出了一种新型的外轨超高测量系统及方法，主要应用于对铁轨超高的测量。

本发明采用以下技术方案：包括中央控制模块及分别与其相连接的空间定位模块、坡角测量模块、轨距测量模块；所述空间定位模块包括一个增量型光电编码器与一台GPS定位器组成；所述坡角测量模块包括两个加速度计、两台激光测距机及一个捷联式惯性导航系统；所述轨距测量模块包括一台黑白面阵相机及一台红外线性激光器；所述中央控制模块包括一部便携式数据处理器、无线局域网交换机及一台同步控制器组成。

在本发明一实施例中，还包括一扩展模块；所述扩展模块；所述扩展模块包括用于上传、下载和存储铁路各里程对应的铁路轨道外轨超高测量数据的服务器。

在本发明一实施例中，两台测距机垂直安装在一根铝合金型材上。

在本发明一实施例中，黑白面阵相机相对钢轨所在水平面的安装夹角为α，α90°；红外线性激光器相对钢轨所在水平面的安装夹角为β，β90°。

在本发明一实施例中，所述GPS定位器安装在车体顶部无遮挡处；增量型光电编码器与车轮同轴固定连接；增量型光电编码器随车轮每转动一周都会输出固定数目和周期长度的方波脉冲。