[发明专利]一种轨道平顺度连续检测装置及方法

说明书

本发明提供了一种轨道平顺度连续检测装置及方法，装置包括：水平激光发射仪、垂直激光发射仪、水平光电定位靶、垂直光电定位靶、水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶；水平移动光电测量靶和垂直移动光电测量靶在轨道检测区段内任意移动，分别用于连续测量轨道检测区段各位置处的水平偏差值和垂直偏差值。本发明提供的轨道平顺度连续检测装置，可以实现全测程的超差定位连续检测作业以及整修时的跟踪显示检测作业，此外，还可以实现高精度的定点检测作业。

技术领域

本发明涉及激光准直测量技术领域，具体涉及一种轨道平顺度连续检测装置及方法。

背景技术

铁路的轨道轨向和高低是轨道平顺性检查中的两个基本几何尺寸参数。轨向是指钢轨内侧轨距点沿轨道延长方向的横向凹凸不平顺，在直线上是否平直，在曲线上是否圆顺。如果轨道的轨向不平顺就会引起列车的左右摇晃和蛇行运动，并因此而加大车辆对轨道的横向冲击力。高低是指轨道顶面的纵向高低差，当轨道前后高低存在不平顺时，列车通过这些轨道时会出现颠簸和冲击。上述过程可以进一步加剧轨道的不平顺，加大列车对轨道的破坏力，由此还会加速轮轨的磨损和缩短轨枕的寿命。因此直接影响着列车高速运行时的安全性、平稳性和舒适度。

国外一般采用大型轨检车对线路轨道几何尺寸进行经常性的综合检测。而在国内，大型轨检车主要用于对轨道进行每季度性的测量和检查。轨检车一般采用的是惯性基准法测量系统，它是在运动的车体内，利用加速度传感器或陀螺建立一个惯性参考基准，通过对这两种惯性器件的测量值进行复杂的解析计算，实现对轨道几何参数的综合测量。它们运行速度高，检测指标全面，但是其结构十分复杂，制造成本高，而且体积庞大，因而并不用于日常的指导轨道施工作业和维护作业。

近年来在新建铁路和既有铁路的大修施工中，还在一些大型养路机械上，例如轨道捣固车上会配套有自动起拨道系统，由相应的惯性基准法或激光测量系统检测和确认被测线路的起拨道量，通过自动控制电路和计算机直接操纵捣固车进行机械化维修作业。

在我国铁路提速后，基层线路维护中全面执行检查、养护、维修生产管理系统，各工务段的维修工区是线路设备修理主体，他们需要按照上级检查部门提供的检测数据进行具体线路整治。在大量的线路维修作业中，维修工区首先需要确认计划维修地段，并且具体复核定位超差地点和超差值，然后进行规定量的拨道或起道维修，最后还要进行复查验收。

上述几道工作程序都离不开工作现场对轨道的轨向和高低的反复检测。目前采用的主要设备和方法有：

国内外开发的多种轨道检测小车。它们一般采用弦测法，采用精密位移传感器和倾角传感器，结合信号处理技术和单片机技术，以手推小车为载体，可对双侧轨道或单侧轨道的多项几何状态参数(包括轨距、水平、三角坑、轨向、高低等)同时进行检测。它主要用于常规的整段施工作业和维护作业，具有较高的检测精度和检测效率，为施工和维修作业提供检测数据。但是，其中对于轨向、高低的检测是利用lm弦逐步递推计算而得，由于轨道内侧表面和轨道顶面的平面可能存在的不平整性，每米8点检测的测量值和实际状态会存在不确定的偏差，检测精度受到一定的影响。同时，设备本身体积较大、结构复杂、造价较高，也不适于基层维修工区全面配置。

国内外较多采用的激光轨道平顺度检测仪。它是在被检测轨道地段上，将激光发射仪和定位靶相隔一定距离放置在轨道上方并按要求固定。使用始端的激光发射仪上的望远镜初步瞄准终端的定位靶，再经过微调激光发射仪的光束方向而使激光光斑中心位于定位靶靶面中心，由此在轨道上方空间建立起与轨道中心线平行的一条激光基准线。

但是，目前较普遍应用的激光平顺度检测仪是采用人工目测方法对照射到定位靶和测量靶的栅格面上的红色光斑进行刻度位置识读。在这里建立激光基准弦线时，由激光发射仪发出的红色光束(不同大小的光斑或同心光环)，经过人工粗调和精调后，需要凭目视判断其是否入射到定位靶上的网格靶刻度中心；在检测作业中每一检测点(一般是间隔5米或5根轨枕取一检测点)，还需要频繁地目视判断光斑中心对应测量靶上的网格靶的具体刻度值，然后求出位移值即偏差值，由此得出轨道上各测量点的轨向和高低不平顺度。