[发明专利]基于扫描激光的轨道平顺度检测系统及方法

说明书

本发明提供一种基于扫描激光的轨道平顺度检测系统及方法，该系统包括可旋转激光扫描装置、接收靶和数据处理设备；接收靶包括光电传感器和位置传感器；可旋转激光扫描装置用于发射光电信号，且光电信号以设定轴为中心进行旋转扫描形成扫描平面；在初始检测时，接收靶和/或可旋转激光扫描装置可移动，以确定平顺度检测的基准点；光电位置传感器用于接收扫描平面内的光电信号，并根据光电信号计算扫描平面在接收靶中的位置；数据处理设备用于根据扫描平面在接收靶中的位置和基准点，获取待测钢轨的平顺度检测结果。本发明实现高精度测量的同时，避免激光弦线法检测轨道平顺度时弦线建立困难、操作繁琐的问题，操作简单且检测精度、效率高。

技术领域

本发明涉及铁路轨道检测与维护技术领域，尤其涉及一种基于扫描激光的轨道平顺度检测系统及方法。

背景技术

在铁路实际运行中，如果车辆的性能与线路、通信管理方面都完备的情况下，轨道平顺状态就将成为制约车辆运行速度与运行稳定的重要因素。而要保持轨道平顺需要从以下几个方面考虑：首先，轨道的建设应保持高标准，线路、轨道施工等方面都应满足高质量的要求；其次，采用合格材料和标准工艺来保证轨道建设与使用的稳定性，保证寿命；最后，建立科学养护与维修机制，制订严格的轨道管理制度与标准，及时发现问题及时解决。前两个因素与设计施工直接关系，而第三点则涉及到管理与维护。由此可见，轨道平顺度检测与维护对于车辆运行稳定十分重要。

目前国内铁路轨道检测与分析采用层级管理模式，路局层级采用大型综合检测车对轨道进行季度性检查和复测，其运行速度高，检测指标全面，结构复杂，造价高，体积庞大。综合检测车集成多种检测车辆的优势，检测项目包括了轨距、轨向、水平、高低、曲率、扭曲三角坑、车体振动加速度、轴向振动加速度、磨耗、断面、轨道探伤等多个检测项目的测量与分析，并输出有价值的图表为维护工作提供准确的依据。

工务段和工区负责日常线路设备检测与线路维护。维修天窗主要适用于常规施工作业与维修，采用的轨道检测设备多为手推小车和便携式仪器。国内外使用成熟的轨道检测小车采用多种传感器与信号处理技术，对双侧轨道或单侧轨道多项几何状态参数进行检测，均为指导合理施工与精准维修作业提供了保障。

现有技术中通常采用如下几种方式进行轨道检测：1，弦测法，需要人工看道和修正测量误差，导致准确性差；2，基于惯性测量的平顺度测量手推车，仅能适用于动态测量，还需要靠人工拉线最终确定拨道量，因此存在适用范围受限和操作复杂的问题；3，基于激光准直弦测法的仪器，若采用人工读取，则存在数据误差大的问题；若采用机器识别读取，则存在建立激光准直弦线困难，难以准确获取平顺度检测结果、仅能实现单轨参数测量，适用范围小等问题。综上，现有的轨道平顺度检测方式，存在检测准确度低、操作复杂、灵活性差，适用范围小的问题。

发明内容

本发明提供一种基于扫描激光的轨道平顺度检测系统及方法，用以解决现有技术中检测准确度低、操作复杂、灵活性差，适用范围小的缺陷，实现便捷准确地检测轨道的平顺度，且可适用于双轨道检测场景。

本发明提供一种基于扫描激光的轨道平顺度检测系统，包括可旋转激光扫描装置、接收靶和数据处理设备；

其中，所述可旋转激光扫描装置，以平顺度检测方式对应的安装策略安装在轨道中的任一侧钢轨上，所述接收靶以所述安装策略安装在所述轨道中的待测钢轨上，所述接收靶和数据处理设备通信连接；

所述接收靶包括光电传感器和位置传感器，所述光电传感器和所述位置传感器均朝向所述可旋转激光扫描装置的发射端；

所述可旋转激光扫描装置用于发射光电信号，且所述光电信号以设定轴为中心进行旋转扫描形成扫描平面；

在初始检测时，所述接收靶和/或可旋转激光扫描装置在外力的作用下移动，以使所述接收靶在预设区域内，接收到所述可旋转激光扫描装置发射的光电信号的情况下，将所述扫描平面在所述接收靶中的位置作为平顺度检测的基准点；