信号机与接触网接近限界激光测距仪的原理及应用

2010-07-30李寿岭佟德双马占奎

铁道通信信号 2010年4期

李寿岭佟德双马占奎

北京铁路局天津电务段 272017 天津

*工程师 **高级工程师 ***高级技师

信号机按高度分为高柱和矮柱 2种。在电气化区段,由于接触网是承载 17 k V大电流的特殊导线,所以要求设备距接触网的距离大于 2 m,也就是高柱信号机的外边缘与接触网之间必须保证大于2 m的最小安全距离。而这个距离如何测试,就成为设计人员的一大难题。由此研制开发了信号机激光测距仪,不但完美地解决了高柱信号机与接触网接近限界的测量问题,也解决了其他设备接触限界的测量难题。

1 系统概述

信号机与接触网激光测距仪是由山东蓝光科技有限公司最新研制的智能型测距仪器,也是电气化铁路测量信号机与接触网几何参数的专用仪器。该仪器采用红光半导体激光器和相位脉冲技术,可对信号机与接触网的最外缘、距接触网的最安全点和红线等 30个几何参数进行快速测量。同时也为用户提供了全数字测量、实时存储、智能分析、网络共享、部门间无缝合作的完美解决方案。该仪器具有如下特点。

1.实用性强。体积小、重量轻,便于技术人员野外操作,配备专业摄像头,大屏幕液晶成像,瞄准更方便。

2.安全性高。激光无接触测量,避免接触27k V高压输电线,保证测量人员人身安全。结构简单,上、下道速度快。

3.精确性好。采用激光测距,毫米级精度,不受天气条件影响,不论白天、夜晚、刮风、有雾天气都可进行测量。

4.全数字化。配备各种传感器,测量参数全数字化。

5.信息化管理。配套专业应用软件,轻松建立网络,可在全段、全路局范围内数据共享,实现接触网参数信息化管理。

该系统由数据采集、数据分析和数据网络管理 3部分构成,在工区、电务段、铁路局之间实现无缝链接,形成一个有机整体。数据采集是测距仪的重要部分,利用激光测距技术和多种传感器融合技术,测量设备最外边缘距接触网的直线距离,以及设备各点距线路中心水平和垂直距离,并对数据进行初步分析和保存;数据分析和网络管理 2部分是利用基于 B/S架构的网络化数据分析软件,实现数据的智能化分析和数据共享,搭建设备几何参数数字化管理平台。下面以测试高柱信号机与接触网的距离为例,进行简要说明。

2 测量基本原理

信号机与接触网接近限界激光测距仪的数据采集部分由主机和测量架 2部分组成。参数测量时,先根据放置标准,将测量架卡在本线钢轨上,主机卡在测量架固定座上,形成一个以钢轨面和钢轨中心为基准的测量平台。测量过程中,旋转主机或前后移动测量架,通过液晶屏的视频成像瞄准,使激光点打在信号机距离接触网最近的外边缘,按“本线”控制键,屏幕提示 “请测量信号机”,按下 “测量”键,即可测出信号机最外边缘距离本线线路中心水平与垂直距离。然后主机屏幕提示“请测量接触网”,旋转主机瞄准接触网线,按下“测量”键,即可测出接触网距离本线线路中心水平与垂直距离,再按下 “确认”键,则可得出信号机最外边缘距接触网的直线距离。

主机将根据键盘指令,调动激光测距模块、光栅测角模块和内部各种传感器,分别测量距离、角度、水平和位移数据,经计算得到的参数结果最终显示在显示屏上,同时存储测量数据。信号机激光测距仪原理示意图如图1所示。

将测得的数据自动进行分析,经过相关公式计算得出实际距离。信号机激光测距仪不仅可以测量信号机最外边缘距接触网的直线距离,同时还具有自由测量、限界测量以及信号机柱垂直度测量等功能,可以很方便地测出线路周围任一目标点相对于线路中心的水平和垂直距离,给工区工人日常巡护提供了极大方便。

图 1 信号机激光测距仪原理示意图

3 数据分析和数据网络管理

激光测距仪配套了基于 B/S架构及大型数据库的计算机系统软件,用于实现测量数据的深度分析和网络化管理,其最大的特点是实现了非接触测量,不需要手工记录测量数据,而是自动存储并具有一键式数据录入功能。海量的数据都将被有序地保存于数据库中,工作人员能以多种方式查询、检索、筛选和分析,甚至提供网络权限用户在线数据库访问功能,实现了网络数据共享和数据的权限管理,从而真正实现数据管理的信息化、数字化。