便携式激光测量技术在铁路装煤线车体外涨测量中的应用分析

刘文杰

（国能包神铁路有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯 017000）

0 引言

车体外涨，即车辆在装载过程中由于装载物料不均匀分布或超载，导致车体尺寸超过标准限制，从而影响铁路运输的安全性和效率。由于煤炭的装载量大且堆积不易均匀，因此该问题在装载煤炭的铁路运输中尤为突出。在传统的作业方式中，通常使用人工视觉检查或采用简单的测量工具，检测车体外涨问题，这些方法不仅效率低下，而且很难保证测量准确性。此外，人工作业还存在安全隐患，特别是在恶劣的天气条件下或夜间作业时，作业人员的安全难以得到保障。因此，研究并开发一种高效、准确、安全的车体外涨测量技术变得愈发重要。便携式激光测量技术的出现，为解决该问题提供了新的可能，其利用先进的激光测距原理，可以快速、准确地测量车体外涨情况，从而大大提高作业效率和测量准度。同时，应用便携式激光测量技术，能够有效减少人工作业强度和安全风险，保障作业人员安全，对于提高铁路运输的整体安全性和效率具有重大意义。因此，深入研究便携式激光测量技术在铁路装煤线车体外涨测量中的应用，不仅是技术创新的需要，还是提升铁路运输安全与效率的必然要求。

1 便携式激光测量技术

1.1 便携式激光测量技术概述

1.1.1 激光测距技术

便携式激光测量仪采用高精度激光发射和接收技术，通过发射激光束并接收其反射信号来测量目标物体的距离。该方法的优势在于其可以对车体外涨部分进行快速且高度精确的距离测量。

1.1.2 视频显示技术

激光测量仪通常配备高清晰度摄像头，用于捕捉静态车体图像。激光测量仪可以显示车体的测量数据，使作业人员可以直观地观察车体状态并记录数据。

1.1.3 传感技术

激光测量仪依靠水平陀螺仪等传感器来保证测量的精准度。传感器有助于确保其在进行测量时的稳定性和准确性[1]。

1.2 创新点分析

一是点对点测量功能。便携式激光测量技术的一个重要创新点是：点对点测量功能，即用户可以选择车体上的任意两点进行精确测量，其灵活性可以极大地提高测量的便捷性和实用性。二是断面测量。除了简单的线性距离测量外，该技术还可以进行更复杂的断面测量。通过对车体不同部位进行多点测量，可以获得车体的断面数据，从而更全面地评估车体外涨情况。三是精确度保障。在测量精确度方面，便携式激光测量技术采用高级算法和校准技术，可以确保在各种作业条件下都能保持高水平的测量精确度。对于保证铁路运输的安全性至关重要。四是快速反应和数据处理。该技术能够在极短时间内完成测量并处理数据，从而为决策提供即时支持，对于快节奏的铁路装载作业尤为重要。五是用户友好的操作界面。便携式激光测量仪通常配备直观的用户界面和操作系统，使非专业人员也能快速学习和使用。六是安全和便携性。作为一种便携设备，便携式激光测量仪在设计上充分考虑了使用的安全性和携带的便利性，可以确保作业人员在各种环境中都能安全、轻松地进行作业[2]。

应用便携式激光测量技术不仅能够提高铁路装煤线车体外涨测量的效率和准确性，还能够降低作业风险，保障作业人员生命安全。上述创新点显示了便携式激光测量技术在铁路运输领域中的巨大潜力。

2 技术实现与研发

2.1 研发目标

通过引入自动化的便携式激光测量技术，可以显著提高车体外涨测量的速度和准确性，从而提升整体作业效率和质量；可以减少对人工的依赖，从而降低长期的人工成本；可以提高作业的一致性和可重复性；通过减少人工直接参与的环节，可以降低作业风险，尤其是在复杂或危险的环境中，能够提高作业的整体安全性。

2.2 技术实现路径

2.2.1 简单实用耐用的产品设计

在设计便携式激光测量仪时，需注重其实用性和耐用性，其应轻便易携，操作简便，且能在恶劣环境下稳定运作。同时，考虑到铁路作业的特殊性，便携式激光测量仪需要具备良好的防震、防尘、防水能力。

2.2.2 总体规划

在研发过程中，需要对整个铁路装煤线的作业流程进行全面规划，以确保便携式激光测量技术能够与现有流程无缝对接，包括对作业环境、作业流程、作业人员的培训以及后期维护等方面进行综合考虑。

2.2.3 积极探索与研发

持续进行技术创新，包括算法优化、硬件升级，以及与其他技术（如AI 和大数据分析）的融合，以提高铁路装煤线车体外涨测量的准确性和效率。同时，通过不断进行实地测试和用户反馈收集，可以确保技术的实用性和稳定性。

3 实际应用与效果

3.1 作业流程优化

一是单人操作。在传统作业模式中，车体外涨测量通常需要多人协作，不仅效率低下，还容易出现沟通误差。便携式激光测量技术可以使整个测量过程由单一作业人员完成，从而极大地简化了作业流程。作业人员只需携带便携式激光测量仪沿着车厢行走，对要被测量的车体展开测量工作，无需其他人员进行辅助。二是快速准确测量。便携式激光测量仪的高精度和易操作性使得测量过程既快速又准确。作业人员可以实时获得测量数据，并通过内置软件快速处理数据，以得出精确的车体外涨信息。便携式激光测量仪的即时性和准确性在紧急情况或高峰时段尤为重要，能够确保铁路运输的连续性、安全性。

3.2 实际应用案例：包神铁路公司

3.2.1 应用背景

包神铁路公司作为一家大型铁路运输企业，面临着高频率的煤炭装载作业。在采用便携式激光测量技术之前，该公司常因车体外涨问题导致装载效率低下，同时也增加了安全风险。

3.2.2 应用过程

包神铁路公司在引入便携式激光测量技术后，对作业人员进行了专业培训，以确保其能够熟练操作新型设备。通过对比传统的人工测量方法，该公司发现便携式激光测量技术在提高作业效率、准确度及安全性方面具有显著优势[3]。

3.2.3 效果评估

（1）提高作业效率

应用便携式激光测量技术显著提高了测量作业的效率。通过快速准确地进行车体外涨测量，使测量作业时间明显缩短，等待时间也有所减少，从而提高了整体的运输效率。

（2）提升安全性

减少对人工操作的依赖，降低了作业过程中的人为错误和安全风险，尤其是在夜间或恶劣天气条件下。

（3）经济效益提升

由于作业效率提升和人工成本降低，公司经济效益获得了显著提升。

（4）客户满意度提高

由于运输效率的提升，客户等待时间减少，因此提高了客户满意度。

包神铁路公司应用便携式激光测量技术带来的效果，展示了该技术在实际操作中的高效性和可靠性，也证明了其在提升整体运输效率、安全性以及环境友好性方面的巨大潜力。

4 项目实施与测试

4.1 实施方案

4.1.1 合作开发

该项目的成功实施离不开与相关铁路运输企业、技术供应商以及科研机构的紧密合作。通过集合各方专业知识和资源，可以确保开发出既符合实际作业需求又具有技术先进性的便携式激光测量设备。

4.1.2 需求调研

在开发阶段，进行详细的需求调研至关重要，包括对铁路装载作业的流程、作业环境、操作人员的技能水平以及安全要求等方面进行深入了解。调研结果将直接影响技术方案的设计和后续优化。

4.1.3 系统测试

系统的测试是确保技术方案可行性和可靠性的关键步骤。需要在控制环境中进行初始测试，以验证系统的基本功能和性能。

4.2 技术测试与数据验证

在试验室测试完成后，需要在实际作业环境中进行实地测试。该阶段的测试将在真实的铁路装煤线进行，以评估便携式激光测量设备在实际工作条件下的性能。实地测试不仅包括设备的操作性能，还包括对其耐用性和环境适应性进行评估[4]。

数据的准确性是便携式激光测量技术能够成功应用的关键。因此，需要进行一系列的数据准确性测试，以确保测量结果准确无误，包括对便携式激光测量设备在不同距离、不同角度、不同环境条件下的测量结果进行验证。

在实际应用过程中，持续监测便携式激光测量技术和收集用户反馈同样重要。这不仅有助于及时发现和解决问题，还能为后续的技术改进提供宝贵信息[5]。

鉴于铁路运输的高安全标准，需对便携式激光测量设备的安全性进行全面评估，包括对该设备操作的安全风险以及在紧急情况下的响应能力进行评估。为确保正确使用便携式激光测量技术，对作业人员进行全面的培训和持续的技术支持至关重要。培训内容应覆盖便携式激光测量设备的操作方法、日常维护以及故障排查等。

通过上述实施方案和技术测试，便携式激光测量技术的应用将在提高铁路运输作业效率、准确性和安全性方面发挥关键作用。综合性的实施和测试过程不仅可以确保技术方案的有效性，还可以为其在更广泛的铁路运输领域中进行推广奠定基础。

5 项目效益分析

5.1 经济效益

通过使用高精度和快速响应的便携式激光测量技术，可以显著提升测量作业的效率。更快的测量速度意味着更短的装载时间和更高的车辆周转率，从而增加了整体的运输能力。便携式激光测量技术能够减少对人工操作的依赖，降低劳动力成本。同时，能够减少由于车体外涨导致的运输返工和延误，进而降低额外的运营成本。

5.2 社会效益

应用便携式激光测量技术可以减少人员在危险环境下进行直接作业，从而显著提高作业安全性。安全性的提升不仅保护了作业人员，还减少了潜在的事故风险。通过引入便携式激光测量设备，铁路运输企业能够更有效地监控和管理装煤过程，从而提高整个运输过程的管控能力和透明度。应用便携式激光测量技术不仅能够带来经济上的直接收益，还能够在社会层面上提升作业安全性和管控能力。从而共同推动铁路运输行业向更高效、安全、可持续的方向发展。

6 未来展望与改进

随着科技不断进步，便携式激光测量技术在铁路装煤线车体外涨测量领域的应用将持续优化和发展。预计未来的技术将更加精确、快速，且更易于操作。此外，便携式激光测量设备迷你化和更强的环境适应性也将成为便携式激光测量技术发展的重要方向，以使其适应更多样化的作业环境。基于实际应用中收集的用户反馈，对便携式激光测量技术进行持续改进和优化至关重要。其中，包括不断提升便携式激光测量设备的耐用性、准确性和用户界面。提供更加全面和持续的用户培训和技术支持，可以确保正确使用该技术以及效益最大化。考虑将便携式激光测量技术与其他技术（如自动化、远程监控）相结合，以进一步提高作业效率和安全性。应针对不同的作业环境（如极端天气条件下的作业），进一步提高便携式激光测量设备的环境适应性和稳定性。

7 结语

该项目通过引入便携式激光测量技术，对铁路装煤线车体外涨测量领域带来了显著的创新和改进。关键的创新点包括便携式激光测量设备的高精度测量能力、用户友好的操作界面，以及其在各种环境条件下的稳定性能。这些创新不仅可以提升作业的实际执行效率，还可以为作业人员提供更加安全和舒适的工作环境。该项目的实施也为铁路运输行业提供了重要的参考价值。通过采用先进的技术解决方案，可以有效解决长期存在的行业难题，同时还能为企业带来经济效益和社会效益。