非接觸式接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著我國電氣化鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展，城市軌道交通及大鐵路對高速接觸網(wǎng)動態(tài)特性的要求日益提高。由于高速動態(tài)檢測所獲得的參數(shù)與中低速有較大差別，前者更能反映列車高速運行的實際、也更具參考價值，從而使得不斷開發(fā)、應(yīng)用更先進的高速動態(tài)接觸網(wǎng)檢測技術(shù)以實現(xiàn)對鐵路運行質(zhì)量的評判研究受到越來越多的重視。 本文在研究國內(nèi)外現(xiàn)有接觸網(wǎng)檢測方法的基礎(chǔ)上，針對目前接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測中存在的問題與不足，提出了利用由二維激光雷達對視距內(nèi)障礙物所產(chǎn)生的輪廓曲

2、線加以目標(biāo)識別、運動跟蹤以達到獲得接觸網(wǎng)幾何參數(shù)目的的非接觸式檢測方案。這樣，由于檢測實現(xiàn)的非接觸性，此測試系統(tǒng)就能同時具有兩種工作模式：其一是動態(tài)參數(shù)測試模式，即在檢測車的模擬受電弓與接觸網(wǎng)實際接觸的條件下進行測量；由于激光雷達裝置安裝于車體頂部，檢測車模擬受電弓除自身重量外，不受其它附加質(zhì)量的影響，因而可以保持良好的動態(tài)跟隨特性，使檢測數(shù)據(jù)非常接近列車實際運行時的狀況。其二是靜態(tài)參數(shù)測試模式，即在無需模擬受電弓和接觸線接觸的情況下進

3、行接觸網(wǎng)參數(shù)的測量；此狀況下，接觸線不會產(chǎn)生由受電弓壓力引起的抬升和振動，完全處于自然狀態(tài)，所以此時測得的參數(shù)基本接近靜態(tài)值。此外，兩種狀態(tài)下的測量數(shù)據(jù)除了能夠分別獨立應(yīng)用于動態(tài)品質(zhì)研究或靜態(tài)檢修維護外，還可進行綜合對比，以便為動態(tài)品質(zhì)的分析研究提供更加直觀、可靠的基礎(chǔ)。 本文方案實現(xiàn)大體過程如下：首先對系統(tǒng)的硬件設(shè)備進行了選型及功能設(shè)定，即采用了基于光束飛行時間測距原理的高頻激光雷達作為數(shù)據(jù)采集單元，接口豐富、數(shù)據(jù)處理能力強大

4、的嵌入式電腦作為前端處理器，穩(wěn)定可靠的工控機作為數(shù)顯、運算、輸出及交互終端；出于實時性及靈活接口的考慮，設(shè)計了基于上述硬件設(shè)備的多種連接方式。隨后，針對檢測原理、誤差影響因素、數(shù)據(jù)有效性控制方法，及不同安裝方式對檢測結(jié)果的利弊影響等分別進行了討論；針對測得的檢測參數(shù)，采用并比較了幾種常用的數(shù)字濾波器。此外，以軟件工程思想為指導(dǎo)，軟件工程技術(shù)為依托，對系統(tǒng)檢測軟件進行了分析、設(shè)計與實現(xiàn)；經(jīng)現(xiàn)場測試，及與接觸式檢測結(jié)果的對比，驗證了本設(shè)計方