李壽嶺 佟德雙 馬占奎

北京鐵路局天津電務(wù)段 272017 天津

*工程師 **高級(jí)工程師 ***高級(jí)技師

信號(hào)機(jī)按高度分為高柱和矮柱 2種。在電氣化區(qū)段,由于接觸網(wǎng)是承載 17 k V大電流的特殊導(dǎo)線,所以要求設(shè)備距接觸網(wǎng)的距離大于 2 m,也就是高柱信號(hào)機(jī)的外邊緣與接觸網(wǎng)之間必須保證大于2 m的最小安全距離。而這個(gè)距離如何測(cè)試,就成為設(shè)計(jì)人員的一大難題。由此研制開(kāi)發(fā)了信號(hào)機(jī)激光測(cè)距儀,不但完美地解決了高柱信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)接近限界的測(cè)量問(wèn)題,也解決了其他設(shè)備接觸限界的測(cè)量難題。

1 系統(tǒng)概述

信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)激光測(cè)距儀是由山東藍(lán)光科技有限公司最新研制的智能型測(cè)距儀器,也是電氣化鐵路測(cè)量信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)幾何參數(shù)的專用儀器。該儀器采用紅光半導(dǎo)體激光器和相位脈沖技術(shù),可對(duì)信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)的最外緣、距接觸網(wǎng)的最安全點(diǎn)和紅線等 30個(gè)幾何參數(shù)進(jìn)行快速測(cè)量。同時(shí)也為用戶提供了全數(shù)字測(cè)量、實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、智能分析、網(wǎng)絡(luò)共享、部門間無(wú)縫合作的完美解決方案。該儀器具有如下特點(diǎn)。

1.實(shí)用性強(qiáng)。體積小、重量輕,便于技術(shù)人員野外操作,配備專業(yè)攝像頭,大屏幕液晶成像,瞄準(zhǔn)更方便。

2.安全性高。激光無(wú)接觸測(cè)量,避免接觸27k V高壓輸電線,保證測(cè)量人員人身安全。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,上、下道速度快。

3.精確性好。采用激光測(cè)距,毫米級(jí)精度,不受天氣條件影響,不論白天、夜晚、刮風(fēng)、有霧天氣都可進(jìn)行測(cè)量。

4.全數(shù)字化。配備各種傳感器,測(cè)量參數(shù)全數(shù)字化。

5.信息化管理。配套專業(yè)應(yīng)用軟件,輕松建立網(wǎng)絡(luò),可在全段、全路局范圍內(nèi)數(shù)據(jù)共享,實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)參數(shù)信息化管理。

該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理 3部分構(gòu)成,在工區(qū)、電務(wù)段、鐵路局之間實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接,形成一個(gè)有機(jī)整體。數(shù)據(jù)采集是測(cè)距儀的重要部分,利用激光測(cè)距技術(shù)和多種傳感器融合技術(shù),測(cè)量設(shè)備最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離,以及設(shè)備各點(diǎn)距線路中心水平和垂直距離,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析和保存;數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)管理 2部分是利用基于 B/S架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)分析軟件,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的智能化分析和數(shù)據(jù)共享,搭建設(shè)備幾何參數(shù)數(shù)字化管理平臺(tái)。下面以測(cè)試高柱信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)的距離為例,進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

2 測(cè)量基本原理

信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)接近限界激光測(cè)距儀的數(shù)據(jù)采集部分由主機(jī)和測(cè)量架 2部分組成。參數(shù)測(cè)量時(shí),先根據(jù)放置標(biāo)準(zhǔn),將測(cè)量架卡在本線鋼軌上,主機(jī)卡在測(cè)量架固定座上,形成一個(gè)以鋼軌面和鋼軌中心為基準(zhǔn)的測(cè)量平臺(tái)。測(cè)量過(guò)程中,旋轉(zhuǎn)主機(jī)或前后移動(dòng)測(cè)量架,通過(guò)液晶屏的視頻成像瞄準(zhǔn),使激光點(diǎn)打在信號(hào)機(jī)距離接觸網(wǎng)最近的外邊緣,按“本線”控制鍵,屏幕提示 “請(qǐng)測(cè)量信號(hào)機(jī)”,按下 “測(cè)量”鍵,即可測(cè)出信號(hào)機(jī)最外邊緣距離本線線路中心水平與垂直距離。然后主機(jī)屏幕提示“請(qǐng)測(cè)量接觸網(wǎng)”,旋轉(zhuǎn)主機(jī)瞄準(zhǔn)接觸網(wǎng)線,按下“測(cè)量”鍵,即可測(cè)出接觸網(wǎng)距離本線線路中心水平與垂直距離,再按下 “確認(rèn)”鍵,則可得出信號(hào)機(jī)最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離。

主機(jī)將根據(jù)鍵盤指令,調(diào)動(dòng)激光測(cè)距模塊、光柵測(cè)角模塊和內(nèi)部各種傳感器,分別測(cè)量距離、角度、水平和位移數(shù)據(jù),經(jīng)計(jì)算得到的參數(shù)結(jié)果最終顯示在顯示屏上,同時(shí)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。信號(hào)機(jī)激光測(cè)距儀原理示意圖如圖1所示。

將測(cè)得的數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行分析,經(jīng)過(guò)相關(guān)公式計(jì)算得出實(shí)際距離。信號(hào)機(jī)激光測(cè)距儀不僅可以測(cè)量信號(hào)機(jī)最外邊緣距接觸網(wǎng)的直線距離,同時(shí)還具有自由測(cè)量、限界測(cè)量以及信號(hào)機(jī)柱垂直度測(cè)量等功能,可以很方便地測(cè)出線路周圍任一目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于線路中心的水平和垂直距離,給工區(qū)工人日常巡護(hù)提供了極大方便。

圖 1 信號(hào)機(jī)激光測(cè)距儀原理示意圖

3 數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理

激光測(cè)距儀配套了基于 B/S架構(gòu)及大型數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件,用于實(shí)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)的深度分析和網(wǎng)絡(luò)化管理,其最大的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了非接觸測(cè)量,不需要手工記錄測(cè)量數(shù)據(jù),而是自動(dòng)存儲(chǔ)并具有一鍵式數(shù)據(jù)錄入功能。海量的數(shù)據(jù)都將被有序地保存于數(shù)據(jù)庫(kù)中,工作人員能以多種方式查詢、檢索、篩選和分析,甚至提供網(wǎng)絡(luò)權(quán)限用戶在線數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)功能,實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的權(quán)限管理,從而真正實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理的信息化、數(shù)字化。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文所構(gòu)建的智能化信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)相關(guān)幾何參數(shù)檢測(cè)管理系統(tǒng),將為電氣化鐵路高柱信號(hào)機(jī)與接觸網(wǎng)安全距離測(cè)量、信號(hào)機(jī)限界測(cè)量、管理提供全面完善的解決方案。隨著電氣化鐵路的不斷發(fā)展,列車安全運(yùn)行對(duì)電務(wù)部門的工作要求越來(lái)越高。該系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值將逐步顯現(xiàn)出來(lái),并將給電氣化鐵路的發(fā)展帶來(lái)革命性的改變。

[1］ 林瑜筠,張秉濤,熊五利.電氣化鐵路信號(hào)設(shè)備[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2006.

[2］ 薛艷紅,劉方中.接觸網(wǎng)運(yùn)行與檢修[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2008.

[3］ 中國(guó)鐵道電氣化產(chǎn)品設(shè)備手冊(cè)編寫(xiě)組.中國(guó)鐵路電氣化產(chǎn)品設(shè)備手冊(cè)[M].北京:海洋出版社,2001.

[4］ 馮金柱.電氣化鐵路基本知識(shí)[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2000.

[5］ 張道俊,陶維富.接觸網(wǎng)運(yùn)營(yíng)檢修與管理[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2002.