劉文杰

（國能包神鐵路有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

車體外漲，即車輛在裝載過程中由于裝載物料不均勻分布或超載，導(dǎo)致車體尺寸超過標(biāo)準(zhǔn)限制，從而影響鐵路運輸?shù)陌踩院托?。由于煤炭的裝載量大且堆積不易均勻，因此該問題在裝載煤炭的鐵路運輸中尤為突出。在傳統(tǒng)的作業(yè)方式中，通常使用人工視覺檢查或采用簡單的測量工具，檢測車體外漲問題，這些方法不僅效率低下，而且很難保證測量準(zhǔn)確性。此外，人工作業(yè)還存在安全隱患，特別是在惡劣的天氣條件下或夜間作業(yè)時，作業(yè)人員的安全難以得到保障。因此，研究并開發(fā)一種高效、準(zhǔn)確、安全的車體外漲測量技術(shù)變得愈發(fā)重要。便攜式激光測量技術(shù)的出現(xiàn)，為解決該問題提供了新的可能，其利用先進(jìn)的激光測距原理，可以快速、準(zhǔn)確地測量車體外漲情況，從而大大提高作業(yè)效率和測量準(zhǔn)度。同時，應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)，能夠有效減少人工作業(yè)強度和安全風(fēng)險，保障作業(yè)人員安全，對于提高鐵路運輸?shù)恼w安全性和效率具有重大意義。因此，深入研究便攜式激光測量技術(shù)在鐵路裝煤線車體外漲測量中的應(yīng)用，不僅是技術(shù)創(chuàng)新的需要，還是提升鐵路運輸安全與效率的必然要求。

1 便攜式激光測量技術(shù)

1.1 便攜式激光測量技術(shù)概述

1.1.1 激光測距技術(shù)

便攜式激光測量儀采用高精度激光發(fā)射和接收技術(shù)，通過發(fā)射激光束并接收其反射信號來測量目標(biāo)物體的距離。該方法的優(yōu)勢在于其可以對車體外漲部分進(jìn)行快速且高度精確的距離測量。

1.1.2 視頻顯示技術(shù)

激光測量儀通常配備高清晰度攝像頭，用于捕捉靜態(tài)車體圖像。激光測量儀可以顯示車體的測量數(shù)據(jù)，使作業(yè)人員可以直觀地觀察車體狀態(tài)并記錄數(shù)據(jù)。

1.1.3 傳感技術(shù)

激光測量儀依靠水平陀螺儀等傳感器來保證測量的精準(zhǔn)度。傳感器有助于確保其在進(jìn)行測量時的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性[1]。

1.2 創(chuàng)新點分析

一是點對點測量功能。便攜式激光測量技術(shù)的一個重要創(chuàng)新點是：點對點測量功能，即用戶可以選擇車體上的任意兩點進(jìn)行精確測量，其靈活性可以極大地提高測量的便捷性和實用性。二是斷面測量。除了簡單的線性距離測量外，該技術(shù)還可以進(jìn)行更復(fù)雜的斷面測量。通過對車體不同部位進(jìn)行多點測量，可以獲得車體的斷面數(shù)據(jù)，從而更全面地評估車體外漲情況。三是精確度保障。在測量精確度方面，便攜式激光測量技術(shù)采用高級算法和校準(zhǔn)技術(shù)，可以確保在各種作業(yè)條件下都能保持高水平的測量精確度。對于保證鐵路運輸?shù)陌踩灾陵P(guān)重要。四是快速反應(yīng)和數(shù)據(jù)處理。該技術(shù)能夠在極短時間內(nèi)完成測量并處理數(shù)據(jù)，從而為決策提供即時支持，對于快節(jié)奏的鐵路裝載作業(yè)尤為重要。五是用戶友好的操作界面。便攜式激光測量儀通常配備直觀的用戶界面和操作系統(tǒng)，使非專業(yè)人員也能快速學(xué)習(xí)和使用。六是安全和便攜性。作為一種便攜設(shè)備，便攜式激光測量儀在設(shè)計上充分考慮了使用的安全性和攜帶的便利性，可以確保作業(yè)人員在各種環(huán)境中都能安全、輕松地進(jìn)行作業(yè)[2]。

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)不僅能夠提高鐵路裝煤線車體外漲測量的效率和準(zhǔn)確性，還能夠降低作業(yè)風(fēng)險，保障作業(yè)人員生命安全。上述創(chuàng)新點顯示了便攜式激光測量技術(shù)在鐵路運輸領(lǐng)域中的巨大潛力。

2 技術(shù)實現(xiàn)與研發(fā)

2.1 研發(fā)目標(biāo)

通過引入自動化的便攜式激光測量技術(shù)，可以顯著提高車體外漲測量的速度和準(zhǔn)確性，從而提升整體作業(yè)效率和質(zhì)量；可以減少對人工的依賴，從而降低長期的人工成本；可以提高作業(yè)的一致性和可重復(fù)性；通過減少人工直接參與的環(huán)節(jié)，可以降低作業(yè)風(fēng)險，尤其是在復(fù)雜或危險的環(huán)境中，能夠提高作業(yè)的整體安全性。

2.2 技術(shù)實現(xiàn)路徑

2.2.1 簡單實用耐用的產(chǎn)品設(shè)計

在設(shè)計便攜式激光測量儀時，需注重其實用性和耐用性，其應(yīng)輕便易攜，操作簡便，且能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運作。同時，考慮到鐵路作業(yè)的特殊性，便攜式激光測量儀需要具備良好的防震、防塵、防水能力。

2.2.2 總體規(guī)劃

在研發(fā)過程中，需要對整個鐵路裝煤線的作業(yè)流程進(jìn)行全面規(guī)劃，以確保便攜式激光測量技術(shù)能夠與現(xiàn)有流程無縫對接，包括對作業(yè)環(huán)境、作業(yè)流程、作業(yè)人員的培訓(xùn)以及后期維護(hù)等方面進(jìn)行綜合考慮。

2.2.3 積極探索與研發(fā)

持續(xù)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，包括算法優(yōu)化、硬件升級，以及與其他技術(shù)（如AI 和大數(shù)據(jù)分析）的融合，以提高鐵路裝煤線車體外漲測量的準(zhǔn)確性和效率。同時，通過不斷進(jìn)行實地測試和用戶反饋收集，可以確保技術(shù)的實用性和穩(wěn)定性。

3 實際應(yīng)用與效果

3.1 作業(yè)流程優(yōu)化

一是單人操作。在傳統(tǒng)作業(yè)模式中，車體外漲測量通常需要多人協(xié)作，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)溝通誤差。便攜式激光測量技術(shù)可以使整個測量過程由單一作業(yè)人員完成，從而極大地簡化了作業(yè)流程。作業(yè)人員只需攜帶便攜式激光測量儀沿著車廂行走，對要被測量的車體展開測量工作，無需其他人員進(jìn)行輔助。二是快速準(zhǔn)確測量。便攜式激光測量儀的高精度和易操作性使得測量過程既快速又準(zhǔn)確。作業(yè)人員可以實時獲得測量數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)置軟件快速處理數(shù)據(jù)，以得出精確的車體外漲信息。便攜式激光測量儀的即時性和準(zhǔn)確性在緊急情況或高峰時段尤為重要，能夠確保鐵路運輸?shù)倪B續(xù)性、安全性。

3.2 實際應(yīng)用案例：包神鐵路公司

3.2.1 應(yīng)用背景

包神鐵路公司作為一家大型鐵路運輸企業(yè)，面臨著高頻率的煤炭裝載作業(yè)。在采用便攜式激光測量技術(shù)之前，該公司常因車體外漲問題導(dǎo)致裝載效率低下，同時也增加了安全風(fēng)險。

3.2.2 應(yīng)用過程

包神鐵路公司在引入便攜式激光測量技術(shù)后，對作業(yè)人員進(jìn)行了專業(yè)培訓(xùn)，以確保其能夠熟練操作新型設(shè)備。通過對比傳統(tǒng)的人工測量方法，該公司發(fā)現(xiàn)便攜式激光測量技術(shù)在提高作業(yè)效率、準(zhǔn)確度及安全性方面具有顯著優(yōu)勢[3]。

3.2.3 效果評估

（1）提高作業(yè)效率

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)顯著提高了測量作業(yè)的效率。通過快速準(zhǔn)確地進(jìn)行車體外漲測量，使測量作業(yè)時間明顯縮短，等待時間也有所減少，從而提高了整體的運輸效率。

（2）提升安全性

減少對人工操作的依賴，降低了作業(yè)過程中的人為錯誤和安全風(fēng)險，尤其是在夜間或惡劣天氣條件下。

（3）經(jīng)濟(jì)效益提升

由于作業(yè)效率提升和人工成本降低，公司經(jīng)濟(jì)效益獲得了顯著提升。

（4）客戶滿意度提高

由于運輸效率的提升，客戶等待時間減少，因此提高了客戶滿意度。

包神鐵路公司應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)帶來的效果，展示了該技術(shù)在實際操作中的高效性和可靠性，也證明了其在提升整體運輸效率、安全性以及環(huán)境友好性方面的巨大潛力。

4 項目實施與測試

4.1 實施方案

4.1.1 合作開發(fā)

該項目的成功實施離不開與相關(guān)鐵路運輸企業(yè)、技術(shù)供應(yīng)商以及科研機構(gòu)的緊密合作。通過集合各方專業(yè)知識和資源，可以確保開發(fā)出既符合實際作業(yè)需求又具有技術(shù)先進(jìn)性的便攜式激光測量設(shè)備。

4.1.2 需求調(diào)研

在開發(fā)階段，進(jìn)行詳細(xì)的需求調(diào)研至關(guān)重要，包括對鐵路裝載作業(yè)的流程、作業(yè)環(huán)境、操作人員的技能水平以及安全要求等方面進(jìn)行深入了解。調(diào)研結(jié)果將直接影響技術(shù)方案的設(shè)計和后續(xù)優(yōu)化。

4.1.3 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)的測試是確保技術(shù)方案可行性和可靠性的關(guān)鍵步驟。需要在控制環(huán)境中進(jìn)行初始測試，以驗證系統(tǒng)的基本功能和性能。

4.2 技術(shù)測試與數(shù)據(jù)驗證

在試驗室測試完成后，需要在實際作業(yè)環(huán)境中進(jìn)行實地測試。該階段的測試將在真實的鐵路裝煤線進(jìn)行，以評估便攜式激光測量設(shè)備在實際工作條件下的性能。實地測試不僅包括設(shè)備的操作性能，還包括對其耐用性和環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行評估[4]。

數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是便攜式激光測量技術(shù)能夠成功應(yīng)用的關(guān)鍵。因此，需要進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性測試，以確保測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，包括對便攜式激光測量設(shè)備在不同距離、不同角度、不同環(huán)境條件下的測量結(jié)果進(jìn)行驗證。

在實際應(yīng)用過程中，持續(xù)監(jiān)測便攜式激光測量技術(shù)和收集用戶反饋同樣重要。這不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，還能為后續(xù)的技術(shù)改進(jìn)提供寶貴信息[5]。

鑒于鐵路運輸?shù)母甙踩珮?biāo)準(zhǔn)，需對便攜式激光測量設(shè)備的安全性進(jìn)行全面評估，包括對該設(shè)備操作的安全風(fēng)險以及在緊急情況下的響應(yīng)能力進(jìn)行評估。為確保正確使用便攜式激光測量技術(shù)，對作業(yè)人員進(jìn)行全面的培訓(xùn)和持續(xù)的技術(shù)支持至關(guān)重要。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)覆蓋便攜式激光測量設(shè)備的操作方法、日常維護(hù)以及故障排查等。

通過上述實施方案和技術(shù)測試，便攜式激光測量技術(shù)的應(yīng)用將在提高鐵路運輸作業(yè)效率、準(zhǔn)確性和安全性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。綜合性的實施和測試過程不僅可以確保技術(shù)方案的有效性，還可以為其在更廣泛的鐵路運輸領(lǐng)域中進(jìn)行推廣奠定基礎(chǔ)。

5 項目效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

通過使用高精度和快速響應(yīng)的便攜式激光測量技術(shù)，可以顯著提升測量作業(yè)的效率。更快的測量速度意味著更短的裝載時間和更高的車輛周轉(zhuǎn)率，從而增加了整體的運輸能力。便攜式激光測量技術(shù)能夠減少對人工操作的依賴，降低勞動力成本。同時，能夠減少由于車體外漲導(dǎo)致的運輸返工和延誤，進(jìn)而降低額外的運營成本。

5.2 社會效益

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)可以減少人員在危險環(huán)境下進(jìn)行直接作業(yè)，從而顯著提高作業(yè)安全性。安全性的提升不僅保護(hù)了作業(yè)人員，還減少了潛在的事故風(fēng)險。通過引入便攜式激光測量設(shè)備，鐵路運輸企業(yè)能夠更有效地監(jiān)控和管理裝煤過程，從而提高整個運輸過程的管控能力和透明度。應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)不僅能夠帶來經(jīng)濟(jì)上的直接收益，還能夠在社會層面上提升作業(yè)安全性和管控能力。從而共同推動鐵路運輸行業(yè)向更高效、安全、可持續(xù)的方向發(fā)展。

6 未來展望與改進(jìn)

隨著科技不斷進(jìn)步，便攜式激光測量技術(shù)在鐵路裝煤線車體外漲測量領(lǐng)域的應(yīng)用將持續(xù)優(yōu)化和發(fā)展。預(yù)計未來的技術(shù)將更加精確、快速，且更易于操作。此外，便攜式激光測量設(shè)備迷你化和更強的環(huán)境適應(yīng)性也將成為便攜式激光測量技術(shù)發(fā)展的重要方向，以使其適應(yīng)更多樣化的作業(yè)環(huán)境。基于實際應(yīng)用中收集的用戶反饋，對便攜式激光測量技術(shù)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化至關(guān)重要。其中，包括不斷提升便攜式激光測量設(shè)備的耐用性、準(zhǔn)確性和用戶界面。提供更加全面和持續(xù)的用戶培訓(xùn)和技術(shù)支持，可以確保正確使用該技術(shù)以及效益最大化。考慮將便攜式激光測量技術(shù)與其他技術(shù)（如自動化、遠(yuǎn)程監(jiān)控）相結(jié)合，以進(jìn)一步提高作業(yè)效率和安全性。應(yīng)針對不同的作業(yè)環(huán)境（如極端天氣條件下的作業(yè)），進(jìn)一步提高便攜式激光測量設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

7 結(jié)語

該項目通過引入便攜式激光測量技術(shù)，對鐵路裝煤線車體外漲測量領(lǐng)域帶來了顯著的創(chuàng)新和改進(jìn)。關(guān)鍵的創(chuàng)新點包括便攜式激光測量設(shè)備的高精度測量能力、用戶友好的操作界面，以及其在各種環(huán)境條件下的穩(wěn)定性能。這些創(chuàng)新不僅可以提升作業(yè)的實際執(zhí)行效率，還可以為作業(yè)人員提供更加安全和舒適的工作環(huán)境。該項目的實施也為鐵路運輸行業(yè)提供了重要的參考價值。通過采用先進(jìn)的技術(shù)解決方案，可以有效解決長期存在的行業(yè)難題，同時還能為企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。