軌旁設備定測器及定測方法與流程
2023-09-14 10:06:35
本發明涉及軌道交通檢測技術領域，尤其涉及一種軌旁設備定測器及定測方法。
背景技術：
城市軌道交通CBTC系統在部署過程中，軌旁設備(包括應答器，計軸，信號機，絕緣節)由於安裝時要避讓軌枕，會與設計值有偏差，需要在線路中的間距進行定測。定測時需要獲得曲線，坡度，超高等線路數據。
這些線路數據構成了以線路中線為參考的電子地圖，在列車進行全自動駕駛時，車輛控制系統通過匹配電子地圖數據，進行車輛運行控制。而線路數據的準確與否直接影響列車停車位置的準確性。因此，軌旁設備及線路的定測數據，要求精度，準確性高，是CBTC系統運行的重要數據，直接影響系統的正常安全運行。
但目前定測多是需要施工人員通過皮尺、測距儀等測量設備，對軌旁設備間距進行定測，由於皮尺及測距儀量程有限，需要逐段進行數據測量記錄，後期再進行累加，數據繁多易出錯，影響定測精確度。
技術實現要素：
本發明提供一種軌旁設備定測器及定測方法，用於解決現有技術中定測不夠精確的問題。
本發明提供一種軌旁設備定測器，包括行走裝置、採集裝置、控制裝置和數據記錄裝置，其中，
所述採集裝置採集所述軌旁設備的屬性參數，並發送給控制裝置；
所述控制裝置根據所述軌旁設備的屬性參數獲得所述軌旁設備對應的定測點和標識信息，並將所述定測點、所述標識信息及控制信號發送給數據記錄裝置；
所述行走裝置測量線路距離和軌道參數，並發送給數據記錄裝置；
所述數據記錄裝置接收所述控制信號，根據所述定測點、標識信息和線路距離獲得相同類型且相鄰軌旁設備的間隔距離，並根據所述間隔距離與軌道參數生成預設規格的定測數據並存儲。
可選地，所述行走裝置包括驅動所述定測器在軌面上移動和測量線路距離的移動裝置和測量所述軌道參數的軌道線路測量裝置。
可選地，所述採集裝置包括採集所述軌旁設備的外形幾何尺寸的雷射雷達和採集軌道上的電磁信號的電磁感應傳感器。
可選地，所述採集裝置還包括採集所述軌旁設備的顏色信息的顏色傳感器和/或採集所述軌旁設備的阻礙信號的超聲波傳感器。
可選地，所述控制裝置包括分析模塊和執行模塊，其中，
所述分析模塊根據所述軌旁設備的屬性參數獲得所述軌旁設備對應的定測點和標識信息，並將所述定測點和所述標識信息發送給執行模塊；
所述執行模塊將所述定測點、所述標識信息及控制信號發送給所述數據記錄裝置，以使數據記錄裝置根據所述定測點、標識信息和線路距離獲得相同類型且相鄰軌旁設備的間隔距離。
可選地，所述移動裝置包括行走履帶和計米輪，所述行走履帶與所述計米輪聯動，所述計米輪向所述數據記錄裝置發送數據信號。
可選地，所述軌道線路測量裝置包括陀螺儀、磁力計和水平儀。
可選地，所述軌旁設備包括應答器、計軸、絕緣節和信號機。
本發明提供一種基於上述軌旁設備定測器的定測方法，包括：
當所述軌旁設備定測器在軌道上行走時，所述行走裝置實時測量線路距離及軌道參數，並發送給所述數據記錄裝置；
當所述採集裝置採集到第一軌旁設備的第一屬性參數後，將第一屬性參數發送給控制裝置；
所述控制裝置根據所述第一屬性參數識別獲得所述第一軌旁設備的第一定測點和第一標識信息，並將所述第一定測點、第一標識信息和第一控制信號發送給所述數據記錄裝置，所述標識信息包括類型信息和標號信息；
所述數據記錄裝置接收第一控制信號，並根據所述第一定測點和第一標識信息開始記錄實時測量線路距離；
當所述採集裝置採集到第二軌旁設備的第二屬性參數後，將第二屬性參數發送給控制裝置；
所述控制裝置根據所述第二屬性參數識別獲得所述第二軌旁設備的第二定測點和第二標識信息；
若所述第二標識信息中的類型信息與所述第一標識信息中的類型信息相同，則將所述第二定測點、第二標識信息和第二控制信號發送給所述數據記錄裝置；
所述數據記錄裝置接收第二控制信號，並根據所述第二定測點和第二標識信息結束記錄線路距離，獲得所述第一軌旁設備和第二軌旁設備的間隔距離。
可選地，還包括：
若所述第二標識信息中的類型信息與所述第一標識信息中的類型信息相同，所述控制裝置將所述第二定測點、第二標識信息和第三控制信號發送給所述數據記錄裝置，以使所述數據記錄裝置接收第三控制信號，並根據所述第二定測點和第二標識信息開始記錄實時測量線路距離。
由上述技術方案可知，本發明提供的軌旁設備定測器及定測方法，通過在軌道軌面上自動移動，對經過的軌旁設備進行識別，接收計數信號，從而計算相同類型軌旁設備之間的間距，同時還對軌道的曲線、超高及坡度進行測量，實現自動化檢測，數據記錄準確，定測精確度的目的。
附圖說明
圖1為本發明實施例提供的軌旁設備的分布示意圖；
圖2為本發明實施例提供的軌旁設備定測器在軌道上的行駛示意圖；
圖3為本發明實施例提供的軌旁設備定測器的結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的軌旁設備定測方法的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
如圖1所示，在本發明實施例中，在軌道線路上分布有多個不同類型的軌旁設備。該軌旁設備可包括圖1中的應答器6、計軸7、信號機8和絕緣節9。在本發明實施例所述的定測過程中，需要對線路上的所有應答器、計軸、信號機和絕緣節進行定測，獲得相同類型軌旁設備之間的間距，顯示在電子地圖上。
在本發明實施例中，圖2示出了本發明實施例提供一種軌旁設備定測器，包括定測器架體1，在所述定測器架體1上設置有：
用於測量線路距離和軌道參數的行走裝置2，所述軌道參數包括曲線超高和坡度；
用於採集所述軌旁設備的屬性參數的採集裝置3；
用於識別所述軌旁設備的控制裝置4；
用於記錄數據信息的數據記錄裝置5。
所述行走裝置與所述數據記錄裝置連接，用於將所述線路距離和所述軌道參數發送給所述數據記錄裝置。在本發明實施例中，所述線路距離包括整條軌道線路的長度以及相同類型軌旁設備之間的間距。如當前應答器到下一個應答器之間的距離。所述軌道參數包括軌道的曲線、超高和坡度等數據。
所述採集裝置與所述控制裝置連接，用於將所述屬性參數發送給所述控制裝置。在本發明實施例中，所述屬性參數包括軌旁設備的外形幾何尺寸、顏色信息、阻礙信號和電磁信號，但不局限於此。
所述控制裝置與所述數據記錄裝置連接，用於根據所述軌旁設備的屬性參數獲得所述軌旁設備對應的定測點和標識信息，並將所述定測點、所述標識信息及控制信號發送給數據記錄裝置。在本發明實施例中，所述軌旁設備的定測點為測量相同類型軌旁設備的計數起點和終點。
對於外形為主的軌旁設備來說，定測點可採取軌旁設備的外形幾何尺寸的中心點。對於接收信號為主的軌旁設備來說，定測點可採取接收到信號的時刻點。
所述軌旁設備的標識信息可包括類型信息和標號信息。如軌道線路上有20個應答器，則這20個設備中每個設備的標識信息包括類型信息-「應答器」以及標號信息-「1、2、3……20」。
所述數據記錄裝置接收所述控制信號，根據所述定測點、標識信息和線路距離獲得相同類型且相鄰軌旁設備的間隔距離，並根據所述間隔距離與軌道參數生成預設規格的定測數據並存儲。
如圖3所示，下面對上述軌旁定測器進行詳細解釋說明：
所述行走裝置包括移動裝置和軌道線路測量裝置，其中，
所述移動裝置與所述數據記錄裝置連接，用於驅動所述定測器架體在軌面上移動和測量線路距離，並將所述線路距離發送給所述數據記錄裝置。在本發明實施例中，所述移動裝置包括行走履帶和計米輪，所述行走履帶與所述計米輪聯動。行走履帶可使用三個履帶式電機，與軌面接觸面積大，防止測量過程中出現空轉及打滑問題。在本發明實施例中可使用兩個計米輪，計米輪通過機械結構壓貼在軌面，防止空轉和打滑，計米輪每滾動1mm輸出一個脈衝，發送給數據記錄裝置。
所述軌道線路測量裝置與所述數據記錄裝置連接，用於測量所述軌道參數並將所述軌道參數發送給所述數據記錄裝置。在本發明實施例中，所述軌道線路測量裝置包括陀螺儀、磁力計和水平儀。可以通過陀螺儀、磁力計和水平儀獲得的傾斜度、俯仰角等數據分析計算得到軌道的曲線、超高和坡度等數據。
所述採集裝置包括雷射雷達、顏色傳感器、超聲波傳感器和電磁感應傳感器，其中，
所述雷射雷達與所述控制裝置連接，用於採集所述軌旁設備的外形幾何尺寸，並將所述外形幾何尺寸發送給所述控制裝置；
所述顏色傳感器與所述控制裝置連接，用於採集所述軌旁設備的顏色信息，並將所述顏色信息發送給所述控制裝置；
所述超聲波傳感器與所述控制裝置連接，用於採集所述軌旁設備的阻礙信號，並將所述阻礙信號發送給所述控制裝置；
所述電磁感應傳感器與所述控制裝置連接，用於採集軌道上的電磁信號，並將所述電磁信號發送給所述控制裝置。
下面針對上述舉出的應答器、計軸、信號機和絕緣節的識別作出解釋說明：
應答器：通常情況下，應答器設置在軌枕中間位置上。因此，對應答器的識別可以匹配雷射雷達掃描獲得的外形幾何尺寸進行判斷。另外，由於在軌道上會存在類似應答器外形的物品，因此，對應答器的識別還可以輔助匹配顏色傳感器獲得的顏色信息進行判斷。
計軸：通常情況下，對計軸的識別可以匹配雷射雷達掃描獲得的外形幾何尺寸進行判斷。另外，由於計軸設置在一條鐵軌的外邊側且高於鐵軌軌面、應答器和絕緣節的高度。因此，對計軸的識別還可以輔助匹配超聲波傳感器的阻礙信號進行判斷。
信號機：通常情況下，信號機豎立在軌道的外側，其高度較高，外形易識別。因此，對信號機的識別可以匹配雷射雷達(立體輻射雷達)掃描獲得的外形幾何尺寸進行判斷。
絕緣節：通常情況下，絕緣節設置在鐵軌上，由於絕緣節的物理特性，因此對絕緣節的識別可以匹配電磁感應傳感器獲得的電磁信號進行判斷。
所述控制裝置包括分析模塊和執行模塊，所述分析模塊與所述執行模塊採用串行總線連接，其中，
所述分析模塊與所述雷射雷達、顏色傳感器、超聲波傳感器、電磁感應傳感器和所述執行模塊連接，用於根據所述外形幾何尺寸、顏色信息、阻礙信號、電磁信號和預設外形幾何尺寸及預設顏色信息獲得所述軌旁設備對應的定測點及標識信息，並發送給執行模塊；
所述執行模塊與所述數據記錄裝置連接，用於將所述軌旁設備對應的定測點、標識信息及控制信號發送給所述數據記錄裝置。
在本發明實施例中，所述雷射雷達、顏色傳感器、超聲波傳感器、電磁感應傳感器在定測過程中實時將採集到的軌旁設備的外形幾何尺寸、顏色信息、阻礙信號和電磁信號發送給分析模塊，分析模塊將外形幾何尺寸、顏色信息與預設的外形幾何尺寸和預設顏色信息進行匹配，識別軌旁設備的類型以及確定軌旁設備的定測點，並發送給所述執行模塊。
所述執行模塊將所述軌旁設備對應的定測點、標識信息及控制信號發送給所述數據記錄裝置。所述數據記錄裝置接收控制信號和計米輪的脈衝信號，並根據定測點和標識信息計算得到相同類型且相鄰軌旁設備間的線路距離。
所述數據記錄裝置接收所述控制信號，根據所述定測點、標識信息和線路距離獲得相同類型且相鄰軌旁設備的間隔距離，並根據所述間隔距離與軌道參數生成預設規格的定測數據並存儲，以便將電子地圖上的數據進行更新。
本發明實施例所述的軌旁設備定測器在工作過程中從軌道的某一設定點沿著軌道軌面上均勻移動，移動過程中，對線路距離長度和軌道參數進行測量並記錄。
當軌旁設備定測器移動到線路上某一軌旁設備A位置處，通過雷射雷達獲取到該軌旁設備A的外形幾何尺寸、顏色等屬性信息，並將獲得的屬性信息發送給分析模塊，分析模塊將外形幾何尺寸與預設外形幾何尺寸進行匹配，當匹配完成後會獲得該軌旁設備A屬於應答器，則以軌旁設備A的外形幾何尺寸的中心點作為定測點①，同時將該軌旁設備進行標號①，以區分在線路上的眾多同類型的軌旁設備。
分析模塊將定測點①和標號①發送給執行模塊。執行模塊將軌旁設備A的定測點①和標號①發送給數據記錄裝置，以使數據記錄裝置接收計米輪的脈衝信號後，並根據定測點①和標號①開始計數。
當軌旁定測器移動到線路上下一個軌旁設備B位置處，通過雷射雷達獲取到該軌旁設備的外形幾何尺寸、顏色等屬性信息，並將獲得的屬性信息發送給分析模塊，分析模塊將外形幾何尺寸與預設外形幾何尺寸進行匹配，當匹配完成後會獲得與之前定測點所屬軌旁設備B也是應答器，則以該軌旁設備B的外形幾何尺寸的中心點作為定測點②，同時將該軌旁設備進行標號②。
分析模塊將定測點②和標號②發送給執行模塊，執行模塊將前軌旁設備的定測點②和標號②發送給數據記錄裝置，以使數據記錄裝置接收計米輪的脈衝信號後，並根據定測點②和標號②與定測點①和標號①開始計數計米輪的脈衝數，計算得到相同類型軌旁設備之間的距離。
另外，當軌旁定測器移動到線路上下一個軌旁設備B位置處，通過雷射雷達獲取到該軌旁設備的外形幾何尺寸、顏色等屬性信息，並將獲得的屬性信息發送給分析模塊，分析模塊將外形幾何尺寸與預設外形幾何尺寸進行匹配，當匹配完成後會獲得與之前定測點所屬軌旁設備B是信號機，則以該軌旁設備B的外形幾何尺寸的中心點作為定測點①，同時將該軌旁設備進行標號①。其中，該定測點①是針對信號機的定測點，標號①是針對信號機的標號。
此時，分析模塊將定測點①和標號①發送給執行模塊。執行模塊將軌旁設備B的定測點①和標號①發送給數據記錄裝置，以使數據記錄裝置接收計米輪的脈衝信號後，並根據定測點①和標號①開始針對信號機的計數。
本發明實施例提供一種軌旁設備定測器，通過在軌道軌面上自動移動，對經過的軌旁設備進行識別，接收計數信號，從而計算相同類型軌旁設備之間的間距，同時還對軌道的曲線、超高及坡度進行測量，實現自動化檢測，數據記錄準確，定測精確度的目的。
如圖4所示，本發明實施例提供一種基於上述軌旁設備定測器的定測方法，該方法包括：
S11、當所述軌旁設備定測器在軌道上行走時，所述行走裝置實時測量線路距離及軌道參數，並發送給所述數據記錄裝置；
S12、當所述採集裝置採集到第一軌旁設備的第一屬性參數後，將第一屬性參數發送給控制裝置；
S13、所述控制裝置根據所述第一屬性參數識別獲得所述第一軌旁設備的第一定測點和第一標識信息，並將所述第一定測點、第一標識信息和第一控制信號發送給所述數據記錄裝置，所述標識信息包括類型信息和標號信息；
S14、所述數據記錄裝置接收第一控制信號，並根據所述第一定測點和第一標識信息開始記錄實時測量線路距離；
S15、當所述採集裝置採集到第二軌旁設備的第二屬性參數後，將第二屬性參數發送給控制裝置；
S16、所述控制裝置根據所述第二屬性參數識別獲得所述第二軌旁設備的第二定測點和第二標識信息；若所述第二標識信息中的類型信息與所述第一標識信息中的類型信息相同，則將所述第二定測點、第二標識信息和第二控制信號發送給所述數據記錄裝置；
S17、所述數據記錄裝置接收第二控制信號，並根據所述第二定測點和第二標識信息結束記錄線路距離，獲得所述第一軌旁設備和第二軌旁設備的間隔距離。
另外，步驟S16可包括：
若所述第二標識信息中的類型信息與所述第一標識信息中的類型信息相同，所述控制裝置將所述第二定測點、第二標識信息和第三控制信號發送給所述數據記錄裝置，以使所述數據記錄裝置接收第三控制信號，並根據所述第二定測點和第二標識信息開始記錄實時測量線路距離。
由於本實施例所述定測方法與上述實施例所述軌旁設備定測器的原理相同，故在此不再贅述。
本發明實施例提供一種軌旁設備定測方法，通過在軌道軌面上自動移動，對經過的軌旁設備進行識別，接收計數信號，從而計算相同類型軌旁設備之間的間距，同時還對軌道的曲線、超高及坡度進行測量，實現自動化檢測，數據記錄準確，定測精確度的目的。
此外，本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。例如，在下面的權利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。
應該注意的是上述實施例對本發明進行說明而不是對本發明進行限制，並且本領域技術人員在不脫離所附權利要求的範圍的情況下可設計出替換實施例。在權利要求中，不應將位於括號之間的任何參考符號構造成對權利要求的限制。單詞「包含」不排除存在未列在權利要求中的元件或步驟。位於元件之前的單詞「一」或「一個」不排除存在多個這樣的元件。本發明可以藉助於包括有若干不同元件的硬體以及藉助於適當編程的計算機來實現。在列舉了若干裝置的單元權利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬體項來具體體現。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。
本領域普通技術人員可以理解：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明權利要求所限定的範圍。