非接觸式接觸網幾何參數檢測系統(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)、應用更先進的高速動態(tài)接觸網檢測技術以實現對鐵路運行質量的評判研究受到越來越多的重視。 本文在研究國內外現有接觸網檢測方法的基礎上，針對目前接觸網幾何參數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障礙物所產生的輪廓曲

2、線加以目標識別、運動跟蹤以達到獲得接觸網幾何參數目的的非接觸式檢測方案。這樣，由于檢測實現的非接觸性，此測試系統(tǒng)就能同時具有兩種工作模式：其一是動態(tài)參數測試模式，即在檢測車的模擬受電弓與接觸網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，不受其它附加質量的影響，因而可以保持良好的動態(tài)跟隨特性，使檢測數據非常接近列車實際運行時的狀況。其二是靜態(tài)參數測試模式，即在無需模擬受電弓和接觸線接觸的情況下進

3、行接觸網參數的測量；此狀況下，接觸線不會產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基本接近靜態(tài)值。此外，兩種狀態(tài)下的測量數據除了能夠分別獨立應用于動態(tài)品質研究或靜態(tài)檢修維護外，還可進行綜合對比，以便為動態(tài)品質的分析研究提供更加直觀、可靠的基礎。 本文方案實現大體過程如下：首先對系統(tǒng)的硬件設備進行了選型及功能設定，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據采集單元，接口豐富、數據處理能力強大

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顯、運算、輸出及交互終端；出于實時性及靈活接口的考慮，設計了基于上述硬件設備的多種連接方式。隨后，針對檢測原理、誤差影響因素、數據有效性控制方法，及不同安裝方式對檢測結果的利弊影響等分別進行了討論；針對測得的檢測參數，采用并比較了幾種常用的數字濾波器。此外，以軟件工程思想為指導，軟件工程技術為依托，對系統(tǒng)檢測軟件進行了分析、設計與實現；經現場測試，及與接觸式檢測結果的對比，驗證了本設計方