非接觸式接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)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(duì)高速接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性的要求日益提高。由于高速動(dòng)態(tài)檢測(cè)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(yùn)行的實(shí)際、也更具參考價(jià)值，從而使得不斷開發(fā)、應(yīng)用更先進(jìn)的高速動(dòng)態(tài)接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路運(yùn)行質(zhì)量的評(píng)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(cè)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前接觸網(wǎng)幾何參數(shù)檢測(cè)中存在的問題與不足，提出了利用由二維激光雷達(dá)對(duì)視距內(nèi)障礙物所產(chǎn)生的輪廓曲

2、線加以目標(biāo)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)跟蹤以達(dá)到獲得接觸網(wǎng)幾何參數(shù)目的的非接觸式檢測(cè)方案。這樣，由于檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的非接觸性，此測(cè)試系統(tǒng)就能同時(shí)具有兩種工作模式：其一是動(dòng)態(tài)參數(shù)測(cè)試模式，即在檢測(cè)車的模擬受電弓與接觸網(wǎng)實(shí)際接觸的條件下進(jìn)行測(cè)量；由于激光雷達(dá)裝置安裝于車體頂部，檢測(cè)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(dòng)態(tài)跟隨特性，使檢測(cè)數(shù)據(jù)非常接近列車實(shí)際運(yùn)行時(shí)的狀況。其二是靜態(tài)參數(shù)測(cè)試模式，即在無需模擬受電弓和接觸線接觸的情況下進(jìn)

3、行接觸網(wǎng)參數(shù)的測(cè)量；此狀況下，接觸線不會(huì)產(chǎn)生由受電弓壓力引起的抬升和振動(dòng)，完全處于自然狀態(tài)，所以此時(shí)測(cè)得的參數(shù)基本接近靜態(tài)值。此外，兩種狀態(tài)下的測(cè)量數(shù)據(jù)除了能夠分別獨(dú)立應(yīng)用于動(dòng)態(tài)品質(zhì)研究或靜態(tài)檢修維護(hù)外，還可進(jìn)行綜合對(duì)比，以便為動(dòng)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(shí)現(xiàn)大體過程如下：首先對(duì)系統(tǒng)的硬件設(shè)備進(jìn)行了選型及功能設(shè)定，即采用了基于光束飛行時(shí)間測(cè)距原理的高頻激光雷達(dá)作為數(shù)據(jù)采集單元，接口豐富、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)大

4、的嵌入式電腦作為前端處理器，穩(wěn)定可靠的工控機(jī)作為數(shù)顯、運(yùn)算、輸出及交互終端；出于實(shí)時(shí)性及靈活接口的考慮，設(shè)計(jì)了基于上述硬件設(shè)備的多種連接方式。隨后，針對(duì)檢測(cè)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(duì)檢測(cè)結(jié)果的利弊影響等分別進(jìn)行了討論；針對(duì)測(cè)得的檢測(cè)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(duì)系統(tǒng)檢測(cè)軟件進(jìn)行了分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，及與接觸式檢測(cè)結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)方