阅读说明：本技术 铁路沿线建筑限界测量方法 (Railway line building clearance measuring method ) 是由 杨洋 李志和 胡伟豪 邓卓鑫 王瑞涛 史振帅 于 2019-05-05 设计创作，主要内容包括：本发明提出一种用于测量轨道沿线的建筑限界激光测距法。该激光测距车是由(1)轨上小车、(2)激光发射器、(3)角度传感器组成,(2)激光测量器和(3)角度传感器都集成安装在激光测距仪上面,(1)轨上小车可以在轨上自动行走。这套新方法的优势在于：通过使用激光测距仪来实施激光而非接触式测距法,设备和测试人员通过操纵在轨道上行驶的轨道小车,远距离控制激光测距仪对铁路沿线的建筑进行发射激光与信号接受,再使用精确的算法,就可以精确的得出铁路限界数据,再与规定的站台建筑限界进行对比判断现行建筑界限是否超出了危险范围。通过这种方式对轨道沿线的建筑限界的测量十分精确,并且大大建设了铁路工人的劳动量。(The invention provides a building clearance laser ranging method for measuring the distance along a track. The laser ranging vehicle consists of (1) a trolley on the rail, (2) a laser emitter, (3) an angle sensor, (2) a laser measurer and (3) the angle sensor are integrally installed on the laser ranging instrument, and (1) the trolley on the rail can automatically walk on the rail. The advantages of the new method are that: the laser distance measuring method is implemented by using the laser distance measuring instrument instead of a non-contact distance measuring method, equipment and testers can remotely control the laser distance measuring instrument to transmit laser and receive signals to buildings along the railway by operating a rail trolley running on the rail, railway clearance data can be accurately obtained by using an accurate algorithm, and then the railway clearance data is compared with a specified platform building clearance to judge whether the current building clearance exceeds a danger range. In this way, the measurement of the building clearance along the rail is very accurate, and the labor capacity of railway workers is greatly increased.)

铁路沿线建筑限界测量方法

技术领域

本发明涉及一种铁路沿线建筑限界测量方法——建筑限界激光测距法，属于测量技术领域。铁路建筑限界是一个和线路中心线垂直的极限横断面轮廓，它规定了保证机车车辆安全通行所需要的横断面的最小尺寸。所以测量铁路与沿线的建筑距离是非常必要的。

背景技术

随着我国铁路建设的飞速发展，2015年底全国铁路营运里程达121万公里，其中高速铁路19万公里。在实践中发现客运站台建筑限界存在问题突出，尤其在曲线和过渡段加宽方面。主要表现为对TG/01-2014《铁路技术管理规程》（以下简称《技规》）规定的站台建筑限界理解不透彻，曲线加宽理论不掌握，曲线过渡段加宽标准不清楚，采取保守做法随意扩大加宽范围等。不但给行车安全造成隐患，给旅客乘降造成不便，甚至发生旅客坠落站台的人身伤害事故。为此，需要系统性地完善客运站台建筑限界加宽理论，对圆直过渡段加宽范围进行明确，对轨道车辆建筑沿线进行建筑界限测量以保证列车的行车安全。

目前大部分的建筑界限测量方法为人工式测量，主要测量工具是站台限界测量尺和数显式的测量仪。这种方式的弊端是测量人员必须下道进行操作，而且需要多个人同时下行车股道测量，必须在铁路维修天窗作业的时间完成测量，并且需要提前一周申报，有限的维修天窗作业时间很难满足作业人员按时完成铁路沿线的建筑限界测量的巨大工作量。建筑限界数据需要及时更新，如果不能定期更新，对行车运输安全造成很大的安全隐患。现在的测量方式费事费力，工作效率较低，误差大。

为了解决上述测量过程中所遇到的问题，研究出了一套“用于测量铁路建筑界限距离的激光测距法”。这种方法不仅可以使人员和设备不下道就可以完成测量作业，并且考虑到了实际磨损轨道与理论轨道的差别而更加的精确，更能运用到实际之中。

本发明提出一种用于测量轨道沿线的建筑限界测距法。本新方法的优势在于：通过使用激光测距仪发射激光来对轨道的沿线建筑进行限界测量，设备测试人员可以远距离操纵在轨道上行驶的轨道小车，实现激光测距仪对铁路沿线的建筑进行发射激光与信号接受，再通过内部设计算法，就可以准确的得出铁路限界数据，再与规定的站台建筑限界进行对比判断现行建筑界限是否超出了危险范围。通过这种方式对轨道沿线的建筑限界的测量十分精确，并且大大建设了铁路工人的劳动量。本发明与传统的建筑限界测距法其优势十分明显：1、通过控制小车在被测轨道上行驶，测试速度十分迅速，并且所得的数据十分准确。测试人员能在短时间内完成铁路沿线的建筑限界的测量。2、采用该方法，测量人员不用下道进行测量，可以直接室内对激光测距仪进行远程测量作业，大大减少了测试时间与测试的工作周期。

附图说明

附图1：激光测距仪承载平台

附图2：激光测距仪的测距算法

具体方案

测量步骤如下：

搭建轨道检测小车的平台。如图1所示。

1、放置测量工具。将激光测距仪安装在轨道检测小车的顶部；

2、对激光测距仪进行初始状态校准。打开激光测距使其进入测量状态。激光测距仪内的控制系统首先对激光探头的位置进行校准。

3、确定激光测距仪初始位置。由于轨道小车在行驶过程中会产生一定程度的横向偏差

(如图2所示)，为了确定轨道的中心平面。首先转动激光测距装置与水平方向角度，测量轨道侧边的A点，通过公式：

得到激光测量器距离钢轨左侧轨道内测面的距离为

。然后转动激光测距装置与水平方向角度，测量轨道侧边B点，通过公式：

得到激光测量器距离钢轨右侧轨道内测面的距离为

。

轨道的中心距为

4、确定建筑限界的水平与垂直距离。通过激光测距仪的转动来对所测的建筑进行激光扫描。转动激光测距装置与水平方向角度

，由激光测距仪打出的激光束来确定所得和水平线构成的三角形（图2所示），利用编程计算出

（即

），根据计算公式：

即得出水平距离,即。激光距离建筑的垂直距离可通过程序计算出站台界限到激光发射点的距离，利用编程计算导出公式：

得出垂直距离H，

（为激光测距仪至轨道中性平面的垂直距离，为激光测距仪的支撑杆长度。）