基于激光雷達的接觸網檢測檢修系統(tǒng)設計與實現(xiàn).pdf

1、電氣化機車以其環(huán)境污染小、性能好等優(yōu)點，逐步取代了蒸汽、內燃機車。電氣化鐵路接觸網因其架設和運行的特點，使其無論在架設還是在運行階段都需要經常檢測和維護，這在高速發(fā)展的中國電氣化鐵路環(huán)境下，對保障鐵路安全的運維部門提出了嚴峻挑戰(zhàn)。相對當前依靠人工逐點檢測方法，如何自動、快速、準確地檢測接觸網幾何參數(shù)已成為當前接觸網建設和運維部門亟待解決的問題。
　　針對現(xiàn)有接觸網運維過程中人工檢測方法效率低、穩(wěn)定性差、存在安全隱患等問題，本文結合

2、供電段接觸網檢修作業(yè)管理規(guī)范，在研究應用激光雷達檢測接觸網幾何參數(shù)技術和問題的基礎上，設計一種基于激光雷達、應用于檢修作業(yè)車上的接觸網檢測檢修系統(tǒng)，以實現(xiàn)鐵路接觸網檢修作業(yè)過程中自動、快速、準確檢測和過程規(guī)范化管理。論文具體工作如下:
　　在分析和研究目前常用的激光和圖像檢測接觸網幾何參數(shù)原理的基礎上，結合接觸網檢修作業(yè)車的工況特點、供電段檢修作業(yè)規(guī)范管理要求，本文設計了一種基于激光雷達的接觸網檢測檢修系統(tǒng)的整體結構。該系統(tǒng)應用高

3、速高分辨率單線激光雷達用于快速測量接觸網，再用適當?shù)乃惴ㄗR別接觸線和它的幾何參數(shù);為了滿足現(xiàn)場多目標和終端流動性需要，軟件采用C/S結構，并用卡控方式記錄和規(guī)范檢修流程;為今后可能通過大數(shù)據分析等方法服務接觸網運維，本文設計了運用GPS、位移編碼等方法來記錄檢測數(shù)據位置信息。
　　以蘭州鐵路局蘭州供電段提供的JW-4型接觸網檢修作業(yè)車為平臺，實現(xiàn)了一套日常運維服務的接觸網檢測檢修卡控一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)應用卡爾曼濾波算法從雷達數(shù)據中

4、有效地識別了接觸線;在對多達400MB/h的原始數(shù)據進行記錄時，根據系統(tǒng)需求設計了約50MB/h的編碼規(guī)則，使系統(tǒng)在簡化資源需求前提下，可完全恢復所關心的全部原始信息;該系統(tǒng)使用VS2010開發(fā)環(huán)境，編寫了測量、數(shù)據分析處理和滿足接觸網各種檢修作業(yè)、操作流程要求的系統(tǒng)應用軟件。
　　本文設計的系統(tǒng)已在蘭州鐵路局蘭州供電段進行了試驗和應用。試驗結果表明該系統(tǒng)相較于采用傳統(tǒng)的檢修方法能有效提高接觸網的檢修效率;該系統(tǒng)的應用減輕了勞動強