文档介绍：2013 第五届中国铁路电气化技术装备交流大会
一种基于多传感器的接触网动态检测装置
赵必武
摘要:随着电气化铁路的不断发展,对接触网检测提出了新要求。文中提出了一种基于多传感器
的接触网动态检测方式,采用非接触测量方式对接触网几何参数进行全天候测量,通过高清成像
实现了对支柱建立包括图片和测量参数的档案。同传统检测方式相比,能够更加对客观、直观的
发现接触网的缺陷和安全隐患。测试表明:系统运行稳定、测量参数准确,具有一定的应有价值。
1 概况
铁路运输在国民经济结构中所起的重要作用不言而喻,电气化作为铁路发展的必然趋势之一,
有着节约资源、减小环境污染、提高运输效率等诸多优点。截止 2012 年 12 月 1 日,我国电气化
里程数达到 万公里,居世界第一位[1]。随着电气化里程的增加、铁路运行速度的不断提高和
运输任务的增加,保障列车安全运行的任务也越来越重,工作量也越来越大。机车运行过程中的
电力通过车顶的受电弓从接触网获得,为了保证获得持续稳定的电流,保证接触线处在正常的工
作状态对提高受流质量具有重要作用。为了实时了解接触网当前的工作状态,对接触线的监测检
测也越来越重要,要求也越来越高。
为了满足目前对接触网的检测要求,课题组经过大量的调研后,集中力量,开发了一种基于
多种传感器检测手段的接触网动态测量装置,可实现对接触网几何参数的非接触测量和关键部位
的拍照。通过对测量数据和拍摄图片的分析、处理,能够实现利用相关软件,实现对检测数据进
行显示、存储、分析和管理,并输出多种数据报表。系统采用模块化设计,具备优良的可扩展性
能,完全满足现有接触网检测需求。
2 系统硬件
图 1 系统框图
系统中采用了采用模块化设计思路,由图 1 可知系统硬件部分包括接触网几何参数测量模块、
里程检测传感器、全景高清摄像机、关键部位抓拍高清摄像机、光源补偿装置、数据处理计算机、
134 世界轨道交通
2013 铁路电气化技术装备交流展示会
3G 无线传输模块和网络服务器等主要部分组成。各模块主要完成了两大功能:一是采用非接触方
式实现了对接触网几何参数的检测;二是使用高清摄像头完成了对接触网线路及碗臂地巡视视频
采集;三是利用 3G 技术实现了检测数据和图像数据的远程传输。
接触网非接触测量
图 2 激光传感器测量原理
系统中选用激光扫描测距传感器,对接触线的几何参数进行非接触无损测量。设备测量原理
如图 2 所示:发射器发出激光脉冲波,当激光波碰到遮挡物后,部分能量返回,当接收器收到返
回激光波后,传感器计算它到物体的距离值。传感器内的扫描器连续不停的发射激光脉冲波到高
速旋转的镜面上,将激光脉冲波发射向各个方向,根据反射回的激光脉冲从而形成一个二维区域
的扫描。设备内置了多重滤波技术,使得在风、雨、沙等恶劣环境或激光穿过玻璃等情况下,仍
然能够进行精确测量。激光传感器部分参数为:
(1) 扫描角度:Max:190°,可调
(2) 角度分辨率:°~°可调
(3) 扫描频率:25-100Hz
(4) 数据接口:以太网
(5) 防护等级:IP67
(6) 工作