接觸網檢測激光相機加裝鼓風裝置

廣州地鐵 廣州 510380

摘要：現行業內接觸網幾何尺寸檢測以采用激光-相機組件為主，其檢測精度受附著在激光相機鏡片灰塵、水等侵入物質影響。本文以提高接觸網檢測精度為目的，分析接觸網檢測產生檢測精度誤差的原因，研究開發消除影響因素的技改裝置，解決實際應用中的困難。

關鍵詞：接觸網檢測；誤差；鼓風裝置

引言

接觸網的質量和工作狀態直接影響著電氣化鐵道的運輸能力。傳統接觸網測量方法主要靠手工測量和目測，其速度慢、隨機性大、準確率低不能滿足線網鐵路接觸網發展的需要。接觸網動態檢測車采用先進的檢測設備，速度快、檢測參數多、準確率高。接觸網動態檢測已逐步成為接觸網幾何尺寸檢查的主要方式，接觸網檢測數據的精度也逐漸成為影響電客車運行安全的主導因素。

一 幾何參數檢測原理

廣州地鐵現今使用的檢測車為G031網軌檢測車，在車上安裝激光-相機設備，采用非接觸式的激光數字攝像技術進行檢測。檢測系統包括幾何參數檢測系統、補償檢測系統、定位系統、攝像監視系統、動態參數檢測系統、輔助參數及其他等六大部分組成，接觸網檢測參數包括接觸線導高、拉出值、接觸線硬點、弓網壓力、速度、溫度等。

幾何參數測量采用激光器-相機組件設備，激光器發射線激光向上投射到接觸線上，高速工業數字相機傾斜一定的角度（如圖1）向上拍攝光條在接觸線上的畸變圖像，通過成像位置計算出接觸線相對相機的高度和橫向偏移，再根據相機安裝在車體的位置換算出接觸線的導高和拉出值。

圖1 接觸網激光取點圖

數字相機輸出的為用像素整列來表示的8位灰度位圖圖像，找出激光線打在接觸線上所形成的畸變曲線（圖2圓圈位置）接觸線底部在圖像中的像素坐標，然后通過一定的標定計算，就可以換算出接觸線在實際空間中的幾何位置，即導高和拉出值。通過車體振動補償測量裝置測量車體相對于鋼軌的位移量進行補償，從而輸出導高和拉出值。

圖2 激光相機取點

二 使用過程存在的問題

G031網軌檢測車負責廣州地鐵一、二、三、八號線的接觸網動態檢測，其中地鐵一號線設計有2km為露天段，采用柔性接觸網供電；各線路車輛段線路均采用露天段柔性接觸網供電。

下雨天氣接觸網檢測過程中發現：檢測激光相機取點得到的畸變曲線出現不同程度的變形或消失，檢測數據出現大量異常超限或超限值偏大，無法正常反應接觸網實際幾何尺寸，失去接觸網檢測的動態監控作用。

由于接觸網作業車時有在作業前無法對檢測激光相機鏡片進行清洗擦拭，因此殘留在鏡片上的污垢、粉塵等侵入物亦可對檢測系統產生不利的影響，使檢測設備無法探測接觸網真實“健康狀況”。

三 加裝鼓風裝置改造

從產生問題的源頭著手，根據鼓風吹散雨水、灰塵等雜質的原理，利用網軌檢測車受電弓升降氣缸的分流氣壓，引入到激光相機對準鏡片進行鼓風清潔鏡片。具體做法是：

1、從車體氣缸管中接入分流閥、開關電磁閥，用軟管將分流的氣壓從車底引至車頂，如圖3所示；

2、將氣流管分成4支，分別引入至剛性相機、柔性相機、剛性激光器、柔性激光器鏡片邊上，分別用固件進行固定，保證氣管的噴頭對準鏡片，如圖4；

3、啟動電源、氣動系統，打開分流電磁閥開關，人為在激光相機鏡片上灑水，反復試驗，調

圖3 氣管接入圖

圖4 氣管安裝圖

節分流氣壓至6Mpa，同時試驗受電弓的升降動力，確保對受電弓的升降無影響。

經過重復的試驗、調節，確保飄灑的雨水及塵埃不能在鏡片上停留，不影響檢測。改造效果如圖5，試驗表明改造后的接觸網檢測數據不受侵入物的干擾。

圖5 改造試驗效果圖

結論

在檢測前打開電磁閥，用鼓風裝置對激光相機鏡片進行清潔，在下雨時采用一邊檢測一變鼓風的模式。該鼓風裝置的使用很大程度解決了雨水、灰塵對檢測數據的影響，從而提高了檢測數據的精度，提供了地鐵運營安全的保證；省略人工爬到車頂對設備進行清潔，很好的消除了人為操作安全隱患，且在供電區段可使用，達到隨時隨地鼓風清潔的目的，值得在后續檢測設備中推廣使用。但在設備使用的同時考慮氣缸方面的安全及受電弓升降問題，將會為設備提供更安全的前提。

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