[发明专利]高速铁路轨道平顺性动静结合快速检测系统

说明书

本发明涉及高速铁路轨道平顺性动静结合快速检测系统，包括搭载平台和其上设置的测量单元；测量单元包括控制终端、数据采集模块和传感器，还包括棱镜、惯性测量装置、GNSS接收机或全站仪；数据采集模块向传感器发送测量指令，接收传感器数据，并向控制终端实时发送；棱镜接收全站仪发出的光信号并反射；惯性测量装置连续测量搭载平台的空间三维姿态，并发送给数据采集模块；GNSS接收机接收GNSS信号，并将接收到的定位信息传输给数据采集模块；全站仪观测线路两侧布设的CPIII控制点，并将CPIII控制点观测值传输给控制终端。该系统采用模块式设计方式，通过独立测量模块在统一搭载平台上的相互优化组合，实现不同的功能应用。

技术领域

本发明属于轨道测量技术领域，具体涉及一种高速铁路轨道平顺性动静结合快速检测系统。

背景技术

高速运行的轮轨列车舒适性和安全性的根本保证来源于轨道的高平顺性，轨道平顺性的要求随运营速度呈几何指数增长，具有持久稳定的高平顺性轨道是高速铁路区别于普速铁路的主要标志。由于轨道的定位安装、轮轨的长期作用、轨道结构的不均匀变形等因素影响，高速铁路的轨道难免在轨距、水平（超高）、轨向、高低等方面达不到设计要求，使轨道出现异常波动或起伏，影响列车的高速、平稳和舒适运行。因此，在高速铁路的建设和运营过程中，需对高速铁路的轨道平顺性进行高效精准检测，以保证轨道的高平顺性。

目前，轨道几何状态测量仪（以下简称“轨检小车”）是对高速铁路轨道平顺性进行检测的主要设备，可广泛应用于轨枕定位、长轨精调和运营维护等阶段。根据技术原理和测量模式的不同，轨检小车大致可以分为：（1）以全站仪为核心测量设备的静态绝对测量轨检小车；（2）以陀螺仪为核心测量设备的动态相对测量轨检小车；（3）以惯性测量为核心测量设备的动态绝对测量轨检小车。

基于全站仪的静态绝对测量轨检小车是将全站仪架设于轨道中线附近，利用沿线已布设的轨道控制网（CPⅢ）进行自由设站，并采用极坐标测量方法测量轨检小车上的棱镜，以“一步一停”的静态测量模式对轨道平顺性进行检测。这类设备的优点是测量精度较高，能够获取轨道的内外部几何状态，设备购置费用便宜，但缺点是对轨道控制网的依赖性较强，数据采集效率低下。因此，这类设备适用于施工条件恶劣且对测量效率要求不高的轨枕定位。

基于陀螺仪的动态相对测量轨检小车是将陀螺仪安装在轨检小车上，通过连续采集轨检小车在轨道上运行时的姿态变化，实现对轨道平顺性的检测。这类设备的优点是不依赖于轨道控制网，能够进行动态测量，作业效率较高，但缺点是不能获取轨道的外部几何状态，很难满足轨道长波不平顺的测量精度。因此，这类设备适用于轨道的日常巡检，但无法用于轨枕定位和大机捣固作业。

基于惯性测量的动态绝对测量轨检小车是利用惯性测量的相对测量优势和全站仪或GNSS的绝对定位能力，采用相对测量与绝对测量相结合的方式，通过对多源采集数据进行综合解算，实现对轨道平顺性的检测。这类设备的优点是能够动态获取轨道的内外部几何状态，作业效率较高，但缺点是设备初始化时间较长，设备购置费用昂贵。因此，这类设备适用于工作量大且对测量效率有较高要求的长轨精调和运营维护阶段。

综上所述，既有轨道检测设备在数据获取、测量精度、作业效率及应用环境等方面，或多或少都受到制约与限制，通用性较差，需在高速铁路全生命周期内配置多种设备，才能满足当前我国高速铁路对轨道平顺性高效精准检测的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种高速铁路轨道平顺性动静结合快速检测系统，该系统采用模块式设计方式，通过独立测量模块在统一搭载平台上的相互优化组合，实现不同的功能应用，解决既有轨道检测设备在诸多方面存在的缺陷或不足，达到对轨道平顺性的高效精准检测目的。

本发明所采用的技术方案为：

高速铁路轨道平顺性动静结合快速检测系统，其特征在于：

所述系统包括搭载平台和其上设置的测量单元；

所述搭载平台为轨道车；