安伯格 grp vms軌道快速測量系統(tǒng)

PAGE3安伯格GRPVMS軌道快速測量系統(tǒng)1、概述在快速客運專線大量建設、運營的時期,如何采用科學的管理手段和方法來保持軌道的平順狀態(tài)是鐵路工務部門面對的一個新課題和挑戰(zhàn)。為了保持軌道的平順狀態(tài)，需要采用檢測手段定期對軌道實際狀態(tài)進行檢測,然后用各級軌道不平順管理標準進行評估,對超限地段制定維修計劃,用各種維修機具對軌道進行維修,再檢測,再維修,直到滿足標準為止。這個過程中,有效的檢測手段、對保持其平順性具有重要的作用。2、當前線路檢測存在的難題2.1長波不平順的檢測由于列車運營速度的提高，為了保證列車的平順運行，對長波不平順的檢測成為必不可少的檢測內(nèi)容。采用基于CP3的絕對測量系統(tǒng)，可以很好的檢測軌道的長波不平順，但測量效率不能讓人滿意；采用基于弦測法或慣性基準法的相對測量系統(tǒng)，可以達到較高的測量效率，但長波不平順測量精度上還不能完全保證。2.2測量精度與效率的平衡目前客運專線維修天窗大部分是安排在夜間,時間短、工作量大，亟需測量精度滿足要求、效率與自動化程度高的測量設備。就目前的技術(shù)水平而言，要到達較高的測量精度離不開CP3控制點。但現(xiàn)在利用CP3點對線路進行檢測的設備主要就是絕對測量小車，這樣的設備測量效率不能令人滿意。而完全不使用CP3的相對測量設備則很難滿足長波不平順的測量精度。為此，需要一種檢測手段，既能夠兼顧CP3點的絕對控制，又能夠?qū)崿F(xiàn)軌道平順性的快速檢測，以達到精度與效率的平衡。3、GRPVMS系統(tǒng)介紹GRPVMS采用基于絕對控制的相對測量原理，將絕對測量和相對測量完美結(jié)合在一起，更加高效的利用CP3，可以在保證精度的前提下，極大提高測量效率。3.1硬件該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集小車和衛(wèi)星小車組成（圖1和圖2）。數(shù)據(jù)采集小車除了集成了里程、超高和軌距傳感器還安裝了控制點測量儀，可以測量軌道到控制點的橫距和垂距。衛(wèi)星發(fā)射小車上安裝一臺具有目標自動跟蹤功能的全站儀，全站儀自用自動調(diào)平基準，不需手動調(diào)平，可節(jié)省大量時間。兩個小車之間使用無線通訊裝置進行通訊。圖1：數(shù)據(jù)采集軌檢小車圖2：衛(wèi)星小車3.2測量軟件系統(tǒng)配備AmbergRail軌道測量軟件。測量之前輸入軌道的設計信息：曲線要素（四大樁的里程、曲線半徑、緩和曲線長）坡度及豎曲線超高CP3控制點到軌道的設計橫距和垂距3.3測量原理該系統(tǒng)根據(jù)CP3控制點將線路分割為若干測量區(qū)間，兩個相鄰CP3控制點之間的軌道為一個測量區(qū)間。每個測量區(qū)間的兩端使用CP3控制點，基于CP3控制點到軌道的設計橫距和垂距，進行絕對控制；兩端之間的軌道使用全站儀，基于全站儀獨立坐標系，進行相對測量。請參考圖3。兩個測量區(qū)間之間使用1個CP3點搭接，所有測量區(qū)間數(shù)據(jù)采集后，軟件會自動將它們連接起來，進行數(shù)據(jù)優(yōu)化處理，得到軌道起撥道量。圖3:安伯格雙車測量系統(tǒng)原理圖4、安伯格GRPVMS測量系統(tǒng)作業(yè)流程內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)準備現(xiàn)場系統(tǒng)組裝、傳感器校準；數(shù)據(jù)采集小車停在一個CP3點所對應的軌道位置上；衛(wèi)星發(fā)射小車停在下一個CP3點后面5-10m所對應的軌道位置上；衛(wèi)星發(fā)射小車的全站儀自動調(diào)平后，手動瞄準數(shù)據(jù)采集小車上的棱鏡；數(shù)據(jù)采集小車上的控制點測量儀測量第一個CP3點（起點）；向全站儀的方向推行數(shù)據(jù)采集小車，停在下一個CP3點所對應的軌道上，其間動態(tài)或靜態(tài)采集所有軌道點；數(shù)據(jù)采集小車上的控制點測量儀測量第二個CP3點（終點）。全站儀向前推行到下個CP3點后面的5-10米軌道位置上重復步驟1)-9)，直到采集完所有測量區(qū)間室內(nèi)數(shù)據(jù)處理獲得軌道的偏差及調(diào)整方案5、測量精度與效率分析5.1測量精度軌距：0.2mm水平：0.3mm軌向/高低（短波不平順，5m檢核/30米弦）：0.7mm；軌向/高低（長波不平順，150米檢核/30米弦）：2mm平面/高程（絕對測量精度）：2mmPAGE45.2測量效率：1)動態(tài)采集試驗結(jié)果表明如果一個測量區(qū)間的測量距離為120米，則動態(tài)測量效率約為1.2km/h，適用于無砟軌道精調(diào)，如果測量區(qū)間的距離為180m，動態(tài)測量效率約為1.5k2)靜態(tài)采集靜態(tài)的效率取決于采樣點的間隔，假設采用間隔為5m，靜態(tài)采集的效率可達動態(tài)采集的80%。測量模式的選擇取決于對測量精度的要求及測量目的。一般認為，有砟軌道選用動態(tài)模式即可，無砟軌道可根據(jù)需要選擇動態(tài)或靜態(tài)。6、案例分析北京鐵路局于2011年9月份利用GRPVMS對武清站三公里區(qū)間進行了測量（圖4圖5），依據(jù)其絕對測量的結(jié)果出具調(diào)整方案，并于2011年10月份進行了調(diào)整和復測（圖6），測量采用動態(tài)模式，一個測量區(qū)間控制在120m以內(nèi)，測量效率約1km/h，絕對測量精度可達2mm圖4：全站儀圖5：數(shù)據(jù)采集小車圖6：軌道精調(diào)前后高程偏差對比圖7：GRPVMS與GRP1000測量結(jié)果對比（豎向刻度2mm）7、總結(jié)瑞士安伯格（Amberg）技術(shù)公司作為全球領先的軌道和隧道測量技術(shù)廠商,一貫致力于為用戶提供一流的獨創(chuàng)性測量解決方案。為了解決客運專線軌道檢測速度與精度不能兼顧的難題，根據(jù)客運專線軌道檢測的特點，專門研發(fā)了該系統(tǒng)。該系統(tǒng)在設計和使用方面具有以下優(yōu)點：效率高、一個作業(yè)天窗的測量的數(shù)據(jù)就能夠滿足一個大機的作業(yè)。全中文界面和報表，圖形功能強大，如圖8所示；可根據(jù)客戶的需要輸出不同的數(shù)據(jù)格式。瑞士原裝進口，加工精密，結(jié)構(gòu)簡單，道岔測量暢通無阻；主要零部件全內(nèi)置，防水性能好。使用該系統(tǒng)對軌道進行檢測，還可拉長CP3控制點的復測得周期。只需在線路投入運營初期，CP3控制點精度仍滿足要求的情況下，將軌道調(diào)整到理想狀態(tài)，然后定期測量軌道到CP3的橫距和垂距當作維護的