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(yùn)專線大量建設(shè)、運(yùn)營的時(shí)期,如何采用科學(xué)的管理手段和方法來保持軌道的平順狀態(tài)是鐵路工務(wù)部門面對的一個(gè)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(shí)際狀態(tài)進(jìn)行檢測,然后用各級(jí)軌道不平順管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估,對超限地段制定維修計(jì)劃,用各種維修機(jī)具對軌道進(jìn)行維修,再檢測,再維修,直到滿足標(biāo)準(zhǔn)為止。這個(gè)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(dāng)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(yùn)營速度的提高，為了保證列車的平順運(yùn)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(zhǔn)法的相對測量系統(tǒng)，可以達(dá)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(yùn)專線維修天窗大部分是安排在夜間,時(shí)間短、工作量大，亟需測量精度滿足要求、效率與自動(dòng)化程度高的測量設(shè)備。就目前的技術(shù)水平而言，要到達(dá)較高的測量精度離不開CP3控制點(diǎn)。但現(xiàn)在利用CP3點(diǎn)對線路進(jìn)行檢測的設(shè)備主要就是絕對測量小車，這樣的設(shè)備測量效率不能令人滿意。而完全不使用CP3的相對測量設(shè)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C(jī)P3點(diǎn)的絕對控制，又能夠?qū)崿F(xiàn)軌道平順性的快速檢測，以達(dá)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(diǎn)測量儀，可以測量軌道到控制點(diǎn)的橫距和垂距。衛(wèi)星發(fā)射小車上安裝一臺(tái)具有目標(biāo)自動(dòng)跟蹤功能的全站儀，全站儀自用自動(dòng)調(diào)平基準(zhǔn)，不需手動(dòng)調(diào)平，可節(jié)省大量時(shí)間。兩個(gè)小車之間使用無線通訊裝置進(jìn)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(shè)計(jì)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(diǎn)到軌道的設(shè)計(jì)橫距和垂距3.3測量原理該系統(tǒng)根據(jù)CP3控制點(diǎn)將線路分割為若干測量區(qū)間，兩個(gè)相鄰CP3控制點(diǎn)之間的軌道為一個(gè)測量區(qū)間。每個(gè)測量區(qū)間的兩端使用CP3控制點(diǎn)，基于CP3控制點(diǎn)到軌道的設(shè)計(jì)橫距和垂距，進(jìn)行絕對控制；兩端之間的軌道使用全站儀，基于全站儀獨(dú)立坐標(biāo)系，進(jìn)行相對測量。請參考圖3。兩個(gè)測量區(qū)間之間使用1個(gè)CP3點(diǎn)搭接，所有測量區(qū)間數(shù)據(jù)采集后，軟件會(huì)自動(dòng)將它們連接起來，進(jìn)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(zhǔn)備現(xiàn)場系統(tǒng)組裝、傳感器校準(zhǔn)；數(shù)據(jù)采集小車停在一個(gè)CP3點(diǎn)所對應(yīng)的軌道位置上；衛(wèi)星發(fā)射小車停在下一個(gè)CP3點(diǎn)后面5-10m所對應(yīng)的軌道位置上；衛(wèi)星發(fā)射小車的全站儀自動(dòng)調(diào)平后，手動(dòng)瞄準(zhǔn)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(diǎn)測量儀測量第一個(gè)CP3點(diǎn)（起點(diǎn)）；向全站儀的方向推行數(shù)據(jù)采集小車，停在下一個(gè)CP3點(diǎn)所對應(yīng)的軌道上，其間動(dòng)態(tài)或靜態(tài)采集所有軌道點(diǎn)；數(shù)據(jù)采集小車上的控制點(diǎn)測量儀測量第二個(gè)CP3點(diǎn)（終點(diǎn)）。全站儀向前推行到下個(gè)CP3點(diǎn)后面的5-10米軌道位置上重復(fù)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(dòng)態(tài)采集試驗(yàn)結(jié)果表明如果一個(gè)測量區(qū)間的測量距離為120米，則動(dòng)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(dòng)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(diǎn)的間隔，假設(shè)采用間隔為5m，靜態(tài)采集的效率可達(dá)動(dòng)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(rèn)為，有砟軌道選用動(dòng)態(tài)模式即可，無砟軌道可根據(jù)需要選擇動(dòng)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(jìn)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(jìn)行了調(diào)整和復(fù)測（圖6），測量采用動(dòng)態(tài)模式，一個(gè)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(dá)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(lǐng)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(dú)創(chuàng)性測量解決方案。為了解決客運(yùn)專線軌道檢測速度與精度不能兼顧的難題，根據(jù)客運(yùn)專線軌道檢測的特點(diǎn)，專門研發(fā)了該系統(tǒng)。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和使用方面具有以下優(yōu)點(diǎn)：效率高、一個(gè)作業(yè)天窗的測量的數(shù)據(jù)就能夠滿足一個(gè)大機(jī)的作業(yè)。全中文界面和報(bào)表，圖形功能強(qiáng)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(jìn)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(jìn)行檢測，還可拉長CP3控制點(diǎn)的復(fù)測得周期。只需在線路投入運(yùn)營初期，CP3控制點(diǎn)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(dāng)作維護(hù)的