本發(fā)明是關(guān)于一種非接觸式的鐵路站臺(tái)建筑界限的測(cè)量方法——站臺(tái)界限雙激光測(cè)距法，屬測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。鐵路建筑界限是機(jī)車(chē)車(chē)輛安全通過(guò)的必要保障，站臺(tái)建筑限界是構(gòu)成鐵路建筑限界的重要組成部分。

技術(shù)背景

目前站臺(tái)建筑界限測(cè)量是人工接觸式測(cè)量，主要測(cè)量工具是站臺(tái)限界測(cè)量尺和數(shù)顯式的測(cè)量?jī)x。這種方式的弊端是測(cè)量人員必須下道進(jìn)行操作，而且占用行車(chē)股道。這種測(cè)量方式誤差大，基本上是由測(cè)量人員的人為誤差和測(cè)量誤差組成的。

接觸式測(cè)量需要多個(gè)人同時(shí)下行車(chē)股道測(cè)量，必須在鐵路維修天窗作業(yè)的時(shí)間完成測(cè)量，并且需要提前一周申報(bào)，有限的維修天窗作業(yè)時(shí)間很難滿足作業(yè)人員按時(shí)完成站臺(tái)限界定期測(cè)量的工作。站臺(tái)建筑限界數(shù)據(jù)需要及時(shí)更新，如果不能定期更新，對(duì)行車(chē)運(yùn)輸安全造成很大的安全隱患。現(xiàn)在的測(cè)量方式費(fèi)事費(fèi)力，工作效率較低。

為了解決上述測(cè)量過(guò)程中所遇到的問(wèn)題，研究出一套“站臺(tái)界限雙激光測(cè)距法”，這種方法使人員和設(shè)備不下道就可以完成測(cè)量作業(yè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前站臺(tái)建筑界限的測(cè)量方法是接觸式的，測(cè)量人員必須下道操作，在有限的時(shí)間內(nèi)完成工作，工作效率低，這種測(cè)量方式直接影響著行車(chē)安全。為解決這一問(wèn)題，本發(fā)明提出一種非接觸式站臺(tái)建筑限界雙激光測(cè)距法。這套方法的優(yōu)勢(shì)在于：測(cè)量系統(tǒng)采用的是雙激光非接觸式測(cè)量，設(shè)備和測(cè)試人員在站臺(tái)上工作，遠(yuǎn)距離發(fā)射激光和信號(hào)接受，精確計(jì)算界限數(shù)據(jù)。設(shè)備和測(cè)量人員處于安全區(qū)，也消除了由于人員測(cè)試而帶給列車(chē)運(yùn)行安全的隱患。這種方法測(cè)量省時(shí)省力。本發(fā)明非接觸式站臺(tái)限界雙激光測(cè)距法其優(yōu)勢(shì)十分明顯：

1.采用該方法，測(cè)試人員無(wú)需在規(guī)定的范圍和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，只要在列車(chē)行駛間隙就可以完成。時(shí)間自由，作業(yè)時(shí)間充足。對(duì)于多站臺(tái)、多股道的測(cè)量作業(yè)，測(cè)量人員只需要出去一次就可完成。工作效率可以大大的提高，就算在緊急情況下也可以按時(shí)完成；

2.采用該方法，測(cè)量人員可在站臺(tái)安全區(qū)內(nèi)進(jìn)行測(cè)量作業(yè)，不影響列車(chē)的行駛安全；

3.該測(cè)量方法很適應(yīng)于普速鐵路車(chē)站站臺(tái)建筑限界測(cè)量工作。由于普速鐵路車(chē)站“維修天窗”次數(shù)少，而且用時(shí)很短，相對(duì)高速鐵路車(chē)站更難于申請(qǐng)獲批。

4.采用該方法，減少人為誤差和測(cè)量誤差，最為明顯的優(yōu)勢(shì)是，測(cè)量時(shí)不用直角尺找出垂直點(diǎn)，而且在站臺(tái)測(cè)量時(shí)，可以有一定范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)，即操作方便又精確。

附圖說(shuō)明

圖1雙激光測(cè)o點(diǎn)到站臺(tái)距離示意圖；

圖2計(jì)算水平距離時(shí)測(cè)o點(diǎn)到外軌距離示意圖；

圖3計(jì)算垂直距離時(shí)測(cè)o點(diǎn)到外軌距離示意圖；

圖4雙激光和外鋼軌構(gòu)成三角關(guān)系圖(計(jì)算水平時(shí))；

圖5雙激光和外鋼軌構(gòu)成三角關(guān)系圖(計(jì)算高度時(shí))；

圖6雙激光和站臺(tái)邊緣構(gòu)成的三角關(guān)系圖；

圖7計(jì)算鋼軌到站臺(tái)水平距離示意圖；

圖8計(jì)算鋼軌到站臺(tái)高度示意圖。

具體方案

測(cè)量人員在一個(gè)測(cè)量點(diǎn)要測(cè)兩組數(shù)據(jù)，分別為：鐵路站臺(tái)邊緣與鄰近軌道中心線的水平距離和軌頂至站臺(tái)面的垂直高度。

測(cè)量步驟如下：

1.放置測(cè)量工具。測(cè)量工具放置在站臺(tái)安全線(距離站臺(tái)邊緣約1米處)外；

2.確定垂直方向。激光測(cè)距裝置進(jìn)入連續(xù)測(cè)量狀態(tài)，數(shù)據(jù)顯示屛顯示測(cè)量距離，激光對(duì)準(zhǔn)距離站臺(tái)較遠(yuǎn)一側(cè)鋼軌側(cè)面(附圖2)，固定測(cè)距裝置。

3.測(cè)量高度。通過(guò)調(diào)整激光測(cè)距裝置與水平方向夾角利用激光測(cè)距裝置發(fā)出光束對(duì)準(zhǔn)距離站臺(tái)較遠(yuǎn)一側(cè)的軌道頂面(附圖2)，可以得出三角形(附圖5)，由于兩個(gè)激光束之間的夾角是已知α，算出鐵軌頂部到雙激光發(fā)射點(diǎn)的直線距離s1(即a2o)，利用編程計(jì)算導(dǎo)出公式：

β1＝arccos[(o5o6²+oo5²-oo6²)/2o5o6×oo5]；

s1＝a2o＝oo5×sinβ1

線oa2與水平方向夾角α1，可以利用編程計(jì)算出h1＝a2c×sin(α3)＝(a2o+d1)×sin(α3)，得到h1的值，繼續(xù)調(diào)整雙激光測(cè)距裝置與水平方向夾角γ發(fā)出光束對(duì)準(zhǔn)同一方向站臺(tái)邊緣的參照點(diǎn)，可以得到三角形(附圖1)，可得出一個(gè)三角形(附圖6)，可通過(guò)程序計(jì)算出站臺(tái)界限到雙激光發(fā)射點(diǎn)的距離s2(即bo)，利用編程計(jì)算導(dǎo)出公式：

β2＝arccos[(o3o4²+oo3²-oo4²)/2o3o4×oo3]；

s2＝bo＝oo3×sinβ2

可以通過(guò)編程計(jì)算出h2＝bc×sin(α2)＝(bo+d1)×sin(α2)，得出h2，通過(guò)編程計(jì)算導(dǎo)入公式h＝h1-h2，得出高度h。(附圖8)(備注：d1＝oc，為雙激光發(fā)射點(diǎn)至測(cè)距裝置固定旋轉(zhuǎn)軸線的垂直距離，此為定值。)

4.測(cè)量水平距離。調(diào)整激光測(cè)距裝置與水平方向角度激光測(cè)距裝置的雙激光束對(duì)準(zhǔn)距離站臺(tái)較遠(yuǎn)一側(cè)的軌道測(cè)面(附圖2)，由兩個(gè)激光束和鐵軌構(gòu)成三角形(附圖4)，利用編程計(jì)算出s3(即a1o)，利用編程計(jì)算導(dǎo)出公式：

β3＝arccos[(o1o2²+oo1²-oo2²)/2o1o2×oo1]；

s3＝a1o＝oo1×sinβ1

通過(guò)利用編程計(jì)算l1＝a1c×cos(α1)＝(a1o+d1)×cos(α1)，可以得出水平距離l1。再調(diào)整激光測(cè)距裝置與水平方向夾角，發(fā)出兩道光束對(duì)準(zhǔn)同一方向站臺(tái)邊緣的參照點(diǎn)(附圖1)，得出三角形(附圖6)，可通過(guò)程序計(jì)算出站臺(tái)界限到雙激光發(fā)射點(diǎn)的距離s2(即bo)，利用編程計(jì)算導(dǎo)出公式：

β2＝arccos[(o3o4²+oo3²-oo4²)/2o3o4×oo3]；

s2＝bo＝oo3×sinβ2

利用編程計(jì)算出l2＝bc×cos(α2)＝(bo+d1)×cos(α2)，得出高度l2，利用編程計(jì)算l＝l1-l2-d-d，得出水平距離l的值。(附圖7)(備注：d是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)軌道軌距，d是鋼軌軌頭寬度，d1＝oc是雙激光發(fā)射點(diǎn)到測(cè)距裝置固定旋轉(zhuǎn)軸線的垂直距離，d、d、d1均為固定值。)

5.測(cè)量下一點(diǎn)，重復(fù)上述操作。