北京地鐵5號線冷滑6061鋁管實驗

通過KF/UKF濾波算法,提出了一種新的基于車路振動模型的慣性基準算法.此算法充分利用了線路、車輛、陀螺儀和加速度計的已知特性,大大提高了傳統6061鋁管慣性基準的測量精度。仿真數據表明,這種新算法具有收斂性好、實時性高等優點。同時,提出了一種地面輔助的瞬時位置姿態測量方法,此方法利用地面定點固定的反射鏡組和車載的激光器及成像檢測設備,定點測量出運動車輛相對于地面基準的瞬時位置和角度。

 

         基于以上兩種新方法,論文提出了車載慣性基準與地面輔助瞬時位置姿態測量相融合的動態基準測量方案,定點修正了傳統慣性基準測量隨時間漂移的累計6061鋁管誤差問題。最后,述了非接觸式的基于光傳播時問原理的旋轉激光掃描測距傳感器應用于線路全斷面車載動態測量的基本原理及方法,提出了一種新的基于一維坐標的高精度標定方法,其精度比常規的三維坐標法大大提高。

              同時,利用文中提出的6061鋁管新慣性基準算法及地面輔助的瞬時位置姿態測量方法,實現了對軌道交通基礎設施全斷面的高精度動態檢測,并在北京地鐵5號線、10號線、機場線和京津城際客運專線的全斷面限界檢測驗收工作中得到應用,取得了較好的效果。鐵路作為我國最重要的交通運輸基礎設施,其高效安全的運營對國民經濟的發展和人民生命財產的安全具有重要意義。

        6061鋁管歷史數據表明,線路幾何尺寸是表征軌道交通安全狀態最為重要的參數。隨著軌道交通向高速、高密度方向發展,車載式動態檢測技術已成為線路幾何參數的主要檢測手段,其核心是非接觸式檢測技術和高精度動態測量基準技術。本論文以線路全斷面動態檢測為例,詳細論述了線路幾何安全狀態的非接觸式動態檢測和高精度動態測量基準獲取的原理方法,為解決軌道交通基礎設施線路幾何安全狀態的動態檢測奠定了基礎,具有重要的理論和工程實踐意義。