高站臺限界測量車在合肥南站限界管理中的應(yīng)用

張浩然，王超 （中國鐵路上海局集團有限公司合肥房建公寓段，安徽 合肥 230000）

1 概述

合肥南站是中國鐵路上海局集團有限公司下轄的特等站，是華東地區(qū)的交通樞紐之一，并為合寧、合武、合蚌、合?？瓦\專線的國家鐵道樞紐站，2014年11月建成啟用。目前，合肥南站站臺規(guī)模為滬漢蓉場有12個站臺，7個臺面，從北往南站臺編號依次為1#-12#；合福場有10個站臺，5個站臺面，依次為13#-22#?；炯爸虚g站臺長度450m，根據(jù)TG/01—2014鐵路技術(shù)管理規(guī)程，客運專線鐵路建筑限界執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(如圖1所示)，合肥南站站臺高度不大于1250mm，直線段站臺邊緣至線路中心線的距離不小于1750mm。

2 鐵路建筑限界的重要性

圖1 客運專線鐵路建筑限界輪廓與基本尺寸

鐵路建筑限界管理是關(guān)系鐵路行車安全的一項重要基礎(chǔ)工作，對客貨運輸尤其是高速鐵路運輸安全影響重大。根據(jù)動態(tài)包絡(luò)線法則，機車車輛行駛時，其最大的縱向和橫向所占用空間的輪廓線，與線路周圍的各種建筑物或設(shè)備的限制輪廓線，不相切的橫斷面最小尺寸，即是它的安全限界值。近年來，由于高站臺限界管理難度不斷加大，全路出現(xiàn)了多起站臺侵限刮蹭列車的險情，嚴(yán)重危及行車安全。高速鐵路特別是“復(fù)興號”動車組列車作為國家的重要宣傳名片，在運輸過程中一旦發(fā)生問題，不僅會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失，也會造成重要的政治影響。因此，鐵路建筑限界管理必須打起十二分的精神，任何一點細(xì)微的偏差都不能放過，確保百分百無誤，心里才更踏實。

3 傳統(tǒng)鐵路站臺限界測量

①目前階段還是以數(shù)顯站臺限界尺測量為主，人員配備：一位駐站聯(lián)絡(luò)員、一位現(xiàn)場防護員、一位測量讀數(shù)員、一位數(shù)據(jù)記錄員。原理是勾股定理，依靠尺子的斜長和角度來測量水平值與高度值，測量人員除了比對過往測量數(shù)值外，無法判斷讀數(shù)的正確與否，完全依靠尺子內(nèi)部數(shù)據(jù)計算，數(shù)據(jù)以大地坐標(biāo)為基準(zhǔn)，如圖2所示。

②合肥南站天窗計劃時間基本上固定為凌晨0：30-4：30，受限一個點數(shù)值需要多次重復(fù)測量、讀數(shù)、記錄，夜間站臺面、軌道及環(huán)境判定不準(zhǔn)確致使測點不準(zhǔn)確，準(zhǔn)備與退場時間長、作業(yè)時間短。

③集團公司限界管理辦法要求工區(qū)每季度都要限界復(fù)測，段限界管理實施細(xì)則中，高鐵按每隔5m的距離設(shè)置測點（不包括曲線加寬特征點），合肥南站有22個基本及中間站臺，每個站臺長450m，數(shù)顯限界尺每五m便要俯身一次，將限界尺仿形靠塊貼近軌道，使尺子的“水泡”居中，L型鉸鏈貼近站臺沿口，然后讀出數(shù)值：豎高1235mm，橫距1775mm，重復(fù)以往工作量極大。

④限界尺測量特別是夜間天窗中照明亮度不夠，上下水準(zhǔn)泡居中困難，累計誤差大，1個天窗內(nèi)只能測3面站臺，效率低下。

⑤另鐵路運輸系統(tǒng)因建筑限界引起的事故時有發(fā)生，國鐵集團發(fā)文對限界管理工作進(jìn)行專項整治復(fù)測。

針對上述問題，合肥南站使用了高站臺限界測量車，大大提高了站臺限界測量效率，并對限界數(shù)據(jù)進(jìn)行了科學(xué)、準(zhǔn)確、動態(tài)、實時的管理，實現(xiàn)鐵路限界管理工作信息化、網(wǎng)絡(luò)化，進(jìn)而為高鐵運輸安全提供決策支持，如圖3所示。

4 高站臺限界測量車的應(yīng)用

圖2 數(shù)顯站臺限界尺測量

圖3 高站臺限界測量車測量

4.1 功能組成

高站臺限界測量車根據(jù)鐵路建筑限界相關(guān)要求設(shè)計研制，可實現(xiàn)對站臺限界靜態(tài)點位與動態(tài)等距的非接觸式測量。由H形走行機構(gòu)、信號采集模塊、攝像組件和限界測量軟件等組成，采用機器視覺、圖像智能識別等技術(shù)，實時采集高鐵站臺輪廓各測量點位置信息、軌距、傾角、里程等參數(shù)，經(jīng)數(shù)據(jù)處理獲得高站臺限界尺寸。

4.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

高站臺限界測量車采用分體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，具有快速拆裝和精準(zhǔn)定位特點。測量軟件采用模塊化構(gòu)造，具有站臺參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)存儲及導(dǎo)出、數(shù)值及曲線顯示和超限預(yù)警提示等功能。

4.3 數(shù)據(jù)生成

信號采集模塊通過數(shù)據(jù)線與電腦連接，直接生成數(shù)據(jù)。文件以前期編號命名，記錄的每個測量點距鋼軌平面中心的垂直、水平距離，實時掃描成像，并做數(shù)據(jù)存儲，如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)存儲導(dǎo)出后表格

5 應(yīng)用取得的成效

高站臺限界測量車自2018年在合肥南站使用至今，累計測量站臺長度約20萬m，運用效果良好，為高速鐵路運輸安全提供了可靠的數(shù)據(jù)保障和經(jīng)濟效益回報。

5.1 提高了限界數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性

使用高站臺限界測量車后，大量的數(shù)據(jù)處理由計算機取代了原來的人工。因撥道、臨時施工等原因造成的限界變化，工區(qū)可隨時進(jìn)行復(fù)測，系統(tǒng)數(shù)據(jù)及時更新，并直接生成書面上報材料，使車間、段及時掌握各站臺的最新限界情況，對高速鐵路運輸提供安全保障。

5.2 提高了限界測量的效率和可追溯性

使用高站臺限界測量車后，1個夜間天窗內(nèi)可測8面站臺的限界值，保守統(tǒng)計比數(shù)顯站臺限界尺測量效率提高60%，尤其適合大型高鐵站多面站臺的限界測量。特別適合夜間天窗，眼見即所得，無需讀數(shù)與記錄，且數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出不存在涂改與模糊不清，自動存儲功能更是方便了以后的查詢和匯總。

5.3 實現(xiàn)了限界管理的規(guī)范化、科學(xué)化

使用高站臺限界測量車后，限界管理的具體部門及負(fù)責(zé)人得以明確，限界的監(jiān)督檢查和責(zé)任追究制度得到落實，限界管理工作逐步走上了專業(yè)化軌道。

6 需要進(jìn)一步優(yōu)化的問題

①高站臺限界測量車的使用，受到人員技能素質(zhì)的約束，轉(zhuǎn)場運輸與組裝稍顯復(fù)雜，需3人～4人配合提抬搬卸。

②增加復(fù)測結(jié)果與原限界數(shù)據(jù)的比較功能。季度限界復(fù)測過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化較大時，系統(tǒng)可將新的復(fù)測結(jié)果與對應(yīng)的原限界數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并提示限界變化情況。

③開發(fā)高站臺限界測量車在軌道曲線段的侵限數(shù)值斷定功能，根據(jù)曲線段建筑限界加寬公式，直接判斷設(shè)備是否侵限，侵限數(shù)值等。

7 限界管理未來發(fā)展

“無人”測量技術(shù)。隨著測量科技和儀器的迅速發(fā)展，能夠精準(zhǔn)快速提供現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，并判斷是否侵限，侵限多少，必將成為鐵路限界管理的下一研究目標(biāo)。無接觸遙感設(shè)備在社會很多行當(dāng)中已廣泛應(yīng)用，它的優(yōu)勢是可以快速、高效以及精準(zhǔn)地獲取高程、距離等信息數(shù)據(jù)。所以根據(jù)線路的直圓、直緩、緩圓實際，調(diào)整好拍攝比例尺和分辨率以及重疊率等，利用正射影像的勾繪匯總，杜絕鐵路站臺侵限的隱患。

增強無接觸遙感設(shè)備在建筑限界測量的技術(shù)研究和應(yīng)用，是提升限界測量效率的有效手段，是加快數(shù)字化、信息化鐵路限界管理的安全保障。相信不久的將來，在區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等科技的加持下，無接觸遙感限界測量會在全路得到廣泛使用，今后的鐵路限界管理也將迎來“智能化”的輝煌時代。

8 結(jié)語

高站臺限界測量車作為中國鐵路上海局集團有限公司，擁有自主產(chǎn)權(quán)的具有高技術(shù)含量、高附加值的測量設(shè)備，為鐵路限界管理“無人化”的大數(shù)據(jù)時代奠定了基礎(chǔ)，明顯改變了這個領(lǐng)域發(fā)展嚴(yán)重滯后的狀況。