便攜式激光測量技術(shù)在鐵路裝煤線車體外漲測量中的應(yīng)用分析

劉文杰

（國能包神鐵路有限責任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

車體外漲，即車輛在裝載過程中由于裝載物料不均勻分布或超載，導致車體尺寸超過標準限制，從而影響鐵路運輸?shù)陌踩院托省Ｓ捎诿禾康难b載量大且堆積不易均勻，因此該問題在裝載煤炭的鐵路運輸中尤為突出。在傳統(tǒng)的作業(yè)方式中，通常使用人工視覺檢查或采用簡單的測量工具，檢測車體外漲問題，這些方法不僅效率低下，而且很難保證測量準確性。此外，人工作業(yè)還存在安全隱患，特別是在惡劣的天氣條件下或夜間作業(yè)時，作業(yè)人員的安全難以得到保障。因此，研究并開發(fā)一種高效、準確、安全的車體外漲測量技術(shù)變得愈發(fā)重要。便攜式激光測量技術(shù)的出現(xiàn)，為解決該問題提供了新的可能，其利用先進的激光測距原理，可以快速、準確地測量車體外漲情況，從而大大提高作業(yè)效率和測量準度。同時，應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)，能夠有效減少人工作業(yè)強度和安全風險，保障作業(yè)人員安全，對于提高鐵路運輸?shù)恼w安全性和效率具有重大意義。因此，深入研究便攜式激光測量技術(shù)在鐵路裝煤線車體外漲測量中的應(yīng)用，不僅是技術(shù)創(chuàng)新的需要，還是提升鐵路運輸安全與效率的必然要求。

1 便攜式激光測量技術(shù)

1.1 便攜式激光測量技術(shù)概述

1.1.1 激光測距技術(shù)

便攜式激光測量儀采用高精度激光發(fā)射和接收技術(shù)，通過發(fā)射激光束并接收其反射信號來測量目標物體的距離。該方法的優(yōu)勢在于其可以對車體外漲部分進行快速且高度精確的距離測量。

1.1.2 視頻顯示技術(shù)

激光測量儀通常配備高清晰度攝像頭，用于捕捉靜態(tài)車體圖像。激光測量儀可以顯示車體的測量數(shù)據(jù)，使作業(yè)人員可以直觀地觀察車體狀態(tài)并記錄數(shù)據(jù)。

1.1.3 傳感技術(shù)

激光測量儀依靠水平陀螺儀等傳感器來保證測量的精準度。傳感器有助于確保其在進行測量時的穩(wěn)定性和準確性[1]。

1.2 創(chuàng)新點分析

一是點對點測量功能。便攜式激光測量技術(shù)的一個重要創(chuàng)新點是：點對點測量功能，即用戶可以選擇車體上的任意兩點進行精確測量，其靈活性可以極大地提高測量的便捷性和實用性。二是斷面測量。除了簡單的線性距離測量外，該技術(shù)還可以進行更復(fù)雜的斷面測量。通過對車體不同部位進行多點測量，可以獲得車體的斷面數(shù)據(jù)，從而更全面地評估車體外漲情況。三是精確度保障。在測量精確度方面，便攜式激光測量技術(shù)采用高級算法和校準技術(shù)，可以確保在各種作業(yè)條件下都能保持高水平的測量精確度。對于保證鐵路運輸?shù)陌踩灾陵P(guān)重要。四是快速反應(yīng)和數(shù)據(jù)處理。該技術(shù)能夠在極短時間內(nèi)完成測量并處理數(shù)據(jù)，從而為決策提供即時支持，對于快節(jié)奏的鐵路裝載作業(yè)尤為重要。五是用戶友好的操作界面。便攜式激光測量儀通常配備直觀的用戶界面和操作系統(tǒng)，使非專業(yè)人員也能快速學習和使用。六是安全和便攜性。作為一種便攜設(shè)備，便攜式激光測量儀在設(shè)計上充分考慮了使用的安全性和攜帶的便利性，可以確保作業(yè)人員在各種環(huán)境中都能安全、輕松地進行作業(yè)[2]。

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)不僅能夠提高鐵路裝煤線車體外漲測量的效率和準確性，還能夠降低作業(yè)風險，保障作業(yè)人員生命安全。上述創(chuàng)新點顯示了便攜式激光測量技術(shù)在鐵路運輸領(lǐng)域中的巨大潛力。

2 技術(shù)實現(xiàn)與研發(fā)

2.1 研發(fā)目標

通過引入自動化的便攜式激光測量技術(shù)，可以顯著提高車體外漲測量的速度和準確性，從而提升整體作業(yè)效率和質(zhì)量；可以減少對人工的依賴，從而降低長期的人工成本；可以提高作業(yè)的一致性和可重復(fù)性；通過減少人工直接參與的環(huán)節(jié)，可以降低作業(yè)風險，尤其是在復(fù)雜或危險的環(huán)境中，能夠提高作業(yè)的整體安全性。

2.2 技術(shù)實現(xiàn)路徑

2.2.1 簡單實用耐用的產(chǎn)品設(shè)計

在設(shè)計便攜式激光測量儀時，需注重其實用性和耐用性，其應(yīng)輕便易攜，操作簡便，且能在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運作。同時，考慮到鐵路作業(yè)的特殊性，便攜式激光測量儀需要具備良好的防震、防塵、防水能力。

2.2.2 總體規(guī)劃

在研發(fā)過程中，需要對整個鐵路裝煤線的作業(yè)流程進行全面規(guī)劃，以確保便攜式激光測量技術(shù)能夠與現(xiàn)有流程無縫對接，包括對作業(yè)環(huán)境、作業(yè)流程、作業(yè)人員的培訓以及后期維護等方面進行綜合考慮。

2.2.3 積極探索與研發(fā)

持續(xù)進行技術(shù)創(chuàng)新，包括算法優(yōu)化、硬件升級，以及與其他技術(shù)（如AI 和大數(shù)據(jù)分析）的融合，以提高鐵路裝煤線車體外漲測量的準確性和效率。同時，通過不斷進行實地測試和用戶反饋收集，可以確保技術(shù)的實用性和穩(wěn)定性。

3 實際應(yīng)用與效果

3.1 作業(yè)流程優(yōu)化

一是單人操作。在傳統(tǒng)作業(yè)模式中，車體外漲測量通常需要多人協(xié)作，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)溝通誤差。便攜式激光測量技術(shù)可以使整個測量過程由單一作業(yè)人員完成，從而極大地簡化了作業(yè)流程。作業(yè)人員只需攜帶便攜式激光測量儀沿著車廂行走，對要被測量的車體展開測量工作，無需其他人員進行輔助。二是快速準確測量。便攜式激光測量儀的高精度和易操作性使得測量過程既快速又準確。作業(yè)人員可以實時獲得測量數(shù)據(jù)，并通過內(nèi)置軟件快速處理數(shù)據(jù)，以得出精確的車體外漲信息。便攜式激光測量儀的即時性和準確性在緊急情況或高峰時段尤為重要，能夠確保鐵路運輸?shù)倪B續(xù)性、安全性。

3.2 實際應(yīng)用案例：包神鐵路公司

3.2.1 應(yīng)用背景

包神鐵路公司作為一家大型鐵路運輸企業(yè)，面臨著高頻率的煤炭裝載作業(yè)。在采用便攜式激光測量技術(shù)之前，該公司常因車體外漲問題導致裝載效率低下，同時也增加了安全風險。

3.2.2 應(yīng)用過程

包神鐵路公司在引入便攜式激光測量技術(shù)后，對作業(yè)人員進行了專業(yè)培訓，以確保其能夠熟練操作新型設(shè)備。通過對比傳統(tǒng)的人工測量方法，該公司發(fā)現(xiàn)便攜式激光測量技術(shù)在提高作業(yè)效率、準確度及安全性方面具有顯著優(yōu)勢[3]。

3.2.3 效果評估

（1）提高作業(yè)效率

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)顯著提高了測量作業(yè)的效率。通過快速準確地進行車體外漲測量，使測量作業(yè)時間明顯縮短，等待時間也有所減少，從而提高了整體的運輸效率。

（2）提升安全性

減少對人工操作的依賴，降低了作業(yè)過程中的人為錯誤和安全風險，尤其是在夜間或惡劣天氣條件下。

（3）經(jīng)濟效益提升

由于作業(yè)效率提升和人工成本降低，公司經(jīng)濟效益獲得了顯著提升。

（4）客戶滿意度提高

由于運輸效率的提升，客戶等待時間減少，因此提高了客戶滿意度。

包神鐵路公司應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)帶來的效果，展示了該技術(shù)在實際操作中的高效性和可靠性，也證明了其在提升整體運輸效率、安全性以及環(huán)境友好性方面的巨大潛力。

4 項目實施與測試

4.1 實施方案

4.1.1 合作開發(fā)

該項目的成功實施離不開與相關(guān)鐵路運輸企業(yè)、技術(shù)供應(yīng)商以及科研機構(gòu)的緊密合作。通過集合各方專業(yè)知識和資源，可以確保開發(fā)出既符合實際作業(yè)需求又具有技術(shù)先進性的便攜式激光測量設(shè)備。

4.1.2 需求調(diào)研

在開發(fā)階段，進行詳細的需求調(diào)研至關(guān)重要，包括對鐵路裝載作業(yè)的流程、作業(yè)環(huán)境、操作人員的技能水平以及安全要求等方面進行深入了解。調(diào)研結(jié)果將直接影響技術(shù)方案的設(shè)計和后續(xù)優(yōu)化。

4.1.3 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)的測試是確保技術(shù)方案可行性和可靠性的關(guān)鍵步驟。需要在控制環(huán)境中進行初始測試，以驗證系統(tǒng)的基本功能和性能。

4.2 技術(shù)測試與數(shù)據(jù)驗證

在試驗室測試完成后，需要在實際作業(yè)環(huán)境中進行實地測試。該階段的測試將在真實的鐵路裝煤線進行，以評估便攜式激光測量設(shè)備在實際工作條件下的性能。實地測試不僅包括設(shè)備的操作性能，還包括對其耐用性和環(huán)境適應(yīng)性進行評估[4]。

數(shù)據(jù)的準確性是便攜式激光測量技術(shù)能夠成功應(yīng)用的關(guān)鍵。因此，需要進行一系列的數(shù)據(jù)準確性測試，以確保測量結(jié)果準確無誤，包括對便攜式激光測量設(shè)備在不同距離、不同角度、不同環(huán)境條件下的測量結(jié)果進行驗證。

在實際應(yīng)用過程中，持續(xù)監(jiān)測便攜式激光測量技術(shù)和收集用戶反饋同樣重要。這不僅有助于及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，還能為后續(xù)的技術(shù)改進提供寶貴信息[5]。

鑒于鐵路運輸?shù)母甙踩珮藴?，需對便攜式激光測量設(shè)備的安全性進行全面評估，包括對該設(shè)備操作的安全風險以及在緊急情況下的響應(yīng)能力進行評估。為確保正確使用便攜式激光測量技術(shù)，對作業(yè)人員進行全面的培訓和持續(xù)的技術(shù)支持至關(guān)重要。培訓內(nèi)容應(yīng)覆蓋便攜式激光測量設(shè)備的操作方法、日常維護以及故障排查等。

通過上述實施方案和技術(shù)測試，便攜式激光測量技術(shù)的應(yīng)用將在提高鐵路運輸作業(yè)效率、準確性和安全性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。綜合性的實施和測試過程不僅可以確保技術(shù)方案的有效性，還可以為其在更廣泛的鐵路運輸領(lǐng)域中進行推廣奠定基礎(chǔ)。

5 項目效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

通過使用高精度和快速響應(yīng)的便攜式激光測量技術(shù)，可以顯著提升測量作業(yè)的效率。更快的測量速度意味著更短的裝載時間和更高的車輛周轉(zhuǎn)率，從而增加了整體的運輸能力。便攜式激光測量技術(shù)能夠減少對人工操作的依賴，降低勞動力成本。同時，能夠減少由于車體外漲導致的運輸返工和延誤，進而降低額外的運營成本。

5.2 社會效益

應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)可以減少人員在危險環(huán)境下進行直接作業(yè)，從而顯著提高作業(yè)安全性。安全性的提升不僅保護了作業(yè)人員，還減少了潛在的事故風險。通過引入便攜式激光測量設(shè)備，鐵路運輸企業(yè)能夠更有效地監(jiān)控和管理裝煤過程，從而提高整個運輸過程的管控能力和透明度。應(yīng)用便攜式激光測量技術(shù)不僅能夠帶來經(jīng)濟上的直接收益，還能夠在社會層面上提升作業(yè)安全性和管控能力。從而共同推動鐵路運輸行業(yè)向更高效、安全、可持續(xù)的方向發(fā)展。

6 未來展望與改進

隨著科技不斷進步，便攜式激光測量技術(shù)在鐵路裝煤線車體外漲測量領(lǐng)域的應(yīng)用將持續(xù)優(yōu)化和發(fā)展。預(yù)計未來的技術(shù)將更加精確、快速，且更易于操作。此外，便攜式激光測量設(shè)備迷你化和更強的環(huán)境適應(yīng)性也將成為便攜式激光測量技術(shù)發(fā)展的重要方向，以使其適應(yīng)更多樣化的作業(yè)環(huán)境。基于實際應(yīng)用中收集的用戶反饋，對便攜式激光測量技術(shù)進行持續(xù)改進和優(yōu)化至關(guān)重要。其中，包括不斷提升便攜式激光測量設(shè)備的耐用性、準確性和用戶界面。提供更加全面和持續(xù)的用戶培訓和技術(shù)支持，可以確保正確使用該技術(shù)以及效益最大化?？紤]將便攜式激光測量技術(shù)與其他技術(shù)（如自動化、遠程監(jiān)控）相結(jié)合，以進一步提高作業(yè)效率和安全性。應(yīng)針對不同的作業(yè)環(huán)境（如極端天氣條件下的作業(yè)），進一步提高便攜式激光測量設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

7 結(jié)語

該項目通過引入便攜式激光測量技術(shù)，對鐵路裝煤線車體外漲測量領(lǐng)域帶來了顯著的創(chuàng)新和改進。關(guān)鍵的創(chuàng)新點包括便攜式激光測量設(shè)備的高精度測量能力、用戶友好的操作界面，以及其在各種環(huán)境條件下的穩(wěn)定性能。這些創(chuàng)新不僅可以提升作業(yè)的實際執(zhí)行效率，還可以為作業(yè)人員提供更加安全和舒適的工作環(huán)境。該項目的實施也為鐵路運輸行業(yè)提供了重要的參考價值。通過采用先進的技術(shù)解決方案，可以有效解決長期存在的行業(yè)難題，同時還能為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益和社會效益。