参考学习资料 2013_11_广州地铁测试报告_20131126.doc

智能隧道轮廓异常形变检测装置—测试报告共10页第PAGE4页

智能隧道轮廓异常形变检测装置

测试报告

样品名称：智能隧道轮廓异常形变检测装置

型号规格：RP102B

委托单位：广州市地下铁道总公司

2013年11月26日

检测报告

样品名称

智能隧道轮廓异常形变检测装置

型号规格

RP102B

委托单位

广州市地下铁道总公司

生产单位

检测内容及结论

检测项目

检测标准

地铁隧道轮廓异常形变的智能检测

形变检测精度：±10mm

检测结果：合格

检测人

日期

2013.11.26

审核人

日期

2013.11.26

批准人

日期

2013.11.26

说明或照片

受试设备描述

名称：智能隧道轮廓异常形变检测装置

型号：RP102B

图1广州地铁G215车与智能隧道轮廓异常形变检测装置

RP102B型隧道轮廓异常形变检测装置安装于广州地铁轨道车G215车。其中，两个SICK公司的LMS200激光传感器安装于G215车一端的支架上，对隧道进行断面轮廓的扫描，如图1所示。该激光测距传感器的扫描频率为37.5Hz，每次采集361个点，角分辨率0.5度，实现180度单次扫描，其重复测量精度可达到±5毫米，最大测量距离30米。将两个传感器成一定角度安装，可以实现对线路断面的完整扫描。其他辅助设备包括车体定位装置、振动补偿装置、同步采集与处理装置等。本系统的软件部分利用VC++6.0开发数据采集软件，利用多线程及数据库技术实现数据的实时采集、显示、存储和分析等功能。

在检测过程中，由软件系统自动启动激光传感器进行实时扫描，同时在软件界面显示隧道断面的轮廓及尺寸数据。激光测距传感器为逐点高速测量，所以显示的隧道轮廓以离散点的形式表示。系统可以实时检测和显示隧道断面轮廓数据和隧道限界尺寸，并可以对隧道中超限界物体进行判断，所有的检测数据存放于数据库中，可以进行离线回放复查。基于隧道轮廓的检测数据，对同一个断面的多次轮廓测量结果进行比对，可以检测出隧道轮廓的异常形变。

系统的隧道轮廓异常形变检测设计精度为±10毫米，误差源包括激光扫描

说明或照片

传感器的隧道断面静态测量误差、车体振动补偿装置的车体姿态补偿误差、车体定位装置的定位误差、车体蛇行引起的车体姿态误差和定位误差等随机误差以及系统标定误差。系统可以通过对多次往返获得的隧道断面动态测量结果取平均，减小以上随机误差的影响。

受试设备使用的关键器件：

器件名称

型号

数量

功能

激光扫描传感器

LMS200

2台

隧道断面扫描

拉绳式位移传感器

PT8420-0020-121-1111

4个

振动补偿

速度传感器

DF16S4bnf

1个

车体定位

激光测距传感器

AR4000

1个

车体定位

立体摄像机

/

1个

线路立体视频

FPGA采集板卡

/

1块

数据采集

接口箱

/

1套

数据采集

工控机与机柜

/

1套

数据处理与显示

图2激光扫描传感器与立体摄像机图3拉绳式位移传感器

说明或照片

图4速度传感器图5激光测距传感器

图6FPGA采集板卡图7接口箱

图8工控机与机柜图9检测系统软件界面

测试方案与结果

测试地点为广州地铁1号线正线区间（东山口站—农讲所站），测试时间为2013年11月26日凌晨1:10至3:30之间。由于地铁隧道现场条件复杂，隧道洞体表面存在多种基础设施的干扰，在保证测试人员安全和地铁正常运营的情况下，本方案选取水平方向的隧道轮廓形变为测试对象。测试过程如下所述：

选取地铁隧道中待检测的目标区域，将基准平板竖直固定于隧道表面，如图10所示，定义为基准平面。广州地铁1号线隧道为马蹄形隧道，难以在隧道洞体表面直接固定平板，所以需要借助隧道中竖直固定的基础设施（如消防箱），固定基准平板。

图10隧道轮廓形变模拟方案示意图

启动G215工程车和检测系统，对此目标检测区域进行往返多次的隧道断面扫描，本方案检测该区域的10次测量数据，记录为隧道基准检测数据。

在基准平板上标记两个模拟形变的位置，分别增加不同厚度的平板，模拟两种不同尺寸的隧道轮廓异常形变。形变1每次增加的平板厚度为10mm，形变2每次增加的平板厚度为15mm。

在形变检测的测试中，将同时模拟1、2两个位置的形变。针对每个形变量，检测系统需要往返扫描，测量10次目标区域的断面数据，求平均后与步骤2所测量的基准