激光测距传感器在轨道交通方面的应用有哪些呢？

激光测距传感器凭借其高精度、高速度和非接触测量的特点，在轨道交通领域扮演着越来越重要的角色。其应用贯穿了车辆生产、日常运营、维护保养和安全监控等多个环节。

以下是激光测距传感器在轨道交通方面的主要应用，分为几个大类进行说明：

一、 列车运行与控制保障类

这类应用直接关系到列车的安全、高效运行。

1.障碍物检测

1.应用场景：安装在列车车头，用于实时扫描轨道前方的区域。

2.工作原理：通过激光束扫描，构建前方区域的轮廓图，当检测到超出预设轮廓的障碍物（如落石、闯入的人员或车辆）时，系统会立即向司机发出警报或触发紧急制动。

3.优势：相比传统视频监控，受天气（非极端天气）、光线影响较小，测距精确，响应速度快。

2.防撞预警系统

1.应用场景：主要用于调车场、维修基地或工程车辆上，防止列车或车辆之间发生碰撞。

2.工作原理：测量本车与前方车辆或固定目标的距离，当距离小于安全阈值时发出警告。

3.列车精确停车

1.应用场景：应用于全自动运行的无人驾驶地铁或APM（旅客自动捷运系统）。

2.工作原理：在站台特定位置安装激光测距传感器，测量列车停车时与参考点的距离，并将数据反馈给列车控制系统，实现厘米级的精确停靠，确保车门与安全门准确对齐。

二、 基础设施检测与维护类

这类应用用于保障轨道及其周边设施的状态良好。

1.接触网检测

1.应用场景：安装在检测车或运营列车的车顶，用于监测电力机车的架空接触网。

2.工作原理：

1.导线高度和拉出值测量：精确测量接触网导线距轨面的高度以及其横向位置，确保其在规定范围内。

2.磨耗检测：通过高频率的扫描，可以构建接触网导线的三维轮廓，精确计算其磨耗情况，预测其寿命，指导更换和维修。

3.优势：替代了传统人工测量，效率极高，且能在列车运行状态下完成，不影响正常运营。

2.轨道几何参数检测

1.应用场景：安装在综合检测列车上。

2.工作原理：与其他传感器（如惯性导航系统）结合，通过测量传感器到钢轨特定点的距离，来计算出轨距、水平、高低、方向等关键几何参数，确保轨道平顺，保障行车安全和舒适性。

3.隧道限界与形变监测

1.应用场景：安装在检测车上，定期对隧道内部进行扫描。

2.工作原理：使用激光雷达对隧道内壁进行高速扫描，生成隧道的三维点云模型。通过对比不同时期的模型，可以及时发现隧道结构的收敛、沉降、剥落等形变，确保隧道结构安全，防止列车与隧道内壁发生刮碰。

4.站台间隙监测

1.应用场景：安装在站台边缘，测量列车与站台之间的缝隙。

2.工作原理：定期扫描，监测缝隙宽度是否在安全范围内，防止乘客踏空，尤其对于轮椅和婴儿车非常重要。

三、 车辆制造与维护类

这类应用主要在车辆的生产和维修基地。

1.车辆轮廓尺寸检测

1.应用场景：在车辆制造或大修后，对车体的关键尺寸进行检测。

2.工作原理：通过多个激光测距传感器或激光扫描仪，快速获取车体的三维轮廓，与设计模型进行比对，确保制造精度。

2.车轮尺寸与磨耗检测

1.应用场景：在车辆入库时，通过安装在轨道旁的检测系统。

2.工作原理：当列车匀速通过检测区时，激光传感器会快速扫描车轮踏面和轮缘的轮廓，精确测量轮缘厚度、高度、轮径等参数，判断磨耗是否超限，实现不停车检测，大大提高了检修效率。

总结

总而言之，激光测距传感器作为先进的“感知器官”，正在帮助轨道交通系统变得更加安全、智能、高效和可靠。随着技术的发展，其应用范围和精度还将进一步拓展和提升。