高站台限界测量车在合肥南站限界管理中的应用

张浩然，王超 （中国铁路上海局集团有限公司合肥房建公寓段，安徽 合肥 230000）

1 概述

合肥南站是中国铁路上海局集团有限公司下辖的特等站，是华东地区的交通枢纽之一，并为合宁、合武、合蚌、合福客运专线的国家铁道枢纽站，2014年11月建成启用。目前，合肥南站站台规模为沪汉蓉场有12个站台，7个台面，从北往南站台编号依次为1#-12#；合福场有10个站台，5个站台面，依次为13#-22#。基本及中间站台长度450m，根据TG/01—2014铁路技术管理规程，客运专线铁路建筑限界执行标准(如图1所示)，合肥南站站台高度不大于1250mm，直线段站台边缘至线路中心线的距离不小于1750mm。

2 铁路建筑限界的重要性

图1 客运专线铁路建筑限界轮廓与基本尺寸

铁路建筑限界管理是关系铁路行车安全的一项重要基础工作，对客货运输尤其是高速铁路运输安全影响重大。根据动态包络线法则，机车车辆行驶时，其最大的纵向和横向所占用空间的轮廓线，与线路周围的各种建筑物或设备的限制轮廓线，不相切的横断面最小尺寸，即是它的安全限界值。近年来，由于高站台限界管理难度不断加大，全路出现了多起站台侵限刮蹭列车的险情，严重危及行车安全。高速铁路特别是“复兴号”动车组列车作为国家的重要宣传名片，在运输过程中一旦发生问题，不仅会产生巨大的经济损失，也会造成重要的政治影响。因此，铁路建筑限界管理必须打起十二分的精神，任何一点细微的偏差都不能放过，确保百分百无误，心里才更踏实。

3 传统铁路站台限界测量

①目前阶段还是以数显站台限界尺测量为主，人员配备：一位驻站联络员、一位现场防护员、一位测量读数员、一位数据记录员。原理是勾股定理，依靠尺子的斜长和角度来测量水平值与高度值，测量人员除了比对过往测量数值外，无法判断读数的正确与否，完全依靠尺子内部数据计算，数据以大地坐标为基准，如图2所示。

②合肥南站天窗计划时间基本上固定为凌晨0：30-4：30，受限一个点数值需要多次重复测量、读数、记录，夜间站台面、轨道及环境判定不准确致使测点不准确，准备与退场时间长、作业时间短。

③集团公司限界管理办法要求工区每季度都要限界复测，段限界管理实施细则中，高铁按每隔5m的距离设置测点（不包括曲线加宽特征点），合肥南站有22个基本及中间站台，每个站台长450m，数显限界尺每五m便要俯身一次，将限界尺仿形靠块贴近轨道，使尺子的“水泡”居中，L型铰链贴近站台沿口，然后读出数值：竖高1235mm，橫距1775mm，重复以往工作量极大。

④限界尺测量特别是夜间天窗中照明亮度不够，上下水准泡居中困难，累计误差大，1个天窗内只能测3面站台，效率低下。

⑤另铁路运输系统因建筑限界引起的事故时有发生，国铁集团发文对限界管理工作进行专项整治复测。

针对上述问题，合肥南站使用了高站台限界测量车，大大提高了站台限界测量效率，并对限界数据进行了科学、准确、动态、实时的管理，实现铁路限界管理工作信息化、网络化，进而为高铁运输安全提供决策支持，如图3所示。

4 高站台限界测量车的应用

图2 数显站台限界尺测量

图3 高站台限界测量车测量

4.1 功能组成

高站台限界测量车根据铁路建筑限界相关要求设计研制，可实现对站台限界静态点位与动态等距的非接触式测量。由H形走行机构、信号采集模块、摄像组件和限界测量软件等组成，采用机器视觉、图像智能识别等技术，实时采集高铁站台轮廓各测量点位置信息、轨距、倾角、里程等参数，经数据处理获得高站台限界尺寸。

4.2 结构设计

高站台限界测量车采用分体式结构设计，具有快速拆装和精准定位特点。测量软件采用模块化构造，具有站台参数设置、数据存储及导出、数值及曲线显示和超限预警提示等功能。

4.3 数据生成

信号采集模块通过数据线与电脑连接，直接生成数据。文件以前期编号命名，记录的每个测量点距钢轨平面中心的垂直、水平距离，实时扫描成像，并做数据存储，如图4所示。

图4 数据存储导出后表格

5 应用取得的成效

高站台限界测量车自2018年在合肥南站使用至今，累计测量站台长度约20万m，运用效果良好，为高速铁路运输安全提供了可靠的数据保障和经济效益回报。

5.1 提高了限界数据的准确性和及时性

使用高站台限界测量车后，大量的数据处理由计算机取代了原来的人工。因拨道、临时施工等原因造成的限界变化，工区可随时进行复测，系统数据及时更新，并直接生成书面上报材料，使车间、段及时掌握各站台的最新限界情况，对高速铁路运输提供安全保障。

5.2 提高了限界测量的效率和可追溯性

使用高站台限界测量车后，1个夜间天窗内可测8面站台的限界值，保守统计比数显站台限界尺测量效率提高60%，尤其适合大型高铁站多面站台的限界测量。特别适合夜间天窗，眼见即所得，无需读数与记录，且数据可直接导出不存在涂改与模糊不清，自动存储功能更是方便了以后的查询和汇总。

5.3 实现了限界管理的规范化、科学化

使用高站台限界测量车后，限界管理的具体部门及负责人得以明确，限界的监督检查和责任追究制度得到落实，限界管理工作逐步走上了专业化轨道。

6 需要进一步优化的问题

①高站台限界测量车的使用，受到人员技能素质的约束，转场运输与组装稍显复杂，需3人～4人配合提抬搬卸。

②增加复测结果与原限界数据的比较功能。季度限界复测过程中发现数据变化较大时，系统可将新的复测结果与对应的原限界数据进行比较，并提示限界变化情况。

③开发高站台限界测量车在轨道曲线段的侵限数值断定功能，根据曲线段建筑限界加宽公式，直接判断设备是否侵限，侵限数值等。

7 限界管理未来发展

“无人”测量技术。随着测量科技和仪器的迅速发展，能够精准快速提供现场测量数据，并判断是否侵限，侵限多少，必将成为铁路限界管理的下一研究目标。无接触遥感设备在社会很多行当中已广泛应用，它的优势是可以快速、高效以及精准地获取高程、距离等信息数据。所以根据线路的直圆、直缓、缓圆实际，调整好拍摄比例尺和分辨率以及重叠率等，利用正射影像的勾绘汇总，杜绝铁路站台侵限的隐患。

增强无接触遥感设备在建筑限界测量的技术研究和应用，是提升限界测量效率的有效手段，是加快数字化、信息化铁路限界管理的安全保障。相信不久的将来，在区块链、物联网等科技的加持下，无接触遥感限界测量会在全路得到广泛使用，今后的铁路限界管理也将迎来“智能化”的辉煌时代。

8 结语

高站台限界测量车作为中国铁路上海局集团有限公司，拥有自主产权的具有高技术含量、高附加值的测量设备，为铁路限界管理“无人化”的大数据时代奠定了基础，明显改变了这个领域发展严重滞后的状况。