接触网检测系统校准装置及方法

技术领域

本发明涉及铁路检测装置领域，特别涉及一种接触网检测系统校准装置及方法。

背景技术

接触网是电气化铁路(含高度和普速铁路)牵引供电系统的主要组成部分，也是重要的行车基础设施。其中，接触线几何参数(包括拉出值、接触线高度、接触线间水平距离和接触线间垂直距离)是影响受电弓与接触网系统安全运行的基础，也是接触网运维的关键指标。

为保障电气化铁路运营秩序和运输安全，我国已建立起覆盖全国电气化铁路的综合检测监测系统(简称6C系统)，并通过运用弓网综合检测装置(简称1C装置)、车载接触网运行状态检测装置(简称3C装置)和接触网状态检测监测装置(简称4C装置)，对接触网实施不同周期、不同工况下的全方位检测，有效保障了电气化铁路运输安全。

目前1C装置、3C装置和4C装置通过运用激光摄像技术、三角测量原理等技术实现对接触线相对于轨道中心的空间几何位置检测，其测量参数及技术指标要求见表1。为保证检测数据的准确性和有效性，需要对装置的测量技术状态进行定期校准。1C、3C和4C装置固定安装在轨道车辆(含动车组、轨道作业车)上，为保证运用安全和检测质量，在其使用寿命内往往无法拆卸，因此不具备周期性在实验室开展全面校准条件。同时，由于现场条件有限，难以将其测量结果溯源到常规长度测量仪器上。

故需要一种可方便在现场运用，并能够模拟接触线提供多组相对于轨道中心的高精度空间位置的便携式校准装置。

表1接触网几何参数测量技术指标

现有的一种接触线几何参数检测装置通常包括：车顶部分和车底部分，如图1所示。车顶部分实现接触线相对于车顶装置垂直方向高度和水平方向偏移的二维空间位置测量，车底部分实现车体断面中心相对于垂直轨道轨顶连线中心的垂直和水平方向空间位置的测量。两部分测量值组合后实现对接触线相对于轨顶连线中心的垂直高度和水平偏移的二维空间位置测量，即接触线高度和拉出值。

如图2所示，为一种便携式校准装置1，其由横梁11、立杆12、模拟接触线13三部分组成。模拟接触线13与立杆12中心线和横梁11中心线构成的平面垂直，其外形尺寸同实际接触线技术要求一致，长度一般较短，并可通过滑块与立杆12连接，可在立杆12上竖向调节位置。横梁11通过可调节底座固定在检测装置附近车顶上，通过调节底座可实现横梁11三维基准与检测装置三维基准对齐。立杆12与横梁11顶面垂直，并且通过滑块与横梁11连接，可在横梁11上水平方向调节位置。横梁11和立杆12上均有刻度，立杆12在横梁11上的横向位置和模拟接触线13在立杆12上的垂向位置可通过刻度读取，并据此提供模拟接触线13相对于检测装置基准的垂直高度和水平位置。

目前的接触网几何参数检测系统校准时采用车顶和车底设备分别校准形式。对于车底设备，采用将各传感器拆除并送至第三方计量机构委托校准；对于车顶设备，采用如图2所示便携式校准装置1。校准时，首先调整横梁11底座，实现校准装置横梁11与检测设备的基准对中；之后，通过调整立杆12在横梁11上的位置和模拟接触线13在立杆12上的位置，实现提供多种组合的模拟接触线13标准空间几何位置；通过比较校准装置的多组不同空间几何位置之间的变化值与检测装置对应多组测得的接触线高度和拉出值变化值实现校准。

现有技术中，采用上述校准装置和方法进行校准时，至少存在如下问题：

首先，对于该技术方案采用将接触网几何参数检测装置2的车顶装置和车底装置分开校准的形式，仅能实现车顶装置和车底装置测量精度的分别校准，同时其校准结果仅相对于车顶和车底检测装置基准本身，两部分校准结果无法实现关联，也就无法保证校准的总的测量精度。

其次，在运用图2所示便携式校准装置1对车顶装置进行校准时，需要将校准装置中心调整至与车顶检测装置中心重合，当检测装置检测原理和外形参数等变化时，调整方案相应需做调整，不仅操作繁琐，同时调整精度难以保障，容易引起较高的测量不确定度。

最后，接触网几何参数检测装置2，是搭载在轨道车体3上对接触线相对于轨道顶面连线中心线的高度和拉出值进行检测，其检测精度不仅依赖于车顶和车底装置各部分独立的测量精度，还依赖于各部分检测装置相对于车体3中心的六个自由度的安装误差(三个正交坐标轴上的平动和绕轴的转动)。该现有技术中所提供的方案无法实现对由于安装误差引起的总的测量精度的校准。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种接触网检测系统校准装置及方法，其能够对接触网检测系统整体测量准确性进行较高精度的校准。

本发明实施例的具体技术方案是：

一种接触网检测系统校准装置，该接触网检测系统校准装置包括：纵向调平板、横向调直器、至少三个测距仪；所述第一主梁整体沿着第二方向纵长延伸，所述第一主梁具有相对的第一端和第二端，所述第一纵向调平板设置在靠近所述第一端位置，且位于所述轨道的外侧，所述横向调直器设置在所述轨道的内侧，能使所述第二方向与所述第一方向相垂直；所述轨距测量部件用于测量轨道的轨距；所述测距仪至少能形成三个不共线的检测位；所述车顶校准装置包括：第二主梁，第二纵向调平板，立柱，至少两根平行设置的模拟接触线；所述第二主梁沿着所述第二方向纵长延伸，所述第二主梁具有相对的第三端和第四端，所述第二纵向调平板设置在靠近所述第三端位置，且位于所述车顶的外侧，所述立柱整体沿着第三方向纵长延伸，所述第三方向同时垂直于所述第一方向和第二方向，所述立柱具有相对的顶端和底端，所述底端安装在所述第二主梁上；所述模拟接触线安装在所述立柱上；所述车顶校准装置上形成有与所述检测位相匹配的对准位。

在一个优选的实施方式中，所述测距仪为的个数为三个，包括第一测距仪、第二测距仪和第三测距仪，所述第一纵向调平板的纵长延伸方向与所述第一方向相平行，所述第一测距仪和所述第二测距仪沿着所述第一方向依次设置并且关于所述第一主梁对称设置，所述第三测距仪设置在靠近所述第二端处且位于所述轨道的外侧；所述对准位的个数为三个，包括第一对准位、第二对准位和第三对准位，所述第二纵向调平板的纵长延伸方向与所述第一方向相平行，所述第一对准位和所述第二对准位关于所述第二主梁对称设置，所述第三对准位设置在靠近所述第四端处且位于所述车顶的外侧；所述第一测距仪用于检测所述第一对准位，所述第二测距仪用于检测所述第二对准位，所述第三测距仪用于检测所述第三对准位。

在一个优选的实施方式中，所述测距仪为激光测距仪，所述对准位为激光靶标，所述激光测距仪发出激光线能被所述激光靶标接收。

在一个优选的实施方式中，所述横向调直器包括呈等腰直角分布的本体，所述本体固定在所述第一主梁的下表面，所述本体上设置有两个第一接触点，所述两个第一接触点的顶点连线与所述第一主梁长度方向的几何中心线垂直。

在一个优选的实施方式中，所述轨距测量部件可滑动地设置在所述第一主梁的第二端，包括：与所述第一主梁对接的第一主件，所述第一主件的下表面设置有第二主件，所述第一主件和所述第二主件上分别设置有用于抵靠所述轨道的第二接触点、第三接触点。

在一个优选的实施方式中，所述第二主梁的上表面设置有沿着所述第二方向延伸的水平滑轨，所述立柱的底端可滑动地安装在所述水平滑轨中，所述第二主梁沿着所述第二方向设置有水平刻度。

在一个优选的实施方式中，所述第二主梁包括沿着所述第二方向延伸的主梁主体，所述主梁主体上可滑动地设置有用于安装对准位的调节件。

在一个优选的实施方式中，所述立柱上设置有可沿着所述第三方向延伸的竖直滑轨，所述模拟接触线能通过所述竖直滑轨改变在所述立柱上的高度，所述立柱上沿着所述第三方向设置有竖直刻度。

在一个优选的实施方式中，所述模拟接触线的个数为两个，分别为第一模拟接触线和第二模拟接触线，所述立柱还设置有用于安装所述第一模拟接触线、所述第二模拟接触线的安装机构，所述安装机构的一端与所述竖直滑轨滑动配合，所述安装机构上沿着所述第二方向间隔设置有多个用于安装模拟接触线的安装底座。

在一个优选的实施方式中，所述接触网检测系统校准装置还包括：用于将所述第二主梁安装在所述车顶的可调节安装底座。

一种接触网检测系统校准方法，所述接触网检测系统包括检测装置，所述接触网检测系统校准方法采用上述任一所述的接触网检测系统校准装置的轨道校准装置和车顶校准装置，所述方法包括以下步骤：

建立所述轨道校准装置的第一三维坐标系与所述检测装置中心所在断面的参考三维坐标系的位置关系，所述第一三维坐标系仅相对所述参考三维坐标系在第一方向具有一定距离的偏移；

建立所述车顶校准装置的第二三维坐标系与所述轨道校准装置的第一三维坐标系的位置关系，所述第二三维坐标系仅相对所述第一三维坐标系在第三方向上具有一定距离的偏移；

获取所述模拟接触线的刻度值，以及所述检测装置检测到的几何参数，根据比对校准法，获得所述几何参数的校准量。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

以相互平行且垂直于A、B部分基准平面的三条激光和靶标对准，实现A部分校准装置和B部分校准装置的三维空间位置关系建立。且通过精确测量垂直距离，精确控制A部分校准装置与B部分校准装置之间的X轴转动、Y轴转动和Z轴平动，通过靶标对准，精确控制A部分校准装置与B部分校准装置的Z轴转动、X轴平动和Y轴平动，实现A部分校准装置三维坐标系与B部分校准装置三维坐标系的空间位置关系的简化，令其间差异仅限定在Z轴的平动，进一步，可通过直接读取A部分校准装置和B部分校准装置上的刻度值和测量值，实现模拟接触线的标准空间位置的快速获取，使校准装置具备可快速、高精度复现接触线空间几何位置的优势。本校准装置以车顶校准装置和轨道校准装置两部分实现标准接触线高度和拉出值的高度精度复现，在保证复现精度的同时简化了设备组成，更好实现了便携功能。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为现有的接触网几何参数检测装置测量原理示意图；

图2为现有技术中一种便携式校准装置在使用状态下的示意图；

图3为本发明获取标准拉出值和接触线高度的原理示意图；

图4为本发明实施方式中提供的接触网检测系统校准装置的组成示意图；

图5a为本发明实施方式中提供的轨道校准装置的三维图；

图5b为本发明实施方式中提供的轨道校准装置的俯视图；

图5c为本发明实施方式中提供的轨道校准装置的正视图；

图6a为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中横向调直器的俯视图；

图6b为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中横向调直器的正视图；

图7a为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中纵向调平板的三维图；

图7b为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中纵向调平板的俯视图；

图8a为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中轨距测量部件的测量原理图；

图8b为本发明实施方式中提供的轨道校准装置中轨距测量部件的俯视图；

图9为本发明实施方式中提供的车顶校准装置的三维图；

图10a为本发明实施方式中提供的车顶校准装置第二主梁与第二纵向调平板的顶面三维图；

图10b为本发明实施方式中提供的车顶校准装置第二主梁与第二纵向调平板的底面三维图；

图11a为本发明实施方式中提供的车顶校准装置的主梁主体与调节件的位置关系的侧视图；

图11b为本发明实施方式中提供的车顶校准装置主梁主体与调节件的位置关系的正视图；

图12为本发明实施方式中提供的车顶校准装置第二主梁与第二纵向调平板的位置关系的示意图；

图13为本发明实施方式中提供的车顶校准装置立柱的结构示意图；

图14a为本发明实施方式中提供的车顶校准装置立柱与第二主梁的位置关系的正视图；

图14b为本发明实施方式中提供的车顶校准装置立柱与第二主梁的位置关系的侧视图；

图15为本发明实施方式中提供的车顶校准装置用于安装模拟接触线的安装机构的结构示意图；

图16a为本发明实施方式中提供的车顶校准装置用于安装模拟接触线的安装机构的正视图；

图16b为本发明实施方式中提供的车顶校准装置用于安装模拟接触线的安装机构的侧视图。

具体实施方式

结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

理论上，影响校准准确性的因素包括:车顶装置的测量精度、车底装置的车辆精度、车顶和车底测量结果的叠加算法精度。

实际上，在上面所述的3个影响因素中，车顶和车底测量结果的叠加算法精度是很难单独校准验证的，需要通过进行全面、多项目的长度等几何参数测量，同时各项目的测量本身存在不确定性，组合后的叠加算法很难理论量化。

本发明开创性地通过将车顶装置、车体和车底装置看成整体，通过设置多组相对于装置所在轨道顶面中心的空间几何位置已知的模拟接触线来对接触网检测系统的整体测量精度进行校准，跳过了车顶和车底装置单独校准，以及车顶车底装置测量结果叠加算法难以实施校准的技术难点。

以下，将结合实施原理和实施例进行详细说明。

一般的，该接触网检测系统设置有接触网(几何参数)检测装置(以下说明书中可以简称检测装置。本发明是针对现有校准装置无法实现对接触网检测装置的整体测量准确性校准的不足所做的改进。

在原理上，本发明从几何参数的定义出发，通过提供一种能准确复现接触线相对于检测装置中心所在断面对应的以轨道顶面连线中心为原点的二维空间几何位置，实现对检测装置整体测量准确性的校准。

如图3所示，检测装置中心所在断面与轨道纵向垂直，以检测装置中心所在断面对应的轨道顶面连线中心为原点构成三维坐标系O-XYZ。其中，YZ轴构成平面与检测装置中心所在断面重合，X轴与轨道纵向平行，Y轴为垂直于轨道纵向且平行于轨道顶面，Z轴为垂直于轨道顶面。模拟接触线M和模拟接触线N均与YZ平面垂直，且其交点分别为M(0，y

如图4所示，在本说明书中提供了一种接触网检测系统校准装置。该校准装置由A部分和B部分组成。

其中，A部分为轨道校准装置，用于安装在轨道上，其主要实现对靠近检测装置中心O所在断面的三维坐标系O′-XYZ的构建，其中O′关于O仅在X轴上偏移一定距离，同时与B部分——车顶校准装置B建立空间三维关系。该轨道的延伸方向为第一方向，即下述坐标系中所述的X轴方向。

车顶校准装置B用于安装在车顶上，其自身坐标系为O″-XYZ，在实现与A部分空间三维关系建立的基础上，主要实现向接触网几何参数检测装置直接提供相对于O″-XYZ坐标系的标准接触线高度和拉出值。

此外，为了实现便捷功能，本说明书中该接触网检测系统校准装置中需要进行拆装连接的各部件均可以实现快速拆装的方式进行装配。

以下结合附图对该接触网检测系统校准装置的各个部分进行详细说明。

如图5a、图5b和图5c所示，轨道校准装置A主要包括A-1～A-7，其中，A-1为第一主梁，A-2为轨距测量部件，A-3为第一纵向调平板，A-4为横向调直器，A-6、A-7和A-5分别为测距仪。该测距仪具体可以为激光测距仪。A-6为第一测距仪、A-7为第二测距仪、A-5为第三测距仪。

在本实施方式中，第一主梁A-1可以为规则长方体结构。所述第一主梁A-1整体沿着第二方向纵长延伸，所述第一主梁A-1具有相对的第一端和第二端。所述第一纵向调平板设置在靠近所述第一端位置，且位于所述轨道的外侧，所述横向调直器A-4设置在所述轨道的内侧，能使所述第二方向与所述第一方向相垂直。其中，该第二方向为三维坐标系中的Y轴方向。

校准时，第一主梁A-1的第一端与第一纵向调平板A-3和横向调直器A-4可靠固定连接，且与第一纵向调平板A-3和横向调直器A-4之间不能发生位移及旋转移动。

如图6a和图6b所示，横向调直器A-4可以包括呈等腰直角分布的本体。当然，该本体的形状并不限于上述形状，其还可以其他便于实现横向调直功能的形状。所述本体固定在所述第一主梁A-1的下表面。所述本体上可以设置有两个第一接触点，所述两个第一接触点的顶点连线与所述第一主梁A-1长度方向的几何中心线垂直。

具体的，横向调直器A-4的两个第一接触点可以为两个半球面触点A-4-1。两个半球面触点A-4-1的顶点连线与第一主梁A-1长度方向几何中心线垂直，在第一主梁A-1长度方向上两个半球面触点A-4-1的两个顶点距离第一主梁A-1底面距离为h

如图7a和图7b所示，具体的，所述测距仪可以为激光测距仪。第一纵向调平板A-3两端各安装一台激光测距仪，其测量基准点连线与第一主梁A-1长度方向几何中心线垂直且与第一主梁A-1上下面平行，其间距记为l

第一测距仪A-6和第二测距仪A-7发出的测量激光线既与其基准点连线垂直，同时也与第一主梁A-1长度方向几何中心线垂直，如图7a和图7b所示。第一测距仪A-6和第二测距仪A-7发出的激光线形成的激光线平面与半球面触点A-4-1顶点的垂直距离记为l

如图8a和图8b所示，轨距测量部件A-2用于测量轨道的轨距，该轨距测量部件A-2可滑动地设置在所述第一主梁A-1的第二端，包括：与所述第一主梁A-1对接的第一主件A-2-1，所述第一主件A-2-1的下表面设置有第二主件A-2-2，所述第一主件A-2-1和所述第二主件A-2-2上分别设置有用于抵靠所述轨道的第二接触点A-2-4、第三接触点A-2-3。

如图8a和图8b所示，轨距测量部件A-2与第一主梁A-1的第二端连接，且轨距测量部件A-2可在第一主梁A-1上相对滑动，且当滑动到指定位置后有相应锁紧机构可使二者位置可靠固定。第二主件A-2-2可以与第一主件A-2-1固定连接，其靠近激光测距仪A-5的侧面为平面，且该平面与第一主梁A-1长度方向几何中心线垂直。第三接触点A-2-3可以为半球面触点，固定第二主件A-2-2在靠激光测距仪A-5侧面。第二接触点A-2-4为半球面触点，固定在第一主件A-2-1底面上。第三接触点A-2-3与第二接触点A-2-4圆心连线与第一主梁A-1长度方向几何中心线共处同一平面。第二接触点A-2-4圆心在平行于第一主梁A-1长度方向几何中心线方向上与第三接触点A-2-3顶点的间距为l

如图9所示，B部分即车顶校准装置B，其主要包括B-1～B-5。其中，B-1为第二主梁，B-2为第二纵向调平板，B-3为立柱，B-4为模拟接触线的安装机构，B-5为可调节安装底座。

请结合参阅图10a和图10b，第二主梁B-1负责建立车顶校准装置B的空间基准坐标系，并实现与A部分校准装置的空间位置关联。B-1-1为主梁主体，为规则长方体结构，其长度应满足在极限轨距下，当A部分校准装置第二主件A-2-2与横向调直器A-4的顶点与钢轨内侧密贴时，车顶校准装置B上设置有多个与检测位相匹配的对准位，该对准位分别可以为激光靶标的形式。具体的，该激光靶标能正常接收到A部分校准装置中激光测距仪发出的测量激光。

基于不共线的三点可以确定一个基准平面的原理，所述测距仪为的个数为三个，包括第一测距仪A-6、第二测距仪A-7和第三测距仪A-5，所述第一纵向调平板A-3的纵长延伸方向与所述第一方向相平行，所述第一测距仪A-6和所述第二测距仪A-7沿着所述第一方向依次设置并且关于所述第一主梁A-1对称设置，所述第三测距仪A-5设置在靠近所述第二端处且位于所述轨道的外侧。该对准位的个数至少为三个。

在一个实施方式中，该对准位可以包括第一对准位B-2-2、第二对准位B-2-3和第三对准位B-1-5。所述第二纵向调平板B-2的纵长延伸方向与所述第一方向相平行，所述第一对准位B-2-2和所述第二对准位B-2-3关于所述第二主梁B-1对称设置，所述第三对准位B-1-5设置在靠近所述第四端处且位于所述车顶的外侧；所述第一测距仪A-6用于检测所述第一对准位B-2-2，所述第二测距仪A-7用于检测所述第二对准位B-2-3，所述第三测距仪A-5用于检测所述第三对准位B-1-5。

第二主梁B-1的上表面设置有沿着所述第二方向延伸的水平滑轨B-1-2。所述立柱B-3的底端可滑动地安装在所述水平滑轨B-1-2中，所述第二主梁B-1沿着所述第二方向设置有水平刻度。

具体的，该立柱B-3的底端可以设置有与水平滑轨B-1-2相卡合的卡合座B-3-1。当通过设置固定在主梁主体B-1-1上表面的水平滑轨B-1-2，该水平滑轨B-1-2与立柱B-3中的卡合座B-3-1连接，可以配合实现立柱B-3相对于第二主梁B-1长度方向(即第二方向，即图中的Y轴方向)的精确位移控制和测量。水平滑轨B-1-2的轨道平面与主梁主体B-1-1上下底面平行。如图10a和图10b所示，当检测位设置激光测距仪时，对准位可以为激光靶标，负责与激光线准确对准，并实现二者基准点间隔距离的准确测量。其中，第三对准位B-1-5固定于调节件B-1-3的底面。该调节件B-1-3可相对该主梁主体B-1-1沿着第二方向滑动，从而调节该第三对准位在该第二方向上的位置，使其能够接收到第三测距仪发射的信号。第三对准位B-1-5的基准点与主梁主体B-1-1长度方向几何中心线所在垂直于其底面的平面共处同一平面。第三对准位。第三对准位B-1-5的基准点位于调节件B-1-3沿主梁主体B-1-1长度方向的中心线上，第三对准位B-1-5的基准点到主梁主体B-1-1底面的垂直距离记为h

所述第二主梁B-1沿着所述第二方向设置有水平刻度B-1-4。具体的，该水平刻度B-1-4可以分别刻印在主梁主体B-1-1前后侧面，其起点与第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3基准点的连线所在垂直于主梁主体B-1-1长度方向几何中心线的平面共处同一平面，刻度长度与主梁主体B-1-1长度一致，最小刻度为1mm。校准时，调节件B-1-3宽度中点所对应的水平刻度B-1-4上的刻度记为l

B-2为第二纵向调平板，负责与A校准装置第一测距仪A-6和第二测距仪A-7建立空间位置关系。第二纵向调平板B-2请结合参阅图10a、图10b和图12所示。该第二纵向调平板B-2具有板状本体B-2-1，其可以为规则长方体结构，校准时，固定安装在主梁主体B-1-1上，且与主梁主体B-1-1不能发生相对位移或转动。第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3为激光靶标，分别负责与第一测距仪A-6和第二测距仪A-7发出的激光线准确对准，并实现其各自间隔距离的准确测量。第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3分别固定安装在B-2-1两端，其基准点连线与主梁主体B-1-1长度方向几何中心线垂直，第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3基准点到主梁主体B-1-1底面距离分别记为h

如图13所示，B-3为立柱，其底端与第二主梁B-1的连接，同时为模拟接触线沿高度方向移动提供精确控制和测量。所述立柱B-3包括柱状的柱体B-3-2，其上设置有可沿着所述第三方向(即坐标轴中的Z轴方向)延伸的竖直滑轨B-3-3，所述模拟接触线能通过所述竖直滑轨B-3-3改变在所述立柱B-3上的高度，所述立柱B-3上沿着所述第三方向设置有竖直刻度B-3-4。

具体的，请结合参阅图14a和图14b，卡合座B-3-1与柱体B-3-2的底端固定连接，并与水平滑轨B-1-2组成配套元件，实现在水平滑轨B-1-2上精确位移控制。卡合座B-3-1与水平滑轨B-1-2连接后能够保证柱体B-3-2长度方向几何中心线与主梁主体B-1-1上下底面垂直。B-3-3为竖直滑轨，其个数可以为两个，两个竖直滑轨B-3-3分别固定安装在柱体B-3-2沿主梁主体B-1-1长度方向两侧，竖直滑轨B-3-3均与柱体B-3-2长度方向中心线平行。B-3-4为竖直刻度，分别刻印在柱体B-3-2正面和背面，刻度起点与立柱B-3安装于水平滑轨B-1-2中后，与主梁主体B-1-1底面共处同一平面。

如图15所示，在一个实施方式中，所述模拟接触线的个数为两个，分别为第一模拟接触线和第二模拟接触线。所述立柱B-3还设置有用于安装所述第一模拟接触线、所述第二模拟接触线的安装机构B-4，所述安装机构B-4的一端与所述竖直滑轨B-3-3滑动配合，所述安装机构B-4上沿着所述第二方向间隔设置有多个用于安装模拟接触线的安装底座B-4-1。

在本实施方式中，B-4为用于安装模拟接触线的安装机构。该安装机构B-4可以与立柱B-3通过竖直滑轨B-3-3连接。该安装机构B-4可以包括：底座B-4-1和安装架B-4-2。底座B-4-1与安装架B-4-2固定连接，并与竖直滑轨B-3-3组成配套元件，实现在竖直滑轨B-3-3上精确位移控制。底座B-4-1与竖直滑轨B-3-3连接后能够保证安装架B-4-2长度方向几何中心线与主梁主体B-1-1长度方向几何中心线平行，且与柱体B-3-2长度方向几何中心线垂直，如图14a和图14b所示。

B-4-3为用于安装模拟接触线的安装底座，负责固定模拟接触线。安装底座B-4-3可以为多组，多组安装底座B-4-3可以沿着安装架的长度方向等间隔分布，等间隔间距为l

模拟接触线的截面尺寸与标准接触线截面相同，也可根据需要对底面进行预磨耗处理。此外，要求模拟接触线安装在安装底座B-4-3时，应该使其磨耗底面与竖直滑轨B-3-3长度方向垂直，其长度可根据校准时校准装置与接触网几何参数检测系统垂直于第二主梁B-1长度方向间距确定，其长度不宜过长。如图15所示，校准时，模拟接触线M固定在安装底座B-4-3上，且固定后模拟接触线M长度方向几何中心线与安装架B-4-2正面垂直，如图16a和图16b所示。立柱B-3上可同时安装两组或多组安装机构B-4，用于实现多种组合模拟接触线的同时复现。

如图9所示，在一个实施方式中，该接触网检测系统校准装置还包括用于将所述第二主梁B-1安装在所述车顶的可调节安装底座B-5。该可调节安装底座B-5负责将第二主梁B-1固定在车顶上，且具有可调节能力，并配合第二主梁B-1和第二纵向调平板B-2实现与A部分校准装置空间几何位置关系的建立。当调整到位后具备保持第二主梁B-1相对于车体位置固定的功能。

基于上述实施方式中所述的接触网检测系统包括检测装置，本说明书中还提供一种接触网检测系统校准方法，该所述接触网检测系统校准方法采用上述接触网检测系统校准装置的轨道校准装置和车顶校准装置，该方法可以包括以下步骤：

首先，建立所述轨道校准装置的第一三维坐标系与所述检测装置中心所在断面的参考三维坐标系的位置关系，所述第一三维坐标系仅相对所述参考三维坐标系在第一方向具有一定距离的偏移；

其次，建立所述车顶校准装置的第二三维坐标系与所述轨道校准装置的第一三维坐标系的位置关系，所述第二三维坐标系仅相对所述第一三维坐标系在第三方向上具有一定距离的偏移；

最后，获取所述模拟接触线的刻度值，以及所述检测装置检测到的几何参数，根据比对校准法，获得所述几何参数的校准量。

具体的，在以下说明书中将结合具体的结构详细和原理详细说明该校准方法的实施过程。

①按照图4分别将A部分校准装置和B部分校准装置组装完成。

②判断接触网几何参数检测装置中心所在断面与轨道的交汇位置，根据B部分校准装置体积及车顶空间情况，确定A校准装置在轨道上安装位置，为了保证校准装置所复现的接触线接触线高度和拉出值的精确度，A校准装置与检测装置中心所在断面间隔应尽可能接近，设沿轨道方向其间隔距离为d

③将A装置第一主梁A-1长度方向几何中心线与②中所确定的A校准装置在轨道上安装位置对准，将横向调直器A-4放置在一条钢轨上，且使两个半球面触点A-4-1与该钢轨内侧面紧贴；接着调整轨距测量部件A-2，使第二接触点A-2-4与另一条钢轨顶面贴合；将轨距测量部件A-2向外侧移动，直至第三接触点A-4-3与钢轨内侧紧贴；锁紧轨距测量部件A-2与第一主梁A-1的相对位置，并记下此时第一主梁A-1在刻度线A-2-6上的对应刻度，记为l

到此，实现了A装置三维坐标系O′-XYZ与检测装置中心所在断面的三维坐标系O-XYZ的位置关系建立。其中，第一主梁A-1底面长度方向几何中心线与Y轴平行，第一主梁A-1底面宽度方向几何中心线与X轴平行，第一主梁A-1底面法线与Z轴平行，第一主梁A-1底面长度方向几何中心线上距离两个半球面触点A-4-1顶点l

④判断A装置所在断面，并将B装置安装在该断面对应的车顶位置，打开第三测距仪A-5、第一测距仪A-6、第二测距仪A-7的电源，调整可调节安装底座B-5，使第二测距仪A-7和第一测距仪A-6发出的激光线分别打在第二对准位B-2-3、第一对准位B-2-2的靶标上，观察第二测距仪A-7和第一测距仪A-6测得距离读数，进一步调整可调节安装底座B-5，使第二测距仪A-7和第一测距仪A-6测得距离值相等，并记录此时距离值，记为d

⑤调整调节件B-1-3，使第三测距仪A-5激光线打在第三对准位B-1-5的靶标上，观察第三测距仪A-5测得距离读数，并调整可调节安装底座B-5和调节件B-1-3，且始终保持第三测距仪A-5激光线打在第三对准位B-1-5的靶标上，直至第三测距仪A-5测得距离读数等于d

到此，实现了A装置坐标系O′-XYZ与B装置坐标系O″-XYZ的空间位置关系建立。其中，第二主梁B-1底面长度方向几何中心线与第一主梁A-1底面长度方向几何中心线平行，第二纵向调平板B-2中第一对准位B-2-2与第二对准位B-2-3基准点连线与第一测距仪A-6与第二测距仪A-7基准点连线平行，第一对准位B-2-2、第二对准位B-2-3、第三对准位B-1-5基准点所在平面的法线与第一主梁A-1底面法线平行。进一步，根据第二纵向调平板B-2与第二主梁B-1的位置关系以及A装置与三维坐标系O-XYZ的位置关系可知，第二主梁B-1底面长度方向几何中心线与Y轴平行，第二主梁B-1底面宽度方向几何中心线与X轴平行，第二主梁B-1底面法线与Z轴平行。故以第二主梁B-1底面长度方向几何中心线上第三对准位B-1-5基准点到第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3基准点连线的中点为坐标系O″-XYZ的坐标原点O″，以第二主梁B-1底面长度方向几何中心线为Y轴，以与第二主梁B-1底面宽度方向几何中心线平行线为X轴，以与第二主梁B-1底面法线平行线为Z轴，构建了B部分较真装置的三维坐标系O″-XYZ，原点O″对于O′仅在Z轴正方向偏移。在本实例中，原点O″相对于O′在Z轴正方向上，其间隔距离为d

⑥此时，O″为第二主梁B-1底面长度方向几何中心线上第三对准位B-1-5基准点到第一对准位B-2-2和第二对准位B-2-3基准点连线距离的中点，根据第二纵向调平板B-2与第二主梁B-1的位置关系可知，O″对应在水平刻度B-1-4的刻度位置记为y

进一步，模拟接触线M底面几何中心线在O″-XYZ坐标系下YZ轴平面的坐标为(y

⑦为实现对接触线间水平间距和垂直间距测量精度校准，可同时再设1个或者多个安装机构B-4。当模拟接触相的条数达到2条及以上时，2条模拟接触线之间的空间相对位置包括水平和垂直距离两部分，通过将该2个值与检测装置测量得到的值进行对比实现校准。

在图4实例中设增设了1个安装机构B-4，对应的该安装机构B-4上设置有模拟接触线N，且安装于立柱B-3远离第二纵向调平板B-2一侧，其模拟接触线N底面几何中心线对应于竖直刻度B-3-4的刻度线位置记为z

⑧针对模拟接触线M，接触网几何参数检测系统测得的拉出值和接触线高度分别为S

⑨调整模拟接触线M和模拟接触线N在B-3的位置和立柱B-3在第二主梁B-1上的位置，实现多组不同位置下对接触网几何参数检测系统的校准，同时可对检测系统的分辨力以及量程进行校准。

本说明书中所提供的接触网检测系统校准装置及其对应的方法主要通过：以相互平行且垂直于A、B部分基准平面的三条激光和靶标对准，实现A部分校准装置和B部分校准装置的三维空间位置关系建立。且通过精确测量垂直距离，精确控制A部分校准装置与B部分校准装置之间的X轴转动、Y轴转动和Z轴平动，通过靶标对准，精确控制A部分校准装置与B部分校准装置的Z轴转动、X轴平动和Y轴平动，实现A部分校准装置三维坐标系与B部分校准装置三维坐标系的空间位置关系的简化，令其间差异仅限定在Z轴的平动，进一步，可通过直接读取A部分校准装置和B部分校准装置上的刻度值和测量值，实现模拟接触线的标准空间位置的快速获取，使校准装置具备可快速、高精度复现接触线空间几何位置的优势。本校准装置以车顶校准装置和轨道校准装置两部分实现标准接触线高度和拉出值的高度精度复现，在保证复现精度的同时简化了设备组成，更好实现了便携功能。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。