基于点云数据快速检测地铁隧道接触网几何参数

doi:10.13474/j.cnki.11-2246.2025.1211

测绘通报 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (12): 65-70.doi: 10.13474/j.cnki.11-2246.2025.1211

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基于点云数据快速检测地铁隧道接触网几何参数

鲍艳¹, 高利业¹, 卢建军²

1. 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室, 北京 100124;
2. 浙江华东测绘与工程安全技术有限公司, 浙江杭州 310014

收稿日期:2025-04-07 发布日期:2025-12-31
通讯作者: 高利业。E-mail:1274489803@qq.com
作者简介:鲍艳(1976—),女,博士,教授,研究方向为三维激光扫描技术在土木工程健康检测中的应用研究。E-mail:baoy@bjut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金(51829801);国家重点研发计划(2017YFC0805403)

Rapid detection of geometric parameters of subway tunnel catenary based on point cloud data

BAO Yan¹, GAO Liye¹, LU Jianjun²

1. The Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China;
2. Zhejiang Huadong Surveying and Mapping and Engineering Safety Technology Co., Ltd., Hangzhou 310014, China

Received:2025-04-07 Published:2025-12-31

摘要/Abstract

摘要： 电力牵引系统是地铁供电设施的重要装备,主要由受电弓、接触网、牵引变电所等装置构成,其中接触网出现故障可能会造成重大安全事故。为快速准确检测接触网几何参数,本文提出了一种基于点云数据分析地铁隧道接触网导线高度和拉出值的方法。该方法通过空间投影法提取隧道中轴线,根据断面点云的相对位置关系切割点云,快速提取两根钢轨轨道顶部、接触网底部的位置坐标;然后通过三者几何位置关系,计算隧道任意里程断面的接触网导线高度及拉出值。以某地铁隧道为例,将从点云数据中提取的接触网导线高度、拉出值,与现有检测手段的测量值进行比较,结果发现误差在设计规范内,验证了该方法的精度。该方法基于三维激光技术,可以快速、全面、准确地获取隧道接触网的几何参数,极大地提高了检测效率,具有广阔的应用前景。

关键词: 地铁隧道, 点云数据, 接触网几何参数, 接触网导线高度, 拉出值

Abstract: The electric traction system is important equipment of subway power supply facilities,mainly composed of pantographs,catenaries,traction substations and other devices.Catenary failures may cause major safety accidents.In order to quickly and accurately detect the geometric parameters of catenaries,this paper proposes a method to analyze the dynamic height and stagger of the catenary in subway tunnels based on point cloud data.This method extracts the central axis of the tunnel via the spatial projection method,cuts the point cloud according to the relative positional relationship of cross-section point clouds,and thus quickly extracts the position coordinates of the tops of the two rails and the bottom of the catenary.Through the geometrical positional relationship of these three,it can calculate the dynamic height and stagger of the catenary at any mileage section of the tunnel.Taking a subway tunnel as an example for verification,the dynamic height and stagger of the catenary extracted from point cloud data are compared with the measured values obtained by existing detection methods.Results show that the error is within the design specifications,which verifies the accuracy of the method.Based on 3D laser technology,this method can quickly,comprehensively and accurately obtain the geometric parameters of catenaries in tunnels,greatly improving detection efficiency and boasting broad application prospects.

Key words: subway tunnel, point cloud data, catenary geometric parameters, catenary dynamic height, stagger

中图分类号:

P258

鲍艳, 高利业, 卢建军. 基于点云数据快速检测地铁隧道接触网几何参数[J]. 测绘通报, 2025, 0(12): 65-70.

BAO Yan, GAO Liye, LU Jianjun. Rapid detection of geometric parameters of subway tunnel catenary based on point cloud data[J]. Bulletin of Surveying and Mapping, 2025, 0(12): 65-70.

参考文献

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基于点云数据快速检测地铁隧道接触网几何参数

Rapid detection of geometric parameters of subway tunnel catenary based on point cloud data

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