便攜式激光測量技術在鐵路裝煤線車體外漲測量中的應用分析

劉文杰

（國能包神鐵路有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯 017000）

0 引言

車體外漲，即車輛在裝載過程中由于裝載物料不均勻分布或超載，導致車體尺寸超過標準限制，從而影響鐵路運輸的安全性和效率。由于煤炭的裝載量大且堆積不易均勻，因此該問題在裝載煤炭的鐵路運輸中尤為突出。在傳統的作業方式中，通常使用人工視覺檢查或采用簡單的測量工具，檢測車體外漲問題，這些方法不僅效率低下，而且很難保證測量準確性。此外，人工作業還存在安全隱患，特別是在惡劣的天氣條件下或夜間作業時，作業人員的安全難以得到保障。因此，研究并開發一種高效、準確、安全的車體外漲測量技術變得愈發重要。便攜式激光測量技術的出現，為解決該問題提供了新的可能，其利用先進的激光測距原理，可以快速、準確地測量車體外漲情況，從而大大提高作業效率和測量準度。同時，應用便攜式激光測量技術，能夠有效減少人工作業強度和安全風險，保障作業人員安全，對于提高鐵路運輸的整體安全性和效率具有重大意義。因此，深入研究便攜式激光測量技術在鐵路裝煤線車體外漲測量中的應用，不僅是技術創新的需要，還是提升鐵路運輸安全與效率的必然要求。

1 便攜式激光測量技術

1.1 便攜式激光測量技術概述

1.1.1 激光測距技術

便攜式激光測量儀采用高精度激光發射和接收技術，通過發射激光束并接收其反射信號來測量目標物體的距離。該方法的優勢在于其可以對車體外漲部分進行快速且高度精確的距離測量。

1.1.2 視頻顯示技術

激光測量儀通常配備高清晰度攝像頭，用于捕捉靜態車體圖像。激光測量儀可以顯示車體的測量數據，使作業人員可以直觀地觀察車體狀態并記錄數據。

1.1.3 傳感技術

激光測量儀依靠水平陀螺儀等傳感器來保證測量的精準度。傳感器有助于確保其在進行測量時的穩定性和準確性[1]。

1.2 創新點分析

一是點對點測量功能。便攜式激光測量技術的一個重要創新點是：點對點測量功能，即用戶可以選擇車體上的任意兩點進行精確測量，其靈活性可以極大地提高測量的便捷性和實用性。二是斷面測量。除了簡單的線性距離測量外，該技術還可以進行更復雜的斷面測量。通過對車體不同部位進行多點測量，可以獲得車體的斷面數據，從而更全面地評估車體外漲情況。三是精確度保障。在測量精確度方面，便攜式激光測量技術采用高級算法和校準技術，可以確保在各種作業條件下都能保持高水平的測量精確度。對于保證鐵路運輸的安全性至關重要。四是快速反應和數據處理。該技術能夠在極短時間內完成測量并處理數據，從而為決策提供即時支持，對于快節奏的鐵路裝載作業尤為重要。五是用戶友好的操作界面。便攜式激光測量儀通常配備直觀的用戶界面和操作系統，使非專業人員也能快速學習和使用。六是安全和便攜性。作為一種便攜設備，便攜式激光測量儀在設計上充分考慮了使用的安全性和攜帶的便利性，可以確保作業人員在各種環境中都能安全、輕松地進行作業[2]。

應用便攜式激光測量技術不僅能夠提高鐵路裝煤線車體外漲測量的效率和準確性，還能夠降低作業風險，保障作業人員生命安全。上述創新點顯示了便攜式激光測量技術在鐵路運輸領域中的巨大潛力。

2 技術實現與研發

2.1 研發目標

通過引入自動化的便攜式激光測量技術，可以顯著提高車體外漲測量的速度和準確性，從而提升整體作業效率和質量；可以減少對人工的依賴，從而降低長期的人工成本；可以提高作業的一致性和可重復性；通過減少人工直接參與的環節，可以降低作業風險，尤其是在復雜或危險的環境中，能夠提高作業的整體安全性。

2.2 技術實現路徑

2.2.1 簡單實用耐用的產品設計

在設計便攜式激光測量儀時，需注重其實用性和耐用性，其應輕便易攜，操作簡便，且能在惡劣環境下穩定運作。同時，考慮到鐵路作業的特殊性，便攜式激光測量儀需要具備良好的防震、防塵、防水能力。

2.2.2 總體規劃

在研發過程中，需要對整個鐵路裝煤線的作業流程進行全面規劃，以確保便攜式激光測量技術能夠與現有流程無縫對接，包括對作業環境、作業流程、作業人員的培訓以及后期維護等方面進行綜合考慮。

2.2.3 積極探索與研發

持續進行技術創新，包括算法優化、硬件升級，以及與其他技術（如AI 和大數據分析）的融合，以提高鐵路裝煤線車體外漲測量的準確性和效率。同時，通過不斷進行實地測試和用戶反饋收集，可以確保技術的實用性和穩定性。

3 實際應用與效果

3.1 作業流程優化

一是單人操作。在傳統作業模式中，車體外漲測量通常需要多人協作，不僅效率低下，還容易出現溝通誤差。便攜式激光測量技術可以使整個測量過程由單一作業人員完成，從而極大地簡化了作業流程。作業人員只需攜帶便攜式激光測量儀沿著車廂行走，對要被測量的車體展開測量工作，無需其他人員進行輔助。二是快速準確測量。便攜式激光測量儀的高精度和易操作性使得測量過程既快速又準確。作業人員可以實時獲得測量數據，并通過內置軟件快速處理數據，以得出精確的車體外漲信息。便攜式激光測量儀的即時性和準確性在緊急情況或高峰時段尤為重要，能夠確保鐵路運輸的連續性、安全性。

3.2 實際應用案例：包神鐵路公司

3.2.1 應用背景

包神鐵路公司作為一家大型鐵路運輸企業，面臨著高頻率的煤炭裝載作業。在采用便攜式激光測量技術之前，該公司常因車體外漲問題導致裝載效率低下，同時也增加了安全風險。

3.2.2 應用過程

包神鐵路公司在引入便攜式激光測量技術后，對作業人員進行了專業培訓，以確保其能夠熟練操作新型設備。通過對比傳統的人工測量方法，該公司發現便攜式激光測量技術在提高作業效率、準確度及安全性方面具有顯著優勢[3]。

3.2.3 效果評估

（1）提高作業效率

應用便攜式激光測量技術顯著提高了測量作業的效率。通過快速準確地進行車體外漲測量，使測量作業時間明顯縮短，等待時間也有所減少，從而提高了整體的運輸效率。

（2）提升安全性

減少對人工操作的依賴，降低了作業過程中的人為錯誤和安全風險，尤其是在夜間或惡劣天氣條件下。

（3）經濟效益提升

由于作業效率提升和人工成本降低，公司經濟效益獲得了顯著提升。

（4）客戶滿意度提高

由于運輸效率的提升，客戶等待時間減少，因此提高了客戶滿意度。

包神鐵路公司應用便攜式激光測量技術帶來的效果，展示了該技術在實際操作中的高效性和可靠性，也證明了其在提升整體運輸效率、安全性以及環境友好性方面的巨大潛力。

4 項目實施與測試

4.1 實施方案

4.1.1 合作開發

該項目的成功實施離不開與相關鐵路運輸企業、技術供應商以及科研機構的緊密合作。通過集合各方專業知識和資源，可以確保開發出既符合實際作業需求又具有技術先進性的便攜式激光測量設備。

4.1.2 需求調研

在開發階段，進行詳細的需求調研至關重要，包括對鐵路裝載作業的流程、作業環境、操作人員的技能水平以及安全要求等方面進行深入了解。調研結果將直接影響技術方案的設計和后續優化。

4.1.3 系統測試

系統的測試是確保技術方案可行性和可靠性的關鍵步驟。需要在控制環境中進行初始測試，以驗證系統的基本功能和性能。

4.2 技術測試與數據驗證

在試驗室測試完成后，需要在實際作業環境中進行實地測試。該階段的測試將在真實的鐵路裝煤線進行，以評估便攜式激光測量設備在實際工作條件下的性能。實地測試不僅包括設備的操作性能，還包括對其耐用性和環境適應性進行評估[4]。

數據的準確性是便攜式激光測量技術能夠成功應用的關鍵。因此，需要進行一系列的數據準確性測試，以確保測量結果準確無誤，包括對便攜式激光測量設備在不同距離、不同角度、不同環境條件下的測量結果進行驗證。

在實際應用過程中，持續監測便攜式激光測量技術和收集用戶反饋同樣重要。這不僅有助于及時發現和解決問題，還能為后續的技術改進提供寶貴信息[5]。

鑒于鐵路運輸的高安全標準，需對便攜式激光測量設備的安全性進行全面評估，包括對該設備操作的安全風險以及在緊急情況下的響應能力進行評估。為確保正確使用便攜式激光測量技術，對作業人員進行全面的培訓和持續的技術支持至關重要。培訓內容應覆蓋便攜式激光測量設備的操作方法、日常維護以及故障排查等。

通過上述實施方案和技術測試，便攜式激光測量技術的應用將在提高鐵路運輸作業效率、準確性和安全性方面發揮關鍵作用。綜合性的實施和測試過程不僅可以確保技術方案的有效性，還可以為其在更廣泛的鐵路運輸領域中進行推廣奠定基礎。

5 項目效益分析

5.1 經濟效益

通過使用高精度和快速響應的便攜式激光測量技術，可以顯著提升測量作業的效率。更快的測量速度意味著更短的裝載時間和更高的車輛周轉率，從而增加了整體的運輸能力。便攜式激光測量技術能夠減少對人工操作的依賴，降低勞動力成本。同時，能夠減少由于車體外漲導致的運輸返工和延誤，進而降低額外的運營成本。

5.2 社會效益

應用便攜式激光測量技術可以減少人員在危險環境下進行直接作業，從而顯著提高作業安全性。安全性的提升不僅保護了作業人員，還減少了潛在的事故風險。通過引入便攜式激光測量設備，鐵路運輸企業能夠更有效地監控和管理裝煤過程，從而提高整個運輸過程的管控能力和透明度。應用便攜式激光測量技術不僅能夠帶來經濟上的直接收益，還能夠在社會層面上提升作業安全性和管控能力。從而共同推動鐵路運輸行業向更高效、安全、可持續的方向發展。

6 未來展望與改進

隨著科技不斷進步，便攜式激光測量技術在鐵路裝煤線車體外漲測量領域的應用將持續優化和發展。預計未來的技術將更加精確、快速，且更易于操作。此外，便攜式激光測量設備迷你化和更強的環境適應性也將成為便攜式激光測量技術發展的重要方向，以使其適應更多樣化的作業環境。基于實際應用中收集的用戶反饋，對便攜式激光測量技術進行持續改進和優化至關重要。其中，包括不斷提升便攜式激光測量設備的耐用性、準確性和用戶界面。提供更加全面和持續的用戶培訓和技術支持，可以確保正確使用該技術以及效益最大化。考慮將便攜式激光測量技術與其他技術（如自動化、遠程監控）相結合，以進一步提高作業效率和安全性。應針對不同的作業環境（如極端天氣條件下的作業），進一步提高便攜式激光測量設備的環境適應性和穩定性。

7 結語

該項目通過引入便攜式激光測量技術，對鐵路裝煤線車體外漲測量領域帶來了顯著的創新和改進。關鍵的創新點包括便攜式激光測量設備的高精度測量能力、用戶友好的操作界面，以及其在各種環境條件下的穩定性能。這些創新不僅可以提升作業的實際執行效率，還可以為作業人員提供更加安全和舒適的工作環境。該項目的實施也為鐵路運輸行業提供了重要的參考價值。通過采用先進的技術解決方案，可以有效解決長期存在的行業難題，同時還能為企業帶來經濟效益和社會效益。