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為了保持軌道的基礎架構安全，鐵路營運業者必須定期取得多種軌道參數。由於持續處於高度張力下，軌道幾何發生異常可能導致鋼軌突然破裂。這些裂縫甚至會引發骨牌效應，使得軌道與鐵道枕木出現大範圍破裂。
透過一種創新的光學感測系統，以雷射掃描取得幾何不規則資料，並使其轉換為 3D 影像，能夠迅速且安全地檢查這些軌道的狀況。

目前用於檢測鐵軌基礎架構是否安全可靠的技術多半是基於攝影機的系統。然而，這些系統存在許多缺點：檢測結果的品質多半取決於良好的照明條件，以及需要相當先進的影像資料處理系統。此外，影像資料也需要一個非常大的儲存空間。

德國研究機構Fraunhofer IPM研究所開發出鐵軌掃描儀(Rail Track Scanner；RTS)系統，首度利用雷射掃描儀測量軌道、鐵道終端、枕木以及鐵軌底座。利用特殊的光學設計使掃描機可安裝在距離鐵軌底座僅1.2公尺的上方。該裝置可橫向掃描軌道，以測量火車在1.7公尺寬的軌道上的行進動態。

這款RTS系統能夠實現每秒2百萬次測量，產生高達800份配置文件，提供有關軌道及其相關基礎架構的詳細 3D 影像。除了產生點叢集，搭配合適的演算法擷取距離、高度與軌道傾斜等參數，以及鐵路終端的精確幾何形狀。然後再用這些參數與設定值進行比較。掃描頻率可因應不同的任務進行調整。地形結構以及偏差設定在可準確到小於1mm。

這款掃描儀的尺寸相當於一個鞋盒大小，因而可順利安裝在任何軌道車上。因此，RTS提供了一個具成本效益的選項來自動檢測鐵路的基礎架構，而無需購買特定的測量工具。該掃描儀利用不傷人眼視力的雷射紅外線(class I)，因而可部署在公共空間，也不至於造成任何限制。瑞士行動地圖服務公司iNovitas將用這款儀器為瑞士的窄軌鐵道進行檢測。

編譯：Susan Hong

(參考原文：Laser Sensor System Scans Railway Tracks，by Christoph Hammerschmidt)

資料來源:電子工程專輯