国外轨检技术现代轨道检测技术与其应用
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现代轨道检测技术及其应用
——轨道检查车
内容
• 一、轨道检测技术 • 二、国外轨道检测技术 • 三、国内轨道检测技术 • 四、国内轨检车技术应用
部基础设施检测中心陈东生
第2页 共 126 页
一、轨道检测技术
1.轨检技术的历史 2.轨检技术的作用
部基础设施检测中心陈东生
第3页 共 126 页
轨道不平顺的影响
二次世界大战后，轨检车由机械式向电气式转变，测试仪表 电子化，检测项目增加、速度提高，并开始应用惯性基准原
理。
70年代后期、80年代初，电子技术和检测技术的发展，带动 了轨检技术的革命，轨检车普遍采用惯性检测技术，光电、
电磁、电容等非接触传感器、伺服跟踪、自动补偿修正、车
载计算机、模拟信号数字化处理以及数字滤波等技术在轨检 车上得到广泛应用。
高速轨检车和综合检测车得到了发展。
部基础设施检测中心陈东生
第15页 共 126 页
2.轨检技术的作用
轨检技术的广泛应用，带动了轨道维修手段、设备检 查制度、养护维修方式、维修理念、以及相应管理体 制的变革：
传统的手工维修工具被小型、中型、大型维修机械所 代替；
传统的人工静态检测逐步被大型或中小型动态检测设 备取代；
第11页 共 126 页
轨道检查车
面对列车运行速度、轴重增加，轨道状态破坏的加剧， 养护维修成本费用提高的矛盾，真实再现轨道状态， 科学掌控轨道状态的变化，实现轨道科学管理，作为 对轨道设备（钢轨、轨枕、扣件、道床、路基、桥梁 等）、轨道几何状态（暗坑、空吊板、道床板结、弹 性不均匀等）、轨道几何形位（接头错牙、直线、曲 线线形等）、钢轨断面（磨耗、表面擦伤）、道床断 面检测，并能作出准确评价和指导维护手段的检测车 由此诞生。
部基础设施检测中心陈东生
第9页 共 126 页
幅值1mm正弦形不平顺不同速度下影响
在不平顺幅值、速度一定情况下，不同波长所 造成的动力响应差异很大。
试验结论：簧下质量的加速度与不平顺波长的 平方成反比。
部基础设施检测中心陈东生
第10页 共 126 页
幅值1mm正弦形不平顺不同速度下影响
部基础设施检测中心陈东生
部基础设施检测中心陈东生
第13页 共 126 页
1.轨检车检测技术历史
轨检车的发展已有一百多年的历史，1877年第一辆简易轨检
车诞生。在各种静态检测设备和手推式检测工具使用的基础 上，20世纪40年代，瑞士、联邦德国、美国、法国、日本等，
相继研制开发了采用弦测法检测技术、利用接触式机械测量， 检测速度60公里以下的轨道检查车。
短波不平顺随速度变化引起车轮振动加速度
部基础设施检测中心陈东生
第6页 共 126 页
高低不平顺引起的车体垂向加速度变化
wenku.baidu.com
部基础设施检测中心陈东生
第7页 共 126 页
轨向不平顺引起的车体横向加速度变化
部基础设施检测中心陈东生
第8页 共 126 页
轨道状态的监测
上世纪60年代以来，列车速度和轴重的提高，机车车 辆和轨道破坏日益加剧，养护维修费用不断增加，重 载线路钢轨波磨日益严重，钢轨寿命逐年缩短，列车 运行的平稳性、舒适性、安全性有所降低，列车运行 品质受到很大影响。 不平顺的种类、幅值、波长的不同在不同速度时对行 车的影响各不相同，因此必须对轨道不平顺进行精确 检测，控制轨道不平顺的发展。
传统的设备固定周期维修模式逐步向“状态修”方向 过度；
传统的设备“检修管”一体化理念正逐步向“检养修” 或“检管修”分开的理念靠近；
陈旧、落后的管理体制已逐步被高效、先进、科学的 管理体制所替代。
部基础设施检测中心陈东生
第16页 共 126 页
轨检技术的作用之一
• 轨检车是获取轨道真实状态的重要手段。
部基础设施检测中心陈东生
第19页 共 126 页
• 动静态间的差异和影响（日本）
部基础设施检测中心陈东生
第20页 共 126 页
• 动静态间的差异和影响（中国）
部基础设施检测中心陈东生
第21页 共 126 页
静动态的差异和关系
一般情况下，同一地段动态与静态不平顺存在较大差 异；
动态不平顺的幅值越大，静动态之间的差异也越大； 新建线路和大修、维修作业后的动静态不平顺差异较
机车车辆和铁路轨道是一个相互作用、 相互联系的统一体。 轨道不平顺是导致机车车辆和轨道产生 振动与破坏的根本原因，伴随列车速度 提高和轴重的增大，不平顺对机车车辆 和轨道的影响越来越大。
部基础设施检测中心陈东生
第4页 共 126 页
波浪形短波不平顺与动荷载系数关系
部基础设施检测中心陈东生
第5页 共 126 页
部基础设施检测中心陈东生
第12页 共 126 页
轨道检查车
是轨道检测技术具体应用的产物 是铁路工务维修管理部门获取动态轨道状态 信息、指导现场进行养护维修与施工作业、评 估新线施工和既有线养护维修作业质量、实施 轨道科学管理的重要手段。
是使轨道设备经常保持良好均衡状态、保证 列车按规定的速度安全、平稳、不间断运行品 质的重要技术保障。
小； 高平顺性高速轨道较一般轨道动静态之间差异较小； 不同结构、不同种类轨道不平顺，动静态幅值间的差
部基础设施检测中心陈东生
第17页 共 126 页
• 轨检车检测数据和波形
部基础设施检测中心陈东生
第18页 共 126 页
轨检技术的作用之二
• 轨检车实现了轨道静态向动态检测方式的过渡。 列车速度的不断提高、行车密度的加大，利用列车间
隔采用人工上线检测或养护维修作业的方式已成为过 去。 基础设备结构的加强和改善，静态检测方式已经难以 满足科学管理的需要。 现场维修手段的进步，传统的方式和习惯做法已无法 适应铁路快速发展的要求。
部基础设施检测中心陈东生
第14页 共 126 页
1.轨检车检测技术历史
90年代后，激光、摄像、数字滤波、图象处理、非接 触测量、无移动检测设备、计算机网络、无线通信技 术得到广泛应用。
以计算机为中心，经过模拟及数字混合处理，保证轨 检车检测结果不受列车速度和方向的影响。通过采用 数字滤波技术扩充了轨道不平顺的可测波长范围，改 善了轨检系统的传递函数特性，大大提高了轨检车检 测精度和可靠性。
——轨道检查车
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• 一、轨道检测技术 • 二、国外轨道检测技术 • 三、国内轨道检测技术 • 四、国内轨检车技术应用
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一、轨道检测技术
1.轨检技术的历史 2.轨检技术的作用
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第3页 共 126 页
轨道不平顺的影响
二次世界大战后，轨检车由机械式向电气式转变，测试仪表 电子化，检测项目增加、速度提高，并开始应用惯性基准原
理。
70年代后期、80年代初，电子技术和检测技术的发展，带动 了轨检技术的革命，轨检车普遍采用惯性检测技术，光电、
电磁、电容等非接触传感器、伺服跟踪、自动补偿修正、车
载计算机、模拟信号数字化处理以及数字滤波等技术在轨检 车上得到广泛应用。
高速轨检车和综合检测车得到了发展。
部基础设施检测中心陈东生
第15页 共 126 页
2.轨检技术的作用
轨检技术的广泛应用，带动了轨道维修手段、设备检 查制度、养护维修方式、维修理念、以及相应管理体 制的变革：
传统的手工维修工具被小型、中型、大型维修机械所 代替；
传统的人工静态检测逐步被大型或中小型动态检测设 备取代；
第11页 共 126 页
轨道检查车
面对列车运行速度、轴重增加，轨道状态破坏的加剧， 养护维修成本费用提高的矛盾，真实再现轨道状态， 科学掌控轨道状态的变化，实现轨道科学管理，作为 对轨道设备（钢轨、轨枕、扣件、道床、路基、桥梁 等）、轨道几何状态（暗坑、空吊板、道床板结、弹 性不均匀等）、轨道几何形位（接头错牙、直线、曲 线线形等）、钢轨断面（磨耗、表面擦伤）、道床断 面检测，并能作出准确评价和指导维护手段的检测车 由此诞生。
部基础设施检测中心陈东生
第9页 共 126 页
幅值1mm正弦形不平顺不同速度下影响
在不平顺幅值、速度一定情况下，不同波长所 造成的动力响应差异很大。
试验结论：簧下质量的加速度与不平顺波长的 平方成反比。
部基础设施检测中心陈东生
第10页 共 126 页
幅值1mm正弦形不平顺不同速度下影响
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部基础设施检测中心陈东生
第13页 共 126 页
1.轨检车检测技术历史
轨检车的发展已有一百多年的历史，1877年第一辆简易轨检
车诞生。在各种静态检测设备和手推式检测工具使用的基础 上，20世纪40年代，瑞士、联邦德国、美国、法国、日本等，
相继研制开发了采用弦测法检测技术、利用接触式机械测量， 检测速度60公里以下的轨道检查车。
短波不平顺随速度变化引起车轮振动加速度
部基础设施检测中心陈东生
第6页 共 126 页
高低不平顺引起的车体垂向加速度变化
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第7页 共 126 页
轨向不平顺引起的车体横向加速度变化
部基础设施检测中心陈东生
第8页 共 126 页
轨道状态的监测
上世纪60年代以来，列车速度和轴重的提高，机车车 辆和轨道破坏日益加剧，养护维修费用不断增加，重 载线路钢轨波磨日益严重，钢轨寿命逐年缩短，列车 运行的平稳性、舒适性、安全性有所降低，列车运行 品质受到很大影响。 不平顺的种类、幅值、波长的不同在不同速度时对行 车的影响各不相同，因此必须对轨道不平顺进行精确 检测，控制轨道不平顺的发展。
传统的设备固定周期维修模式逐步向“状态修”方向 过度；
传统的设备“检修管”一体化理念正逐步向“检养修” 或“检管修”分开的理念靠近；
陈旧、落后的管理体制已逐步被高效、先进、科学的 管理体制所替代。
部基础设施检测中心陈东生
第16页 共 126 页
轨检技术的作用之一
• 轨检车是获取轨道真实状态的重要手段。
部基础设施检测中心陈东生
第19页 共 126 页
• 动静态间的差异和影响（日本）
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第20页 共 126 页
• 动静态间的差异和影响（中国）
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第21页 共 126 页
静动态的差异和关系
一般情况下，同一地段动态与静态不平顺存在较大差 异；
动态不平顺的幅值越大，静动态之间的差异也越大； 新建线路和大修、维修作业后的动静态不平顺差异较
机车车辆和铁路轨道是一个相互作用、 相互联系的统一体。 轨道不平顺是导致机车车辆和轨道产生 振动与破坏的根本原因，伴随列车速度 提高和轴重的增大，不平顺对机车车辆 和轨道的影响越来越大。
部基础设施检测中心陈东生
第4页 共 126 页
波浪形短波不平顺与动荷载系数关系
部基础设施检测中心陈东生
第5页 共 126 页
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轨道检查车
是轨道检测技术具体应用的产物 是铁路工务维修管理部门获取动态轨道状态 信息、指导现场进行养护维修与施工作业、评 估新线施工和既有线养护维修作业质量、实施 轨道科学管理的重要手段。
是使轨道设备经常保持良好均衡状态、保证 列车按规定的速度安全、平稳、不间断运行品 质的重要技术保障。
小； 高平顺性高速轨道较一般轨道动静态之间差异较小； 不同结构、不同种类轨道不平顺，动静态幅值间的差
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第17页 共 126 页
• 轨检车检测数据和波形
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轨检技术的作用之二
• 轨检车实现了轨道静态向动态检测方式的过渡。 列车速度的不断提高、行车密度的加大，利用列车间
隔采用人工上线检测或养护维修作业的方式已成为过 去。 基础设备结构的加强和改善，静态检测方式已经难以 满足科学管理的需要。 现场维修手段的进步，传统的方式和习惯做法已无法 适应铁路快速发展的要求。
部基础设施检测中心陈东生
第14页 共 126 页
1.轨检车检测技术历史
90年代后，激光、摄像、数字滤波、图象处理、非接 触测量、无移动检测设备、计算机网络、无线通信技 术得到广泛应用。
以计算机为中心，经过模拟及数字混合处理，保证轨 检车检测结果不受列车速度和方向的影响。通过采用 数字滤波技术扩充了轨道不平顺的可测波长范围，改 善了轨检系统的传递函数特性，大大提高了轨检车检 测精度和可靠性。