高速轨道检测技术(GJ-6型轨检系统)PPT精选文档
GJ6轨道检测的原理及应用
GJ6轨道检测的原理及应用1. 概述GJ6轨道检测是一种用于检测铁路轨道状态和性能的技术。
该技术基于高精度的传感器和数据处理方法，能够实时监测轨道的几何形状、轨道偏差、弯曲变形以及轨道振动等指标。
本文将介绍GJ6轨道检测的原理和应用。
2. 原理GJ6轨道检测的原理主要包括传感器的工作原理和数据处理方法。
2.1 传感器的工作原理GJ6轨道检测采用了高精度的测距传感器和振动传感器。
测距传感器通过发射激光束并测量激光束的返回时间，从而得到轨道几何形状的数据。
振动传感器则可以测量轨道的振动频率和振幅。
2.2 数据处理方法GJ6轨道检测的数据处理方法主要包括数据采集、数据传输、数据处理和数据分析等步骤。
在数据采集阶段，传感器会将实时的数据传输给数据处理系统。
数据处理系统会对数据进行预处理，包括噪声滤波和数据校正等操作。
然后，数据分析算法将对数据进行分析和处理，从而得到轨道的几何形状、偏差、弯曲变形和振动等指标。
3. 应用GJ6轨道检测在铁路行业具有广泛的应用。
3.1 轨道维护和修复GJ6轨道检测可以实时监测轨道的状况，包括轨道的几何形状和偏差等指标。
通过监测这些指标，铁路维护人员可以及时发现轨道的问题并进行修复，从而保证铁路的安全和正常运行。
3.2 轨道运维优化GJ6轨道检测还可以提供轨道的弯曲变形和振动等指标，对于轨道的运维和优化非常有帮助。
通过监测轨道的弯曲变形，可以及时调整轨道的弯曲直径，减少车辆在弯道上的侧向力，提高列车的安全性和舒适度。
同时，监测轨道的振动可以提供对轨道结构的评估，以及对列车运行的影响等信息，从而优化轨道的设计和维护。
3.3 风险预警和故障诊断GJ6轨道检测可以通过对轨道的几何形状和偏差进行分析，提供轨道结构的健康状态评估，为铁路运营管理部门提供风险预警和故障诊断的依据。
通过及时发现轨道的异常变化，可以提前采取措施进行修复或维护，从而避免可能发生的事故和延误。
3.4 轨道设计与改造GJ6轨道检测可以提供轨道的几何形状和偏差等指标，为轨道的设计和改造提供依据。
GJ-6型轨道检测系统
GJ-6型轨道检测系统魏世斌;刘伶萍;赵延峰;李颖;王昊【摘要】为了适应客运专线和高速铁路基础设施检测的需要,自主开发了GJ-6型轨道检测系统,克服了GJ-4型和GJ-5型轨道检测技术的缺点,在多方面取得技术突破.系统主要由激光摄像组件、惯性测量组件、信号处理组件、数据处理组件、里程定位组件和机械悬挂装置等六部分组成,具有高速、精确、可靠的特点.在我国自主研发的一系列高速综合检测列车上得到应用,最高检测速度已达400 km/h.通过京沪高速铁路检测结果表明,(J-6型轨道检测系统完全可以达到准确度要求,具有良好的椎广前景和重大的经济效益,满足高速铁路和其它各种铁路检测的需要.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2011(000)011【总页数】4页(P98-101)【关键词】GJ-6;轨道检测;激光摄像;精确定位;实时处理【作者】魏世斌;刘伶萍;赵延峰;李颖;王昊【作者单位】中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院基础设施检测研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U216.3我国的轨道检测技术经历过5次重大飞跃[1]。
目前较广泛使用的轨道检测设备是第4代和第5代产品，即 GJ-4 型[2-4]和 GJ-5 型轨道检测系统[5]。
为满足提速线路和高速线路轨道检测的需要，研发了GJ-6型轨道检测系统。
GJ-4型和GJ-5型轨道检测系统各有优缺点。
GJ-4型轨道检测系统采用了捷联式系统结构，检测信号利用率高，传感器安装方便;基于实时操作系统的检测软件较好地解决了空间采样控制和各项目的同步问题。
最高检测速度为160 km/h。
但GJ-4型轨检车轴箱式的轨检梁在速度较高时受到剧烈的振动和冲击，容易出现疲劳损伤，造成安全隐患，且传感器较易损坏，降低了系统的可靠性[6]。
轨道检测技术 ppt课件
国外轨检车的发展概况
日本East－i综合轨检车
PPT课件
4
第一节 国外轨检车的发展概况
日本轨检车发展
• 日本铁路为确保高速铁路新干线的安全运行，从1975年开始先后装备了4列电 气化轨道综合试验车，承担对新干线的电气化和轨道状态的动态检查，每列 车由7辆车组成，其中第5辆为轨检车，其他检测车检查电力、通信信号、接 触网、电源回路状态，最高检测速度为210km/h。1998年以后轨检车又有了较 大的技术进步，车辆转向架由3台改为2台，从而将传统的弦测法由等弦改为 不等弦测量，传递函数有了明显的改善。
80年代以来，激光、数字滤波、图像处理等在轨检车上应
用更加广泛。以计算机为中心，对轨检信号进行模拟及数
字混合处理，保证轨检结果不受列车速度和运行方向的影
响。采用数字滤波技术扩大了轨道不平顺可测波长的范围，
改善了轨检系统的传递函数特性，大大提高了检测的精确
性和可靠性。
PPT课件3Biblioteka 第一节日本轨检车发展
PPT课件
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第一节 国外轨检车的发展概况
70年代以来轨检车发展极快，欧美、日等许多发达国家相 继研究各种先进的轨道检测技术和新的测量原理，如：惯 性原理、光电、电磁、电容等无接触传感器，伺服跟踪、 自动补偿及修正技术在轨检车上广泛应用，车载计算机进 行轨检数据处理，提高了检测精度和速度，增加了检测功 能。
• ImageMap公司研制的Laserail轨道测量系统采用激光摄像、高速图像 处理技术取代了光电伺服技术，体现了轨道检测技术的发展方向。它 采用惯性基准原理、非接触式测量方法，系统包括两个光纤陀螺和两 个加速度计及其模拟处理板，4个激光器、10台摄像机等，可测量轨 距、左右轨向、左右高低、超高、水平、三角坑、曲率、钢轨顶磨和 侧磨等。检测速度可达300km/h。
高速铁路轨道验标宣贯资料-PPT精品文档128页
五、轨道验标的主要创新点 13. 增加了轨道过渡段的检验标准 新增了“轨道过渡段”一章。明确了无砟轨道与有
砟轨道结构间的过渡段、不同无砟轨道结构间的 过渡段的检验项目和检验标准。
14.补充完善了钢轨伸缩调节器的检验标准 新增了“钢轨伸缩调节器”一章。明确了无砟轨道
目前中国已经成为世界上高速铁路系统技术最全、 集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、 在建规模最大的国家。
一、前 言
在高速铁路技术创新过程中，我们瞄准了 世界最先进水平，把原始创新、集成创新 和引进消化吸收再创新有机结合起来，走 出了一条高速铁路自主创新的成功之路。 逐步形成了具有自主知识产权的高速铁路 成套技术标准体系。
5.纳入高速铁路工程测量科研成果
高速铁路轨道工程施工及运营维护应以CPⅢ为基准 ，依据复测后的CPⅠ、CPⅡ进行CPⅢ测设，并 在轨道施工中定期对CPⅢ进行复测维护，确保线 路最终的平顺性。
6.纳入了CRTSⅠ型板式无砟轨道技术再创新科研 成果
将棱镜标架法精调轨道板的内容纳入技术标准，加 强轨道板铺设过程的质量控制，确保最终轨道静 态平顺度符合标准要求。
二、高速铁路轨道技术标准体系
• （一）、中国铁路技术标准体系构成
• 由以下五个层次构成： 第一层：《铁路主要技术政策》 第二层：《铁路技术管理规程》 第三层：铁路工程建设管理标准和铁路运营管理标准 第四层：铁路工程建设标准和铁路运营管理标准。铁路工
程建设标准包括综合标准和专业标准两部分；铁路运营管 理标准包含运营标准和维修标准。 第五层：对具体工点、铁路部件等在生产制造过程中的质 量控制要求。
五、轨道验标的主要创新点 9.补充完善了CRTSⅠ型双块式轨排组装调整检验
高速综合检测列车轨道检测系统
CRH2-010A综合检测列车
CRH2-061C综合检测列车
CRH380B-002综合检测列车
GJ-6型轨道检测系统
综合检测列车轨检系统 车内设备布置
CRH380A-001
CRH2-061C
GJ-6型轨道检测系统
GJ-6型轨道检测系统的应用
高速综合检测列车
CHR380B-002、CRH380A-001、CRH2-150C、CRH2-068C、CRH2-061C、 CRH2-010A、 CHR380AL-0202、CHR380AL-0203。
检测中心及铁路局轨检车
中心WX998946、799、呼和浩特WX999329 哈尔滨WX999247、沈阳DJ998414、郑州DJ998416、济南DJ998415
轨道几何检测技术发展
轨道几何检测技术的发展
GJ-4型轨道检测系统：90年代中期，惯性基准法，捷联式系 统结构，检测项目齐全，计算机处理全部数据。 90年代中后期铁路大提速，吊梁式伺服跟踪轨距梁振动冲击 大，维修工作量大，存在安全隐患。
轨道几何检测技术发展
轨道几何检测技术的发展
GJ-5型轨道检测系统：2000年以后引进，激光摄像式，惯性基 准法，检测梁安装在转向架上，维修成本高，备件供应困难。
GJ-6型轨道检测系统 激光摄像式轨道检测技术
GJ-6型轨道检测系统 抗阳光干扰技术
GJ-6型轨道检测系统
高速处理技术
➢提高图像处理速度 ➢升级实时操作系统 ➢采用多处理器技术 ➢最高检测速度从160km/h提高到400km/h
GJ-6型轨道检测系统 机械悬挂装置（检测梁）
➢研究制造了GJ-6-BM01和GJ-6-BM02型检测梁
高速铁路轨道精调PPT课件
精选PPT课件
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Ⅲ. 静态、动态精调方法
6、轨道动态检测分析
3）脱轨系数：主要原因是横向力过大引起，由于直接危及 行车安全，必须立即处理。
4）横向平稳性：舒适度指标，连续小轨向影响较大。 5）垂向平稳性：舒适度指标，连续小高低影响较大。
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Ⅱ. 标 准
2、Ⅱ型板施工标准
序号 1 2 3
砼底座施工标准
项目
允许偏差(mm)
顶面高程
±5
宽度
0/+15
中线位置
10
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Ⅱ. 标 准
2、Ⅱ型板施工标准
序号 1 2 3 4
Ⅱ型板铺设标准
项目
中线位置 承轨面高程 相邻轨道板横向偏差 相邻轨道板高程偏差
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允许偏差(mm) 0.5
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Ⅲ. 静态、动态精调方法
4、轨道精调方法
5）调整时应先调整基本轨的平面位置和高低，确保 轨向、高低平顺性满足要求；检查另一根轨的轨距、水平 是否满足要求，并做相应调整。
6）对于测量给出的调整量，现场要用30m弦线、轨距 尺核查，不一致时，以手工测量为准。
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Ⅲ. 静态、动态精调方法
1）在满足轨道平顺度要求的情况下，轨面高程允许 偏差为＋4/-6mm，靠近站台地段为+4/0mm。 2）轨道中线与设计中线允许偏差为10mm；线间距 允许偏差为+10/0mm。
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Ⅲ. 静态、动态精调方法
1、轨道静态精调的时机
培训课件-铁路轨道检测技术
内容
一、对轨道状态检测设备的基本要求 二、轨道不平顺的检测方法 三、大型动态检测设备 四、轨道几何状态静态检测设备 五、应用实例
一、对轨道状态检测设备的基本要求
要确切掌握对高速行车有重要影响的轨道不 平顺，轨道检测设备的性能必须满足高速条 件的要求：
传递函数 分辨精度 可测波长范围
轨道检测车
钢轨探伤车
轨道状态确认车 高速综合检测列车
从保障运营安全发展到指导养护维修、实现动态资产管理
轨道动态检测设备
轨道几何状态检测设备 确认车、轨检车、高速检测列车等
便携式轨道几何状态检测设备 机车摇晃仪、添乘仪、无人值守检测设备
1.轨道几何状态检测设备
转向架 检测梁
固定与减震装置
传递函数
检测轨道不平顺的设备，只有当其传递函数在需 测波长范围内恒定不变时，才能如实测出轨道不平顺 的幅值和波形。即： 传递函数 = 测量值/实际值 = 1 在高速行车条件下，需用功率谱密度等统计函数 来评定诊断轨道的平顺性，检测系统的传递函数必须 具有较好的传递特性，传递函数必须消除随波长或速 度变化的对检测结果带来的影响，否则难以满足检测 要求。
右轨距 惯性包
传感器
左加速度计
右轨距 传感器
右加速度计
固定与减震装置
轨检系统
激光摄像法测量轨距
惯性基准法测量超高
2. 检测项目
检测项目包括： 轨道几何参数 车体加速度参数 钢轨断面参数 ……等
检测项目 轨距
轨向（左右，波长≤42m） 轨向（左右，波长≤70m） 高低（左右，波长≤42m） 高低（左右，波长≤70m）
Δh1为轨道断面1－2 的水平值。Δh2为轨道 断面3－4的水平值。h 为基长L（断面1－2与 断面3－4的间距）时 两轨道断面的水平差。
轨检车检测技术PPT文档共82页
Eபைடு நூலகம்D
轨检车检测技术
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
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车体垂向加速度计 BVA
左激光摄像组件LLCU
自动位置探测器 ALD
陀螺组件 CAS
右高低加速度计RACC 右高低位移计RPDT
检测梁
惯性组件 INU
右激光摄像组件RLCU
GJ-6型轨道检测系统
信号处理组件
信号调节 低通滤波 数字补偿滤波 解偏滤波 数字高通滤波
GJ-6型轨道检测系统
水平、三角坑、复合不平顺、连续
不平顺等共37处。
检测情况使用CRH380A-001分别以100、 200、…、385km/h等不同速度检测。 还使用CRH2-150C、CRH2-061C、 SY997799等车进行检测。
GJ-6型轨道检测系统
数据分析
重复性分析
准确性分析
一致性分析
1 26 51 76 101 126 151 176 201 226 251 276 301 326 351 376 401 426 451 476 501 526 551 576 601 626 651 676 701 726 751 776
重复性: 同一检测车对同一线路两次检测的 结果应该一致。计算相同项目相同里程对应 点3月幅1值7日的的差3异0值0k，m/并h统的计两差次异检及测均，方里根。
程为K753.4-K753.6数据。
同向右轨向
4 2 0 -2 -4 -6
项目 左高低 右高低 左轨向 右轨向 轨距 水平 三角坑
差值平均值 0.176 0.196 0.149 0.172 0.084 0.112 0.148
准确性分析
用多次检测结果的标准差来描述准确性。 分析和静态测量参考值的差异。 用95%分位数对应的差异值来描述。
轨距
曲率
车体垂直、横向加速度
运行速度及走行距离
里程定位精度
测量范围 ±50mm ±50mm ±50mm ±50mm 1415～1480 ±23o/30m -1～1g 0~400km/h (FRID)
精度 ±1.0mm ±1.2mm ±1.5mm ±1.2mm ±0.8mm ≤0.05‰/30m ±0.01g ±0.2km/h ±2m
车载局域网系统 车载局域网系统由数据库服务器、实时处理计算机、数据应用计算机、网络打印机、交换机等设备组成。
车载局域网系统的组成如图所示。
实处理计算机
工作站
轨道检测局域网
工作站 超限编辑计算机
高速网 络打印机
车载局域网系统的组成
GJ-6型轨道检测系统
实时波形显示界面
超限编辑软件 轨道几何状态波形浏览图
GJ-6型轨道检测系统
轨道检测技术的发展
第一代
机械式
第二代
电气式
第三代
惯性基准（GJ-3型轨检车）
第四代
捷联式（GJ-4型轨检车）
第五代
激光摄像（GJ-5型轨检车）
第六代
高速、精确、可靠（GJ-6型轨检车）
GJ-6型轨道检测系统
高速
解决了高速实时处理、高速网络通信、高速图像处理的难点，最 高检测速度已达400km/h
CRH2-061C综合检测列车
ห้องสมุดไป่ตู้
CRH2-010A综合检测列车 CRH380B-002综合检测列车
GJ-6型轨道检测系统
综合检测列车轨检系统 车内设备布置
CRH380A-001
CRH2-061C
CRH380B002 轨道几何状态检测系统构成
GJ-6型轨道检测系统
综合检测列车轨检系统机械悬 挂装置
CRH380A-001
GJ-6型轨道检测系统
里程校对及同步定位
FRID 精确定位 GPS定位 LKJ定位 手动定位
GJ-6型轨道检测系统 激光摄像参数标定装置
GJ-6型轨道检测系统
轨向标定装置
GJ-6型轨道检测系统
主要测量范围、数据及精度：
测量项目
高低
(25m截止波长)
轨向
(25m截止波长)
水平
三角坑（基长2.5m）
CRH2-061C CRH380B-002
GJ-6型轨道检测系统
激光摄像组件 激光器、摄像机、温控装置
GJ-6型轨道检测系统
图像处理过程
钢轨断面图像处理过程 图像处理软件
GJ-6型轨道检测系统
惯性测量组件 惯性组件
加速度计
陀螺平台 位移计
GJ-6型轨道检测系统
惯性测量组件
行车方向
左高低加速度计LACC 左高低位移计LPDT
高速轨道检测技术 (GJ-6型轨道检测系统)
GJ-6型轨道检测系统
指导轨道养护维修 保障行车安全 评价轨道质量状态
GJ-6型轨道检测系统
轨道几何参数
左高低、右高低、左轨向、右轨向、水平、轨距、三角坑 超高、曲率 长波轨道不平顺
车体响应参数
车体横向加速度、车体垂向加速度
辅助评价参数
轨道质量指数、各单项轨道质量指数 轨距变化率、曲率变化率、车体横向加速度变化率
差值均方根 0.149 0.161 0.132 0.139 0.065 0.107 0.131
GJ-6型轨道检测系统
数据分析
重复性分析
准确性分析
一致性分析
0.01 0.09 0.17 0.25 0.33 0.41 0.49 0.57 0.65 0.73 0.81 0.89 0.97 1.05 1.13 1.21 1.29 1.37 1.45 1.53 1.61 1.69
轨检梁动应力监测
从100km/h开始动应力监 测，直至400km/h，动应力 在安全范围内。
GJ-6型轨道检测系统
检测系统验证试验
试验时间地2点011年3月10日～3月24日，在京沪 高速铁路先导段进行高速轨道检测 系统验证试验。
人工设置轨在道上不行线K729～K757的区段人工预
平顺
设不平顺。包括轨距、高低、轨向、
精确
满足高速铁路精度指标要求
可靠
无移动部件，悬挂装置经过应力分析和优化设计。系统经过长时 期的检验和优化，无死机现象
GJ-6型轨道检测系统
构成： 激光摄像组件
惯性测量组件
信号处理组件
数据处理组件
里程修正和定位同步组 件 机械悬挂装置
轨道几何状态检测系统构成
GJ-6型轨道检测系统
综合检测列车轨检系统 CRH2-010A CRH2-061C CRH2-068C CRH2 -150C CRH380A-001 CRH380B-002
GJ-6型轨道检测系统
悬挂装置的安全分析
轨检梁强度及模态分析
轨检梁的静强度和疲劳强度均满足铁道车辆规范 JISE4208“转向架构架通用技术条件”和 EN13749“转向架结构要求”。
动力学性能分析
分析安装检测设备后车辆的临界速度、平稳性、舒 适度和安全性，结果符合《高速动车组整车试验规 范》的要求。