高速轨道检测技术(GJ-6型轨检系统)

GJ-6型轨道检测系统
轨向标定装置Leabharlann Baidu
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 轨向 水平 (25m截止波长) (25m截止波长) 测量范围 ±50mm ±50mm ±50mm 精度 ±1.0mm ±1.2mm ±1.5mm
三角坑（基长2.5m）
轨距 曲率
±50mm
1415～1480 ±23o/30m
采用了机关摄像式的轨道检测技术 探索出新标定方法 克服了阳光干扰 采用数字图像技术，提高检测精度 采用实时控制技术，没有GJ-5常出现的画直线现象 精确定位
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
±1.2mm
±0.8mm ≤0.05‰/30m
车体垂直、横向加速度
运行速度及走行距离 里程定位精度
-1～1g
0~400km/h (FRID)
±0.01g
±0.2km/h ±2m
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。
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
2011年3月10日～3月24日，在京沪 试验时间地点 高速铁路先导段进行高速轨道检测 系统验证试验。
GJ-6型轨道检测系统
数据分析
重复性分析
一致性：不同检测设备检测结果应一致
用整区段检测数据的差异值来描述。
准确性分析
用多次检测结果的标准差来描述准确性。
一致性分析
用95%分位数对应的差异值来描述。
GJ-6型轨道检测系统
高低检测项目2倍 最大值为0.6*2=1.2mm≤1.5mm，满足准确度要求； 轨向检测项目2倍 最大值为0.4*2=0.8mm≤1.5mm，满足准确度要求； 轨距检测项目2倍 最大值为0.5*2=1.0mm≤1.0mm，满足准确度要求； 水平检测项目2倍 最大值为0.6*2=1.2mm≤1.5mm，满足准确度要求； 三角坑检测项目2倍 最大值为0.5*2=1.0mm≤1.5mm，满足准确度要求； 高低第95百分位数为0.8mm≤±0.8mm，满足欧洲标准可复现性指标； 轨向第95百分位数为0.8mm≤±1.1mm，满足欧洲标准可复现性指标； 轨距第95百分位数为0.5mm≤±1mm，满足欧洲标准可复现性指标； 水平第95百分位数为1.2mm≤±2.5mm，满足欧洲标准可复现性指标； 三角坑第95百分位数为1.0mm≤±1.0mm，满足欧洲标准可复现性指标。
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
120.00% 100.00%
一致性分析
80 60 40 20 0
频率 累积 %
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
CRH2-061C
CRH380A-001
CRH380B-002
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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
GJ-6型轨道检测系统
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 点幅值的差异值，并统计差异及均方根。 3月17日的300km/h的两次检测，里
程为K753.4-K753.6数据。
同向右轨向
数据分析
重复性分析
4 2 0
-2
-4 -6
准确性分析
项目 左高低 右高低
在上行线K729～K757的区段人工 人工设置轨道不 预设不平顺。包括轨距、高低、轨 平顺 向、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。
一致性分析
左轨向 右轨向 轨距 水平 三角坑
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
差值平均值 0.176 0.196 0.149 0.172 0.084 0.112 0.148
GJ-6型轨道检测系统
轨道检测技术的发展 第一代 第二代 第三代 第四代 机械式 电气式 惯性基准（GJ-3型轨检车） 捷联式（GJ-4型轨检车）
第五代
第六代
激光摄像（GJ-5型轨检车）
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
差值均方根 0.149 0.161 0.132 0.139 0.065 0.107 0.131
准确性分析
GJ-6型轨道检测系统 用多次检测结果的标准差来描述准确性。
数据分析
重复性分析
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。
准确性分析
左高低差值累积百分率及频率
160 140 120 100 80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00%
GJ-6型轨道检测系统
数据分析结果
重复性良好
准确性良好
一致性良好
GJ-6型轨道检测系统
比较GJ-4型轨检系统
继承了捷联式的系统结构 采用了模拟滤波和数字滤波的混合滤波方式 基于实时操作系统 摒弃了不安全的悬挂方式 去掉了伺服机构等移动部件
GJ-6型轨道检测系统
比较GJ-5型轨检系统
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
工作站
工作站 超限编辑计算机
实处理计算机
轨道检测局域网
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
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
综合检测列车轨检系统 CRH2-010A CRH2-061C CRH2-068C CRH2 -150C CRH380A-001 CRH380B-002
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
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 陀螺平台 惯性组件
加速度计
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
陀螺组件 CAS
右高低加速度计RACC 右高低位移计RPDT
车体横向加速度计 BLV 车体垂向加速度计 BVA
检测梁
左激光摄像组件LLCU 自动位置探测器 ALD 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
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。