轨道检测列车介绍

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全的大型动态检测设备,也是实现轨道科学管理的重要手 段,为此各国铁路都重视轨检车的开发和应用。
至今,轨检车的发展已有百余年的历史
1877年第一辆轨检车诞生,至20世纪40年代,瑞士、联邦
德国、美国、法国、日本都有了轨检车。这个时期的轨检
车主要为接触式机械轨检车,测量速度低、项目少、技术
落后、采用弦测法检测。50及60年代,轨检车向电气式转
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日本轨检车发展
日本自1964年建成东海道高速新干线,已先后建成山阳、东北、上越、山形、 秋田、长野等新干线,共计2049公里。日本铁路为确保新干线的安全运行, 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。
日本在原有轨道检测技术的基础上,研制开发出适用于新干线高速铁路的电 气轨道综合检测列车,称为“黄色医生”。 East-i是日本完全利用其国内 技术开发的综合检测列车,由6辆检测车组成,可以检测轨道几何参数、接触 网、通信信号、轮轨作用力、环境噪声等,最高检测速度可达 275km/h。该 轨道检测系统安装在列车的第3号车辆上,这个车辆采用了与实际运行车辆相 同的两个二轴拖动转向架结构。
(4)通信检测部分(安装在第四节车辆上):车-地通讯的无线覆 盖;GSM和GSM-R的无线覆盖。
(5)其他检测项目(安装在第四节车辆上):列车定位,速度,气 象条件,风速,道口。
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小结——轨检车的发展趋势 ➢ 一是在高速铁路上,综合检测列车越来越受到重视,日本
的East i、意大利的“阿基米德”、法国IRIS320和我国 高速综合检测列车都为高速铁路、既有线提速区段的安全 和高效运营提供保障。
➢ GJ-4型轨检车在美国T10型轨检车的基础上,采用惯性基准原理,应用“传 感器—模拟信号处理—数字信号处理”组成的综合补偿系统对各种误差信号 进行补偿修正,检测项目比较齐全,除评价线路质量状态的轨距、轨向、高 低、水平、三角坑以及车体水平和垂直振动加速度等指标外,还可识别道岔、 道口、桥梁等地面具有显著特征的标志物,方便工务人员查找轨道病害处所。
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日本轨检车发展
日本电气轨道综合检测列车“East-i”(i表示Inspection检查、 Intelligent智能和Integrated综合)由六辆检测车组成 。East-i 可在一次运行过程中实现对线路的综合检测功能,但各检测项目之间 的检测数据并不综合到一个统一的中心,各检测单元有各自独立的数 据显示、记录、转储和地面分析、处理、维护管理决策等系统,全系 统仅有位置、时间和速度是统一的。
第二部分 我国轨检车的发展现况
➢ 随着我国铁路提速战略的实施,对列车的安全、舒适性提 出了更高的要求,同时运行速度的提高和重载列车的开行, 对轨道的破坏作用加大,导致轨道状态的恶化加剧。因此, 加强轨道动态检测力度,及时掌握轨道质量状态,正确指 导线路养护维修,确保铁路运输安全,已成为铁路工作中 的一项重要基础工作。
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法国轨检车发展
法国国营铁路公司 自1981年已建成东 南、大西洋、北方、 地中海线高速铁路, 正在建设的东部线 东西两段,共计 1760km。
冲击有碴轨道列车时速A新纪录的法国“V150”列车
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• 2003年法国国营铁路公司(SNCF)开始改装一列三流制 TGV路网型列车,经过一年多的车辆调试,改造成为基础 设施高速检测列车IRIS 320(命名为MGV),2006年投 入使用。
GJ-5型轨检车
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轨检车的组成
➢ GJ-5型轨检车的基本检测原理是:由光纤陀螺和加速度计构建该检测 梁的惯性空间基准,通过激光摄像传感器和图像处理技术获得左右钢轨 距检测梁的横向和垂向偏移值,通过坐标变换、数字滤波、合成处理等 得到各项轨道几何参数。检测项目更加齐全。
➢ 可以进行轨距、轨向、高低、水平、三角坑、曲率、车体加速度、钢轨 波磨和钢轨磨耗及断面等项目的测量,其计算机系统由一台VME计算机 和数台Windows平台计算机组成,采用TCP/IP协议组成车上局域网。VME 计算机负责数据采集和轨道几何数据的合成,由一台运行Windows2000 系统的计算机作为服务器,负责与VME计算机的通讯,获取检测数据, 同时进行数据存储以及超限判别等工作。其余Windows平台计算机可以 运行相应的软件,通过网络与服务器通讯,完成几何数据显示、超限编 辑、报表打印和里程校核等任务。ImageMap公司提供了WinDBC、 DefectEditor、DefectMonitor、AOnDemandReport和TermiFlex软件实21现 相应的操作。
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• GJ-4轨道检测车外观
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来自百度文库18
GJ-4轨检车组成
➢ GJ-4型轨检车检测系统采用了先进的模拟-数字 混合处理系统。传感器信号首先进入信号转接及 监视装置后,送入信号模拟预处理装置进行预处 理。预处理后的信号再通过信号转接及监视装置 后进入计算机数据处理系统,根据数学模型进行 信号解偏、修正、补偿、滤波、合成计算出轨道 几何参数,同时进行检测数据统计分析、摘取超 限值、打印报表、存贮显示。几何参数经DA变换, 再经信号转接及监视装置后送到绘图仪记录波形。
轨道检测车介绍
蔡小培 北京交通大学 caixiaopei@126.com 2011年11月
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轨道检测车介绍
➢ 第一部分 国外轨检车的发展概况 ➢ 第二部分 我国轨检车的发展现状 ➢ 第三部分 轨道检测的内容 ➢ 第四部分 多功能安全综合检测车简介
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第一部分 国外轨检车的发展概况
轨道检查车是检查轨道病害、指导轨道维修、保障行车安
法国SNCF安全A综合检测列车“MGV”
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MGV检测周期预计为两周一次,设计目标是在列车正常运行条件下检 测各项基础设施参数。该车检测项目比较齐全,主要检测功能:
(1)轨道检测(安装在第一节车辆上):轨道几何(采用激光检 测);车体加速度;轴箱加速度,车辆噪声;钢轨表面图像记录; 线路环境数字图像采集;扣件、枕木、道碴检测。
➢ (1)超限编辑器
➢ GJ-5型轨检车超限数据存储在服务器计算机的Access数据
库中。超限编辑器采用ADO数据访问引擎。通过网络访问
变,测试仪表电子化、项目增加、速度提高,并开始应用
惯性原理检测方法。
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70年代以来轨检车发展极快,欧美、日本等许多发达国 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。
➢ 二是综合检测列车技术思路,是保持各专业检测相对独立 的同时,通过共享时间、里程和速度信息,实现检测信息 时间和空间的同步。
➢ 三是检测内容越来越丰富,从工务道床、轨枕、扣件、钢 轨、轨道几何、隧道限界,到电气化设备和通信信号设备, 都开发了相应的检测技术及设备。四是激光和摄像检测技 术获得了广泛应用,提高了检A 测速度、精度和可靠性。 15
➢ 截至2004年,我国铁路现役轨检车按检测系统类型划分为 四类:GJ-3型、GJ-4型、GJ-4G型、GJ-5型。
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➢ GJ-3型轨检车的技术特点是采用惯性基准原理、运用传感器技术和计算机技 术,直接以传感器电压信号作为不平顺超限根据,计算机直接采集超限等级 和数量计算扣分,笔式绘图仪记录不平顺波形,可以检测高低、水平、三角 坑、车体垂直和水平振动加速度,但轨距、轨向尚无法检测。GJ-3 轨检车 的电路大多采用20世纪70年代末至80年代初的分离式元件,稳定性差,加之 安装时间跨度大,即使同一种仪器使用的元器件也不尽相同,接口也不完全 一样,造成了备件选择和备用上的极大困难,养护维修难度很大。
(2)接触网检测(安装在第二节车辆上):受流检测(电弧、电压、 电流、以及弓网图像);接触网动态参数(冲击与硬点,垂向加速 度,接触网高度和拉出值)。下一步研究接触导线磨网厚度测量。
(3)信号检测(安装在第三节车辆上):机车信号传输参数(TVM) (机车信号);列车速度控制信标参数(KVB)(列控信息);轨道 上的点式应答。下一步研究ERTMS 标准Ⅱ和Ⅲ。
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。
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日本轨检车发展
East-i综合轨检车
一般认为,弦测法传递函数收敛性差,East-i采用了相应的修正方 法。由于弦测法不能全部真实反映轨道状况,在复原及逆滤波处理时 仅能换算到40m波长的测值,因此该方法存在一定的缺陷。惯性基准 法受速度影响较大,不适宜低速检测,在高速时更具优势。另外, East-i整套设备及软件均为日本的品牌和自主开发的产品,与我国 设备和软件的兼容性差,不利于系统的后续使用和二次开发。
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意大利轨检车发展
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“阿基米德号”综合检测列车
意大利轨检车发展
1966年意大利成为开始筹建高速铁路的国家之一。截至目 前,意大利建成或正在筹建连接南北和东西两个方向 1200km两条高速铁路。其中,南北高速线(米兰-那不勒 斯),全长740km,最高运行速度250km/h。东西高速线 (热那亚-米兰-威尼斯),全长460km,最高运行速度 270km/h。
意大利的MER MEC公司主要致力于铁路维修、养护、基础 设施检测行业,由MerMec公司制造为路网公司(RFI)的 “阿基米德”(Archimede)高速综合检测车由双流制 E402B系机车、4辆拖车和1辆驾驶车组成。
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意大利轨检车发展
意大利高速铁路使用“阿基米德号”综合检测列车已经形成了一整套 检测和维修养护体制。综合检测列车各子系统有独立的存储数据库, 在速度、时间、空间上保持同步,所有子系统的检测数据集成到车载 中央数据库,由中央数据库将数据通过无线网络传输到地面的RFI数 据处理中心进行综合分析、比较,从而制定科学的维修保养计划,指 导养护维修。其轨道检测在较低速度时采用弦测法,在较高速度时采 用惯性基准法,较好地发挥了两种测量原理的优势。
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➢ 为克服 GJ-4型轨检车轨距吊梁存在的上述问题,本世纪初我国铁路从美国 ImageMap公司引进了装备 Laserail轨道测量系统的GJ-5型轨检车。
➢ GJ-5型轨检车采用惯性基准法、非接触式测量方式,由基于摄像原理的轨距轨 向测量系统取代光电伺服机构,所有传感器均安装在悬挂于转向架构架上的检测 梁内,取消了轨距吊梁。由于经过一系列减震,检测梁工作时所受的振动和冲击 大大降低,安全性显著提高,同时也消除了检测设备在特定检测速度下产生共振 的可能性。由于不存在伺服机构的往复运动,检测设备的故障率也大大降低。
软件的自主研发
➢ 2004年,铁道部已经引进了5辆GJ-5型轨检车,分别配属 给铁道部基础设施检测中心、兰州铁路局和乌鲁木齐铁路 局使用。在应用GJ-5型轨检车进行轨道检测工作的过程中, 发现外方提供的部分软件不能满足实际工作需求,存在超 限编辑软件功能单一、报表生成软件效率低等问题,严重 影响了正常检测工作。针对这些问题研发了超限编辑器、 报表生成、超限数据分发和几何波形数据分发等车上数据 处理软件。
为更好发挥“阿基米德号”综合检测列车的作用,在轨道管理方面, 意大利铁路基础设施检测中心与MERMEC公司共同开发研制与“阿基米 德”号综合检测列车相关检测技术方面有关的合作项目。实现铁路基 础设施现代化检测,科学管理、科学预测,从而满足铁路长期高速、 安全、平稳、舒适的运输需要。
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意大利“阿基米德号”综合检测列车测量、分析及保养规划
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