国内外轨道检测现状

国内外轨道检测现状

目前世界上铁路技术发达的国家利用高科技手段，纷纷研制开发出高精度、高速度、高智能、高可靠性的动态综合检测设备。日本、法国、意大利、英国纷纷研制出轨道检测车，检测技术得到了重大的发展。对于铁轨的几何状态检测包括短波、中波、长波高低和轨向，轨距，水平，三角坑，线路坡度，线路平断面、纵断面曲率(半径)等项目。目前国际上对于铁路轨道的检测方法主要有弦测法、惯性基准法、轴箱加速度积分法等。

近年来日、法等国用在轴箱上安装加速度传感器的方法测量轴箱上、下运动的加速度a再将a二次积分求得轴箱上下运动的位移W(即轨道的高低)，这种惯性基准轴箱加速度直接积分法也不能得到整个需测波长范围的高低变化。由于波长较短的高低不平，将使轮轨产生极大的振动加速度和冲击力，加剧轨道和机车

车辆的破坏，而长的高低波在高速时对车体振动和舒适度影响较大。为了满足轨道机车车辆强度和舒适度方面的要求，轨道上0.1米至50米的高低波长不平都应限制在一定的范围以内，因此需测的高低波长范围是0.1米至50米。这一波长范围的高低变化所引起的加速度其动态范围是极大的。目前的加速度传感器和前置放大器都无法在这样大的动态范围内，保证必要的分辨精度。这便是采用惯性原理的加速度传感器轴箱加速度积分法测量轨道高低的主要技术困难。

目前，我国在紧密跟踪国际轨道检测技术的基础上，结合国内轨道检测技术研发成果，系统研究高速的轨道检测技术模型，深入研究以惯性基准法为基础的各轨道几何参数的合成方法，利用近年来在CRH2-010A和CRH2-061C动检车上自主研发时速250和300公里轨道检测系统的成功经验，以及在0号高速综合检测列车上的系统集成经验，已经具备了研制开发具有完全自主知识产权的时速300公里及以上高速铁路轨道检测系统的能力。高速轨道检测系统的关键技术包括：研究激光图像处理技术，选择适用于高速铁路轨道检测的激光器及高速数字摄像头；通过温控技术研究从而掌握并实现对激光器和摄像头的温度控制；通过对摄影测量理论和图像处理技术的研究，实现由激光图像到钢轨轮廓的处理和转换，研究由钢轨轮廓图像提取轨道几何参数的方法和提高图像处理速度的方法等。从而实现高速情况下的轨道几何参数等速实时检测功能。

新型高速轨道检测系统将具有如下主要特点：

①轨道几何状态检测：短波、中波、长波高低和轨向，轨距，水平，三角坑，线路坡度，线路平断面、纵断面曲率(半径)等项目；

②车辆动态响应检测：车体、构架、轴箱加速度项目；

③其他辅助检测：速度、里程、桥梁、道岔等地面标志检测；

④检测原理：惯性基准测量；

⑤检测方式：智能化、人性化；

⑥数据输出方式：大容量无线数据传输。

在中国高速铁路迅猛发展的今天，高速铁路综合检测将成为高速铁路安全运输的重要保障，伴随京津城际客运专线时速350km／h的运行，以及京沪高速铁路时速350～400km／h运营线路的建设，发展快速检测的综合检测设备迫在眉睫，开发研制适用于高速综合检测列车的的高速轨道检测系统势在必行。

另外，在设备研制上也出现各种形式，简式检测仪有国内中南大学的一种轨道静态几何参数检测仪，可以测量高低、轨向、水平、里程参数测量，其中轨向和高低的测量采用叠加法，而水平的测量采用惯性基准法；中国铁道科学研究院利用激光准直技术开发的激光长弦检测仪。该检测仪利用激光弦作为基准弦进行线路几何参数的直接检测，从而可以直接测量轨道的长波不平顺；美国1981年研制的T-10型轨检车，采用惯性基准法测量高低，加速度自动补偿系统测量外轨超高和水平。信号处理采用模拟数字混合模拟滤波技术，最高时速达205km/h；英国1981年研制的F-2和HSTRC型高速轨检车，采用白炽光源及光电二极管列阵扫描系统测量轨距，采用惯性基准法测量左右轨高低，用积分陀螺仪测量超高和水平；法国用于TCV高速检测的MAUZIN型轨检车，高低用12.2m 弦测量，方向用lOm弦测量，且开发了长波长测量装置，高低和方向测量波长分别为31m和33m，轨检车最高工作时速为160km/h。日本已经开发出针对单轨轨道梁状况进行检测的轨检车。简式的轨检车直接测量对应机械结构的角度，经过数据处理变换成位移，用于计算单轨梁的曲线半径、弦矢径和横坡，这种车易于维护，成本较低，但是准确度不高，需要有相对的评价数据，大型的轨检车采用弦测法和惯性基准法，在10米弦、20米弦的中点处测量弦矢径，用于评估线路的变化。