国内外铁路工务检测技术方法及水平

国内外铁路工务监测方法及技术水平一、轨道几何状态动态检测方法

车载式添乘仪

1车载式添乘仪工作原理

车载式添乘仪是通过传感器测定的车体加速度判断线路病害等级的一种简易检测设备。它根据车体的上下振动加速度和左右摆动加速度来判断线路是否存在病害并记录病害里程和该处车体的加速度，并根据加速度的峰值确定病害等级。

例如ZT-6型轨道智能添乘仪

2轨检车

我国XGJ-1准高速（140~160km/h)轨检车可检测13项内容，包括：左右轨的前后高低、左右轨的轨向、水平、左右轨的不平顺、曲线外轨超高、曲线半径、轨距、线路扭曲、车体水平和垂直振动加速度、左右轴箱垂直振动加速度等。除检测轨道几何形位外，还可以从轮轨相互作用和行车平稳性等方面对轨道状态作出综合评价。中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；按车辆速度等级划分为：120km/h 等级、140km/h 等级、160km/h 等级。随着2007年4月18日铁路第六次大提速200-250km/h动车组的开行，出现了新型的综合检测车（200km/h等级），不仅具有GJ-5的功能，还可以检测供电接触网、信号检测、列车运行动力学指标等。

国外轨道检测车:

1、日本East－i综合检测列车

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。East－i综合检测列车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。

2、美国Ensco和ImageMap公司轨检车

美国各铁路公司均拥有自主研发的轨检车，美国联邦铁路署还委托Ensco公司研制了技术先进的T10型轨检车，用于抽查各铁路公司的线路质量。T10型轨检车采用惯性基准测量原理和非接触式测量方法，应用光电、伺服、数字滤波、局域网技术，最近还增加了钢轨断面测量系统，使轨检车的功能更加齐全，检测速度可达192km/h。

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。

3、奥地利Plasser公司EM－250型轨检车

为适应奥地利高速铁路的检测需要，奥地利EM250型轨检车检测速度为250km/h，其主要技术特点是采用惯性基准原理、光电转换技术和多处理技术等，除了测量轨道几何参数和车辆振动参数外，还能测量钢轨断面、轮轨作用力并记录环境图像EM250 型轨检车有两种途径评定轨道质量：

1）采用ADA－Ⅱ程序来获得轨道质量系数，评定轨道区段的整体不平顺状态；

2）采用ADA－Ⅲ程序来判断超过规定限界值的幅值大小，并对不同等级轨道病害进行分类和统计并能及时发现

危及行车安全的轨道病害，又能评定单元区段的线路质量。

4、德国OMWE和RAILAB轨检车

德国OMWE轨检车和RAILAB轨检车的技术特点是在车下建立测量框架，在车内安装与框架相连的三轴稳定性平台，采用3个陀螺和3个伺服加速度计组成了惯性导航系统，为轨道几何参数的测量构建了惯性平台，结合安装在测量框架上的光电传感器，测量相对平台的位移量，经计算机处理合成即可得出轨道的高低、水平、轨向值。检测速度可达300km/h。轨道质量状态的评定方法包括：摘取超限峰值，判断和统计超过A、B、C 三个等级的个数和长度，以及计算500m区段的轨道质量指数TQI、起拨道指数和捣固指数。

5、意大利“阿基米德号”综合检测列车

“阿基米德号”综合检测列车又称 Roger2000，是MER MEC公司和TECNOGAMMA公司为意大利铁路设计制造的，检测速度可达220km/h。检测项目包括轨道几何参数、钢轨断面、钢轨波浪磨耗、接触网及受流状态、通信和信号、车体和轴箱加速度、轮轨作用力等。车上有57台计算机，每秒钟可处理30G数据，有24个激光器、43个光学摄像传感器、47个加速度计以及大量的强度速度、定位以及温度传感器，以及用于航空电子领域的惯性平台。

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。

6、法国MGV综合检测列车

目前在法铁的线路上主要应用着三种检查车，分别为Mauzin、Helene和Melusine。

Mauzin主要用于轨道几何参数的检测，可以检测轨面高低、断面、方向、扭曲、轨距等项目，采用13m和65m 弦，检测速度可以达到200km/h，目前在法铁的高速线上有5辆Mauzin，每年对线路检测2～3次。

Helene主要用于信号的检测，可以测量轨道电路中电流的强度、纵横向交叉对话、轨道的横向阻抗等，检测速度200km/h，每两个星期对线路检测一次。

Melusine主要用于检测列车的舒适度以及钢轨断面的绘制，可以测量列车的位置和速度、转向架和车体的加速度、受电弓、钢轨表面、接触网电流等到项目，检测速度300km/h，每15到30天对线路进行一次检测。

MGV是专为法国高速铁路研制的综合检测列车，该列车的主要特点是集成以上各系统，并实现检测速度达到

320km/h，这样在正常运营（发车间隔3～4分）的情况下就可以对线路设备进行检测，轨道几何的检测实现无接触化。在MGV检测列车中采用采用法国既有成熟的动力集中式TGV动车组，8节车辆的编组：

Coach 1：用于测量车体、轴箱等加速度，测量钢轨断面并进一步计算轨道的几何形位；

Coach 2：用于接触网检测，受电弓接收到的电流、弓网的动力学参数以及磨耗情况；

Coach 3：用于信号检测，信号的传播、信号传播的速度、同轨道的固定接触；

Coach 4：其它杂项，如列车与轨道的通话，GSM，列车定位、列车速度、风力等。

其它车辆分别由餐车、卧铺车等组成。

该车检测项目比较齐全，几乎包括了从接触网及受流状态、通信信号、轨道几何、钢轨断面、钢轨表面、线路环境数字图像、扣件、轨枕、道碴等各项基础设施和运行状态。

二、高铁行车安全预警系统