轨道扣件智能检测系统的设计及应用
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收稿 日期 ：２０１６－０１ＪＤ４ 作者简 介：刘妮娜 （１９８１一），女 ，工程 师。
承载 和支 撑 的基 础 设 施建 设 、养 护及 服 役 状 态 检测 技 术体系是大规模高速铁路 网能力形成 、运营安全 、能力 保持和高效运营的全局性保障 ，是我 国高速铁路 网能 力 形成 与保 持 的战 略需求 ”。
ｍａｎｕａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ， ｈｉｇｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｍａｎｙ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉＲＣ ｒａｉｌｗａｙ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ｏｆ Ｒａｉｌ Ｆａｓｔｅｎｅｒ
ＬＩＵ Ｎｉｎａ Ｗ ＡＮＧ Ｙｏｎｇｌｕ
ａ
（１．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３１，Ｃｈｉｎａ；
ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒ． Ｔｈｅ ＩＲＣ ｃａｒ ｂｅｃｏｍ ｅｓ ａｎ ｆａｓｔ ａｉｄｅｄ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ——ｓｐｅｅｄ
ｒａｉｌｗａｙ ｗｏｒｋｅｒｓ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ．
（５）存储 容 量 ：１２０ Ｇ；
轨 系数 。扣件 失效 是 轨 道 系 统最 常 见 的病 害 之 一 ，发
扣件系统作为轨道结构 的关键部件 ，其基本功能 包 括 ：保持 轨距 、防止钢 轨爬行 、增 大轨 道框架 、提供 轨 道绝缘 、保证轨道 电路 正常工作 和调整钢轨位 置等。
第 ４期
刘妮娜 ，等 ：轨道扣件智 能检测 系统的设 计及应用
２０１６年 ８月
扣件 失效 将会 改变 轨道 轨距 、平顺 度 ，增大 列 车动态 脱
ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ （ｔｈｅ ｉＲＣ ｃａｒຫໍສະໝຸດ Baiduａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａｌ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｅ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉＲＣ ｃａｒ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｆｅｅｄ ｔｈｅｍ ｂａｃｋ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ｗｈｉｃｈ
２．Ｌａｎｚｈｏｕ ｒａｉｌｗａｙ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｌｏｃｏｍ ｏｔｉｖｅｓ Ｎａｎｃｙ ｗｏｒｋｓｈｏｐ，Ｓｅｃｒｅｔａｒｙ ｏｆ
Ｐａｒｔｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｓｔ ｃｏｍｍ ｏｎ ｈａｒｍｓ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｓｙｓｔｅｍ ， ａｎｄ ｉｔ ｏｃｃｕｒｓ ｍｏｓｔ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ，ＳＯ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ
随着 高速 铁路 大规 模 的通 车 ，从 整 体 上 确 保 高 速 铁路的系统安全性和可持续性是我 国高速铁路面临的 重大挑战 。我 国《高速列车科技发展 “十二五”专项规 划》指出 ：“研究并形成作为高速列车安全可靠运行的
２０１６年 ８月 第 ７卷 第 ４期
高 速 铁 路 技 术
ＳＰＥＥＤ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
文章 编 号 ：１６７４ｍ ８２４７（２０１６）０４—ｏ０５５＿＿０５
Ｎｏ．４ ．Ｖｏ１．７ Ａｕｇ．２０１６
轨 道 扣 件 智 能 检 测 系统 的设 计 及 应 用
刘妮 娜 王 永 录
ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ａｒｅ ａ ｋｅｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｌｓｏ ａ ｃｒ ｉｔｉｃａｌ
ｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ａｌｌ ｄｅｐｅｎｄ ｏｎ ｔｈｅ
（１．南京铁道职业技 术学院轨道交通综合实训 中心 ， 南京 ２１００３１； ２．兰州铁路局兰西机 务段 客运车间 ， 兰州 ７３００００）
摘 要 ：扣件失效是轨道 系统 最常见 的病害之 一 ，发生概 率很 高 ，因此扣件 检查成 为高速 铁路 日常巡检 重点 项 目，是保障高速铁路运 营安全的关键 措施之 一 。 目前 ，铁 路部 门对扣 件检查 基本采 用人工 检查方 式 ，这种 检查方式存在工作 效率 低 、劳 动强 度大 、人为 因素干扰多 、检查 采样 率低等缺点 。文章研究 Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒａｉｌ Ｃａｒ 轨道扣件智能 检测 系统（简称 ｉＲＣ小车 ）的工作原 理 、结构组成及 功能 ，经过实验测试应用 ，ｉＲＣ小车能够有效 检测 、反馈 扣件 的异常状态作 为扣件弹条养护维修 的依据 ，成 为高速铁 路工务维 护人员巡 查轨道扣件 的快速 有力 的辅 助工 具。 关键词 ：轨道扣件 ；智能检测系统 ；功能 ；扣 件检测 中图 分 类 号 ：ＴＰ２１２ 文 献标 志 码 ：Ａ
承载 和支 撑 的基 础 设 施建 设 、养 护及 服 役 状 态 检测 技 术体系是大规模高速铁路 网能力形成 、运营安全 、能力 保持和高效运营的全局性保障 ，是我 国高速铁路 网能 力 形成 与保 持 的战 略需求 ”。
ｍａｎｕａｌ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒａｉｌｗａｙ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， ｗｈｉｃｈ ａｒｅ ｆｅａｔｕｒｅｄ ｂｙ ｌｏｗ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｒａｔｅ， ｈｉｇｈ ｗｏｒｋｉｎｇ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｍａｎｙ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｈｕｍａｎ ｆａｃｔｏｒｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉＲＣ ｒａｉｌｗａｙ
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ｏｆ Ｒａｉｌ Ｆａｓｔｅｎｅｒ
ＬＩＵ Ｎｉｎａ Ｗ ＡＮＧ Ｙｏｎｇｌｕ
ａ
（１．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ，Ｅｎｇｉｎｅｅｒ Ｊｉａｎｇｓｕ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３１，Ｃｈｉｎａ；
ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ｓｕｐｐｏｒｔｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒ． Ｔｈｅ ＩＲＣ ｃａｒ ｂｅｃｏｍ ｅｓ ａｎ ｆａｓｔ ａｉｄｅｄ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ——ｓｐｅｅｄ
ｒａｉｌｗａｙ ｗｏｒｋｅｒｓ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ．
（５）存储 容 量 ：１２０ Ｇ；
轨 系数 。扣件 失效 是 轨 道 系 统最 常 见 的病 害 之 一 ，发
扣件系统作为轨道结构 的关键部件 ，其基本功能 包 括 ：保持 轨距 、防止钢 轨爬行 、增 大轨 道框架 、提供 轨 道绝缘 、保证轨道 电路 正常工作 和调整钢轨位 置等。
第 ４期
刘妮娜 ，等 ：轨道扣件智 能检测 系统的设 计及应用
２０１６年 ８月
扣件 失效 将会 改变 轨道 轨距 、平顺 度 ，增大 列 车动态 脱
ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ （ｔｈｅ ｉＲＣ ｃａｒຫໍສະໝຸດ Baiduａｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔａｌ ｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｅ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉＲＣ ｃａｒ ｃａｎ ｄｅｔｅｃｔ ｔｈｅ ａｂｎｏｒｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｆｅｅｄ ｔｈｅｍ ｂａｃｋ ｔｏ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ，ｗｈｉｃｈ
２．Ｌａｎｚｈｏｕ ｒａｉｌｗａｙ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｌｏｃｏｍ ｏｔｉｖｅｓ Ｎａｎｃｙ ｗｏｒｋｓｈｏｐ，Ｓｅｃｒｅｔａｒｙ ｏｆ
Ｐａｒｔｙ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｂｒａｎｃｈ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００００，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍ ｏｓｔ ｃｏｍｍ ｏｎ ｈａｒｍｓ ｉｎ ｒａｉｌｗａｙ ｓｙｓｔｅｍ ， ａｎｄ ｉｔ ｏｃｃｕｒｓ ｍｏｓｔ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ，ＳＯ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ；ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ｒａｉｌｗａｙ ｆａｓｔｅｎｅｒ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ
随着 高速 铁路 大规 模 的通 车 ，从 整 体 上 确 保 高 速 铁路的系统安全性和可持续性是我 国高速铁路面临的 重大挑战 。我 国《高速列车科技发展 “十二五”专项规 划》指出 ：“研究并形成作为高速列车安全可靠运行的
２０１６年 ８月 第 ７卷 第 ４期
高 速 铁 路 技 术
ＳＰＥＥＤ ＲＡＩＬＷ ＡＹ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
文章 编 号 ：１６７４ｍ ８２４７（２０１６）０４—ｏ０５５＿＿０５
Ｎｏ．４ ．Ｖｏ１．７ Ａｕｇ．２０１６
轨 道 扣 件 智 能 检 测 系统 的设 计 及 应 用
刘妮 娜 王 永 录
ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ａｒｅ ａ ｋｅｙ ｐｒｏｊｅｃｔ ｉｎ ｔｈｅ ｄａｉｌｙ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｌｓｏ ａ ｃｒ ｉｔｉｃａｌ
ｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｔｈｅ ｈｉｇｈ—ｓｐｅｅｄ ｒａｉｌｗａｙ ｓｅｃｕｒｉｔｙ． Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｓｔｅｎｅｒｓ ａｌｌ ｄｅｐｅｎｄ ｏｎ ｔｈｅ
（１．南京铁道职业技 术学院轨道交通综合实训 中心 ， 南京 ２１００３１； ２．兰州铁路局兰西机 务段 客运车间 ， 兰州 ７３００００）
摘 要 ：扣件失效是轨道 系统 最常见 的病害之 一 ，发生概 率很 高 ，因此扣件 检查成 为高速 铁路 日常巡检 重点 项 目，是保障高速铁路运 营安全的关键 措施之 一 。 目前 ，铁 路部 门对扣 件检查 基本采 用人工 检查方 式 ，这种 检查方式存在工作 效率 低 、劳 动强 度大 、人为 因素干扰多 、检查 采样 率低等缺点 。文章研究 Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒａｉｌ Ｃａｒ 轨道扣件智能 检测 系统（简称 ｉＲＣ小车 ）的工作原 理 、结构组成及 功能 ，经过实验测试应用 ，ｉＲＣ小车能够有效 检测 、反馈 扣件 的异常状态作 为扣件弹条养护维修 的依据 ，成 为高速铁 路工务维 护人员巡 查轨道扣件 的快速 有力 的辅 助工 具。 关键词 ：轨道扣件 ；智能检测系统 ；功能 ；扣 件检测 中图 分 类 号 ：ＴＰ２１２ 文 献标 志 码 ：Ａ