[交通运输]轨道车检测技术-演示

领导干部三新 知 识 讲 座 第二十八讲 轨道检测技术及应用主讲人：王伟 呼铁局工务处2010年元月3日,主要从以下四个方面做介绍： 一、轨检车检测原理 二、轨道质量状态的评定方法 三、检测数据应用 四、轨检车的发展及我局轨检车存在的问题,一、轨检车检测原理,目前，我局使用的轨检车为GJ-4型，采用惯性测量原理，无接触测量方式，应用激光、伺服、自动控制等技术检测轨道状态，数据采样间隔为0.25m，可测波长42m，对车辆无特殊要求，检测项目有轨道几何尺寸，车体垂直和水平振动加速度，运行速度，里程和地面标志等，检测项目较为齐全，检测精度较高。可实时处理轨道检测数据，摘取超限峰值、地点、长度，计算轨道质量指数（TQI)和T值，打印输出波形图和各种检测报告。,（图1）我局DJ-998386轨检车,（图2） 检测机房,（图3）检测人员在工作中,1、检测系统简介 （1）检测系统组成 检测系统由传感器子系统、信号处理子系统（包括信号监视、信号调节、伺服电机驱动、调制解调器、系统电源）、主计算机、服务器（兼超限数据编辑计算机）、波形图分析计算机、高速激光打印机和GPS定位系统组成。 （2）检测系统原理 检测系统原理框图如图4所示。图中传感器共有23个。,传感器子系统,信号处理子系统,A /D变换,主计算机合成轨道几何参数,服务器（兼超限数据编辑）分析、判断、存储、输出检测报告,打印机波形图及检测报告,波形图分析计算机电子地图,GPS定位系统,D /A变换,（图4） 检测系统原理框图,修正里程,2、检测项目的检测方法 （1）高低 （2）轨向 （3）轨距 （4）超高（水平） （5）三角坑 （6）曲率 （7）车体垂直和水平振动加速度 （8）轨距变化率,（9）曲率变化率 （10）横向加速度变化率 （11）其他,二、轨道质量状态的评定方法,线路动态不平顺是指线路不平顺的动态质量反映，主要通过轨检车进行检测。目前，根据铁路线路修理规则的规定，轨道质量状态的评定方法有两种，一种是对轨道局部不平顺的评定，另一种是对区段轨道不平顺的评定。 1、轨检车对轨道动态局部不平顺（峰值管理）检查项目为轨距、水平、高低、轨向、三角坑、车体垂直振动加速度和横向振动加速度等七项。各项偏差等级划分为四级，级为保养标准，即保持优良线路需进行局部修理的目标管理值；级为舒适度标准，即轨道保持列车运行平稳的局部不平顺允许值；级为临时补修标准，,即及时进行轨道整修的质量控制标准；级为限速标准，即为保证行车安全需立即进行局部修理的病害，对病害地点要限制行车速度，待修理完毕后恢复行车速度。各级容许偏差管理值见表1。,表1 轨道动态质量容许偏差管理值（Vmax 120km/h),（1）各项偏差等级扣分标准 级超限扣1分；级超限扣5分；级超限扣100分； 级超限扣301分。 （2）评定标准 评定以1km为单位，每1km扣分总数为各级、各项偏差扣分数总和。每1km线路评定标准为： 优良-扣分总数在50分以内； 合格-扣分总数在51300分； 失格-扣分总数在301分以上。 扣分数越大表示1km范围内的超限处所越多和超限峰值越大。,2、轨检车检查线路区段整体不平顺（均值管理）的动态质量用轨道质量指数（TQI）评定。TQI值是左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平和三角坑等七项几何不平顺在200m区段的标准差之和。轨道质量指数（TQI）越小表示线路质量越好，根据运基线路200941号既有线轨道不平顺质量指数标准及管理暂行办法文件的规定，速度等级在120km/h以下轨道质量指数管理标准值如表2。,表2 200m区段轨道不平顺质量指数TQI管理标准（单位：mm）,TQI的管理办法是以1km为管理和维修的长度单位，对TQI 值的评价用T值。T值就是将200m区段轨道质量指数（TQI）超过管理标准值的大小作为扣分数，每公里5个单元区段的扣分数之和即为T值，它是根据TQI值超过对应管理值的程度来确定的。 当TQI值未超过（小于等于）管理标准值时，扣0分；当TQI值大于管理标准值而小于等于10%，扣40分；当TQI值大于管理标准值10%而小于等于20%，扣50分；当TQI值大于20%，扣61分。也就是说T值是对每公里5个单元区段TQI值的综合评价。,当TQI值未超过（小于等于）管理标准值时，扣0分；当TQI值大于管理标准值而小于等于10%，扣40分；当TQI值大于管理标准值10%而小于等于20%，扣50分；当TQI值大于20%，扣61分。也就是说T值是对每公里5个单元区段TQI值的综合评价。 某公里的T值越大，说明该公里超过TQI管理标准值的段数和超限程度也越大，应优先安排维修。 根据T值的大小评价每公里轨道状态质量，以均衡、计划、优先三种方式来制定大型养路机械维修或轨道综合维修计划，其含义见表3。,对T 100的线路应优先列入维修计划，安排成段维修；对0 T 100的线路应统筹兼顾，合理安排维修或保养，适时对线路进行整修；对T =0的线路，应避免成段扰动道床，只对局部超限峰值处所进行整修。 大型养路机械作业验收T值标准为T=0，即不应出现TQI超过管理值的单元区段。,表3 整 公里T值评价定义表,三、轨检车应用,1、检测周期 根据铁路线路修理规则规定，检测周期应根据运量和线路状态确定。对于允许速度大于120km/h的线路每月检查不少于2遍，对年通过不小于8000万吨的正线每月检查2遍，对年通过总重为2500 8000万吨以内的正线每月检查1遍，对年通过总重小于2500万吨的正线每季检查1遍，对状态较差的线路，可适当增加检查遍数。 目前，我局轨检车对管辖内的京包上下行正线每月检查2遍，包兰上下行正线每月检查1遍，集二线、包白线、包环线每月检查1遍，郭查线、包石线、海公线、乌吉线由于没有客车运行，不具备挂车条件，暂时无法检测。,2、检测数据的应用 路局、工务段管辖范围内的轨道几何状态用所管辖区段的每公里平均扣分数、优良率、合格率、失格率、平均TQI值、平均T值、均衡率、计划率、优先率等指标评定。 轨检车向路局、工务段提供线路/级超限地点、公里小结、区段总结、曲线要素、TQI值、T值等检测报告和波形图。对轨检车查出的级超限处所，通知工务段（或由工务段通知管内施工的责任单位）及时处理，对查出的级超限处所，立即上报工务处调度，限制行车速度，同时通知工务段立即安排整修，待整修完毕后，恢复正常行车速度。,（图5）检测数据超限编辑,检测数据超限编辑如图5所示。,表4 区段总结报告表,检测数据报告表输出格式如表4表10所示。,表5 公里小结报告表,表6 曲线摘要报告表,表7 轨道质量指数（TQI）报告表,表8 整公里T值报告表,表9 轨道二级超限报告,表10 轨道三/四级超限报告表,3、波形图的应用 波形图是轨检车输出的最重要的检测数据，它包含了线路动态几何质量状态的全部信息，是指导现场维修作业的最直接的依据，熟练判读波形图可以方便、准确、快捷地查找和消灭线路病害，工务段、车间、班组还可利用波形图分析软件在计算机上对线路病害进行超限峰值、超限地点、超限长度的精确分析和准确定位，对比维修作业前后的实际效果，找出差距，持续改进。超限峰值、超限地点、超限长度在波形图上的对应关系如图6所示，实际测量的波形图如图7图9所示。,级,级,级,级,级,级,级,级,(+),(-),轨道延长方向,0,超限长度,超限地点,超限峰值,（图6）峰值、长度、地点对应关系示意图,（图7）包含有道岔的检测波形图,（图8）京包上行k546.7-k547.0十月与九月第二次检查超限峰值对比图,（图9）京包上行k546.7-k547.0十月与九月第二次检查超限长度对比图,作为指导线路维修的动态检测设备，在轨检车检测数据的科学指导下，线路质量有了较大提高，利用检测数据指导线路维修作业已深入到班组一线。 20002009年，检测数据统计显示，线路优良率由71%提高到96.83%；轨道质量指数（TQI）由12.50mm下降到10.84mm；三/四级超限处所由2196个减少到57个，基本上消灭了线路失格公里，三/四级超限处所大幅度下降，二级超限处所也在逐步减少。通过轨检车的检查，为线路维修工作提供了及时准确科学的检测数据，对指导线路维修工作起到了重要的作用，为行车安全提供了科学的保障，检测数据统计结果如图11图12。,（图10）2000年2009年优良率柱状图,（图11）2000年2009年轨道质量指数率柱状图,（图12）2000年2009年三/四级超限柱状图,四、轨检车的发展及我局轨检车存在的问题,1、国外轨检车最新进展 (1) 日本 使用E926型“电气轨道综合试验列车”用于综合检测，它由六辆检测车组成，在新干线检测速度为275km/h，检测速度与运行速度一致，实现了等速检测。可进行轨道、接触网、轮轨作用力、车体加速度和通信信号的检测。综合检测列车每10天对新干线检测一遍，凡检测结果超过了紧急补修标准，当夜就要进行紧急补修，如果超过了限速运行标准，不仅当夜要进行紧急补修，而且中心控制室立即通过互联网向通过该区段的各次列车司机发出限速指令。,（图13）日本East -i综合检测列车,(2) 德国 德国高速轨检车(OMWE)，检测速度受车体构造速度的限制为200km/h，没有实现等速检测，高速铁路的轨道检测周期为2个月，特殊情况不超过3个月，在线路检测完成后，检测数据由轨检车操作人员制成光盘送交柏林的数据处理中心，数据处理中心将数据输入至工务管理信息系统。,（图14）德国高速轨道检查车,(3) 法国 MGV高速检测列车由8节车辆组成，最高检测速度为320km/h，各车功能分别为：1、轨道检测；2、接触网检测；3、信号检测；4、通信及其他检测；5、会议室；6、休息室；7、餐厅；8、工作间。在一列车上安装有全部基础设施检测所必须的检测设备，检测线路总长3600km，检测周期为2周一次。主要检测项目包括： a 轨道检测：几何尺寸、车体加速度、轴箱加速度、 车辆噪声、钢轨表面图像、线路环境数字图像、扣件、枕木、道碴等。 b 接触网检测：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)等。 c 信号检测：列车速度控制信标参数，轨道上的点式应答等。,2、我国轨检车最新进展 (1) GJ-5型是国内目前最先进的轨检车，轨检系统安装在25T型车内，最高运行速度为200Km/h。检测项目有：高低、轨向、轨距、水平（超高）、三角坑、曲率、车体加速度、轨底坡、钢轨断面（磨耗）等。,（图15） 我国200km/h轨检车,(2) 综合检测车 该车安装有GJ-5型轨道检测子系统、接触网检测子系统、轮轨作用力检测子系统、信号检测子系统，运行速度为160Km/h。,（图16）铁道部基础设施检测中心综合检测车,（3）高速综合检测列车 高速综合检测列车是由8辆车组成的一列装有检测设备的动车组，最高检测速度250km/h。综合检测列车检测系统主要包括轨道检测系统、接触网检测系统、轮轨动力学检测系统、通信检测系统和信号检测系统等，同时，还设置有列车专用网络、定位同步、环境视频信息采集处理、多媒体显示和数据综合处理等组成的综合系统，实现高速条件下对基础设施上百个参数的实时采集、精确测量、数据集成、综合处理和分级评判，检测周期为每10天对提速干线检查一遍，以保障高速铁路运营安全。,（图17）铁道部基础设施检测中心高速综合检测列车,3、我局轨检车目前存在的主要问题 (1) 我局轨检车为25K型车，转向架为209HS，1998年出厂，最高运行速度为160km/h，2008年厂修后，最高运行速度降至140km/h。 (2) 在运行速度超过110km/h时有失稳现象，影响轨距、轨向的正常检测。 (3) 检测系统的硬件部分，由于使用时间较长（11年）有老化现象。 （4）新建线路逐步接管运营，检测里程大幅度增加，,现有轨检车将不能完成按线