1、轨道检测车介绍 蔡小培 北京交通大学 caixiaopei 2011年11月 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 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 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
2、落后、采用弦测法检测。50及60年代,轨检车向电气式转 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。 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。 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
3、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。 日本轨检车发展 Easti综合轨检车 u 日本自1964年建成海道高速新干,已先后建成山阳、北、上越、山形 、秋田、野等新干,共2049公里。日本路确保新干的安全运行 ,从1975年开始先后装了4列气化道合 ,承担新干的 气化和道状的 ,每列由7 成,其中第5 , 其他 力、通信信号、接触网、源回路状,最高速度 210km/h。1998年以后 又有了大的技步, 向架由3台 改2台,从而将的弦法由等弦改不等弦量,函数有了明 的改善。 u 日本在原有道技的基上,研制开出适用于新干高速路的 气道合列,称“黄色医生”。 Eas
4、ti是日本完全利用其国 内技开的合列,由6 成,可以 道几何参数 、接触网、通信信号、作用力、境噪声等,最高速度可达 275km/h。道系安装在列的第3号上,个采用了与 运行相同的两个二拖向架构。 日本轨检车发展 u 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 。Easti 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。
5、u 一般认为,弦测法传递函数收敛性差,Easti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, Easti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。 日本轨检车发展 意大利轨检车发展 “阿基米德号”综合检测列车 u1966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
6、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。 u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。 意大利轨检车发展 u 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
7、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。 u 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。 意大利轨检车发展 意大利“阿基米德号”综合检测列车测量、分析及保养规划 法国轨检车发展 冲击有碴轨道列车时速
8、新纪录的法国“V150”列车 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。 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。 法国SNCF安全综合检测列车“MGV” u 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: u (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
9、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。 u (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 。 u (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 标准和。 u (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。 u (5)其他检测项目(安装在第四节车辆上):
10、列车定位,速度,气 象条件,风速,道口。 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。 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,提高了检测速度、精度和可靠性。 小结轨检车的发展趋势 随着我国铁路提
11、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。 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、GJ4型、GJ4G型、GJ5型。 第二部分 我国轨检车的发展现况 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。GJ3 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