《交通安全技術(shù)》PPT課件.ppt

交通安全工程 Traffic safety Engineering,第四章 交通安全技術(shù),目前，為了解決交通安全問題，交通運(yùn)輸部門采取了各種安全方法和手段。這些方法和手段中，基本上遵循了以下措施的實(shí)施步驟： 1、從設(shè)計(jì)入手，達(dá)到從根本上先保證安全的目的。 2、在交通運(yùn)行的過程中，加強(qiáng)對移動(dòng)設(shè)備、固定設(shè)備、環(huán)境等的狀態(tài)以及運(yùn)輸對象實(shí)時(shí)監(jiān)控的交通安全監(jiān)控和檢測技術(shù)。 3、基于維護(hù)、維修的移動(dòng)設(shè)備和固定設(shè)備的安全檢測與診斷技術(shù)。 4、緊急救援技術(shù)。,4.1 交通安全技術(shù)概述,一、交通安全設(shè)計(jì)的基本原則 二、交通安全設(shè)計(jì)的基本手段 三、預(yù)防事故的交通安全設(shè)計(jì)技術(shù) 四、避免和減少事故損失的安全設(shè)計(jì)技術(shù),4.2 交通安全設(shè)計(jì),一、交通安全設(shè)計(jì)的基本原則 安全技術(shù)可以劃分為預(yù)防事故發(fā)生的安全技術(shù)及防止或減輕事故損失的安全技術(shù)，這是事故預(yù)防和應(yīng)急措施在技術(shù)上的保證。交通項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、設(shè)備、工藝過程是否安全，可從以下六個(gè)方面加以考慮。 1、防止人失誤的能力 2、對人失誤后果的控制能力 3、防止故障傳遞的能力 4、失誤或故障導(dǎo)致事故的難易 5、承受能量釋放的能力 6、防止能量蓄集的能力,4.2 交通安全設(shè)計(jì),二、交通安全設(shè)計(jì)的基本手段 為使交通系統(tǒng)符合上述基本原則，人們提出了許多種實(shí)施交通安全設(shè)計(jì)的基本手段。具有普遍性的基本手段從以下3個(gè)方面考慮： 生產(chǎn)設(shè)備的事故防止對策 防止能量逆流于人體的措施 消除和預(yù)防危險(xiǎn)及有害因素 這些手段對交通安全設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),1、生產(chǎn)設(shè)備的事故防止對策:這是由日本學(xué)者北川徹三提出的，包括以下21項(xiàng)內(nèi)容：,4.2 交通安全設(shè)計(jì),（1）圍板、柵欄、護(hù)罩； （2）隔離； （3）遙控； （4）自動(dòng)化； （5）安全裝置； （6）緊急停止； （7）夾具； （8）非手動(dòng)裝置； （9）雙手操作； （10）斷路； （11）絕緣；,（12）接地； （13）增加強(qiáng)度； （14）遮光； （15）改造； （16）加固； （17）變更； （18）勞保用品； （19）標(biāo)志； （20）換氣； （21）照明。,2、防止能量逆流于人體的措施 由美國人哈登根據(jù)能量轉(zhuǎn)移論的觀點(diǎn)提出： （1）限制能量； （2）用較安全的能源代替危險(xiǎn)性大的能源； （3）防止能量積聚； （4）控制能量釋放； （5）延緩能量釋放； （6）開辟能量釋放渠道； （7）在能源上設(shè)置屏障； （8）在人、物與能源之間設(shè)置屏障； （9）在人與物之間設(shè)置屏障； （10）提高防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)； （11）改善工作條件和環(huán)境，防止損失擴(kuò)大； （12）修復(fù)和恢復(fù)。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),3、消除和預(yù)防危險(xiǎn)、有害因素的基本原則 針對設(shè)備和環(huán)境中的各種危險(xiǎn)、有害因素的特點(diǎn)，在消除和預(yù)防危險(xiǎn)、有害因素時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持以下基本原則。 （1）消除 （2）減弱 （3）屏蔽和隔離 （4）設(shè)置薄弱環(huán)節(jié) （5）聯(lián)鎖 （6）防止接近 （7）加強(qiáng) （8）時(shí)間防護(hù) （9）距離防護(hù) （10）取代操作人員 （11）傳遞警告和禁止信息,4.2 交通安全設(shè)計(jì),三、預(yù)防事故的交通安全設(shè)計(jì)技術(shù) 通過設(shè)計(jì)來消除和控制各種危險(xiǎn)，防止所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在研制、生產(chǎn)、使用中發(fā)生導(dǎo)致人員傷亡和設(shè)備損壞的各種意外事故，是事故預(yù)防的最佳手段。為滿足規(guī)定的安全要求，可以采用不同的安全設(shè)計(jì)方法。主要的安全設(shè)計(jì)方法有以下幾種：,4.2 交通安全設(shè)計(jì),1、控制能量 對于任何事故，其后果的嚴(yán)重程度與事故中所涉及的能量的大小與類型緊密相關(guān)，因?yàn)槭鹿手猩婕暗哪芰拷^大多數(shù)情況下就是系統(tǒng)所具有的能量，因而用控制能量的方法，可以從根本上保證系統(tǒng)的安全性。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),2、危險(xiǎn)最小化設(shè)計(jì) 通過設(shè)計(jì)消除危險(xiǎn)或使危險(xiǎn)最小化，是避免事故發(fā)生，確保系統(tǒng)安全的最有效的方法。而本質(zhì)安全技術(shù)則是其中最理想的方法。 所謂本質(zhì)安全技術(shù)，是指不是從外部采取附加的安全裝置和設(shè)備，而是依靠自身的安全設(shè)計(jì)，進(jìn)行本質(zhì)方面的改善，即使發(fā)生故障或誤操作，設(shè)備和系統(tǒng)仍能保證安全。 在設(shè)計(jì)中，使系統(tǒng)達(dá)到本質(zhì)安全是很難的，但可以通過設(shè)計(jì)使系統(tǒng)發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)盡可能地最小化，或降低到可接受的水平。為達(dá)到這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)從以下兩個(gè)方面采取措施：通過設(shè)計(jì)消除危險(xiǎn)；降低危險(xiǎn)嚴(yán)重性。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),3、隔離 隔離是采用物理分離、護(hù)板和柵欄等將已識(shí)別的危險(xiǎn)同人員和設(shè)備隔開，以防止危險(xiǎn)或?qū)⑽ｋU(xiǎn)降低到最低水平，并控制危險(xiǎn)的影響。隔離是最常用的一種安全技術(shù)措施。 預(yù)防事故發(fā)生的隔離措施包括分離和屏蔽兩種。前者指空間上的分離，后者指應(yīng)用物理的屏蔽措施進(jìn)行隔離，它比空間上的分離更加可靠，因而最為常見。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),4、閉鎖、鎖定和聯(lián)鎖 閉鎖、鎖定和聯(lián)鎖是另一類最常用的安全技術(shù)措施。它們的安全功能是防止不相容事件發(fā)生或事件在錯(cuò)誤的時(shí)間發(fā)生或以錯(cuò)誤的次序發(fā)生。 （1）閉鎖：指防止某事件發(fā)生或防止人、物等進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，如油罐車上的閉鎖裝置，可防止在車體未接地的情況下向車內(nèi)加注易燃液體。 （2）鎖定：鎖定則是指保持某事件或狀態(tài)，或避免人、物脫離安全區(qū)域。例如停車后在車輪前后放置石塊等物體，可防止車輛意外移動(dòng)而引發(fā)事故。 （3）聯(lián)鎖：聯(lián)鎖裝置主要應(yīng)用于電氣系統(tǒng)中，主要目的是保證在特定的情況下某事件不發(fā)生。如鐵路編組站電氣集中及聯(lián)鎖設(shè)備。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),5、故障-安全設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)、設(shè)備的一部分發(fā)生故障或失效的情況下，在一定時(shí)間內(nèi)也能保證安全的技術(shù)措施稱為故障-安全設(shè)計(jì)。故障-安全設(shè)計(jì)確保故障不會(huì)影響系統(tǒng)的安全，或使系統(tǒng)處于不會(huì)傷害人員或損壞設(shè)備的工作狀態(tài)。按系統(tǒng)、設(shè)備在其中一部分發(fā)生故障后所處的狀態(tài)，故障-安全設(shè)計(jì)分為3種類型： （1）故障-安全工作設(shè)計(jì)。保證在采取矯正措施前，設(shè)備、系統(tǒng)正常地發(fā)揮其功能，這是最理想的工作方式。 （2）故障-安全積極設(shè)計(jì)。故障發(fā)生后，保持系統(tǒng)以一種安全形式帶有能量，直至采取矯正措施。 （3）故障-安全消極設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，使系統(tǒng)停止工作，并將能量降低到最低值，直至采取矯正措施。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),6、故障最小化 故障-安全設(shè)計(jì)在有些情況下并非總是最佳選擇，如它可能會(huì)過于頻繁地中斷系統(tǒng)的運(yùn)行，這對系統(tǒng)的運(yùn)行是相當(dāng)不利的，特別是對于需要連續(xù)運(yùn)行的系統(tǒng)更是如此。因此，在故障-安全不可行的情況下，可采用故障最小化方法。故障最小化方法主要有降低故障率和實(shí)施安全監(jiān)控兩種形式。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),（1）降低故障率 降低故障率是可靠性工程中用于延長元件和整個(gè)系統(tǒng)的期望壽命或故障間隔時(shí)間的一種技術(shù)。降低了可能導(dǎo)致事故的故障的發(fā)生率，就會(huì)減少事故發(fā)生的可能性，起到預(yù)防和控制事故的作用，即以提高可靠性的方法提高系統(tǒng)的安全性。降低故障率通常有以下6種方案。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),安全系數(shù) 概率設(shè)計(jì)：采用強(qiáng)度與應(yīng)力分布模型開展機(jī)械結(jié)構(gòu)的概率設(shè)計(jì) 降額：降額是使元器件以承受低于其額定的應(yīng)力方式使用。實(shí)現(xiàn)降額的方法有兩種，一種是降低元器件的工作應(yīng)力；另一種是提高元器件的強(qiáng)度，即選用更高強(qiáng)度的元器件。 冗余：冗余可分為并聯(lián)冗余、備用冗余、表決冗余、串聯(lián)冗余等。 篩選：排除絕大部分劣質(zhì)元件，也可以剔除那些雖然通過了一般檢查，但顯示出使用壽命偏短的元件。 定期更換：在元件故障率升高之前，即在“浴盆曲線”接近右側(cè)盆壁之前，及時(shí)更換元件以保持元件的低故障率。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),（2）安全監(jiān)控 利用安全監(jiān)控系統(tǒng)對某些參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，保證這些選取的參數(shù)達(dá)不到導(dǎo)致意外事件的危險(xiǎn)水平，也是一種使系統(tǒng)故障最小化的方法。安全監(jiān)控方法可以指出系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，是否產(chǎn)生了不希望的輸出，或某參數(shù)是否已超過了特定的閾值等等。 通常情況下，安全監(jiān)控系統(tǒng)往往也與警告、聯(lián)鎖或其它安全技術(shù)措施相結(jié)合，使操作者能夠及時(shí)、正確地采取適當(dāng)?shù)拇胧?典型的安全監(jiān)控系統(tǒng)通常包括4個(gè)功能，即檢測、量度、判斷和響應(yīng)。檢測和量度功能由檢知部分來實(shí)現(xiàn)，因此典型的安全監(jiān)控系統(tǒng)由檢知、判斷和響應(yīng)三大部分組成。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),7、告警 告警通常用于向有關(guān)人員通告危險(xiǎn)、設(shè)備問題和其它值得注意的狀態(tài)，以便使有關(guān)人員采取糾正措施，避免事故發(fā)生。告警可按人的感覺方式分為：視覺告警、聽覺告警、嗅覺告警、觸覺告警和味覺告警等。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),（1）視覺告警 眼睛是人們感知外界的主要器官，視覺告警是最廣泛應(yīng)用的警告方式。視覺告警主要有：亮度、顏色、信號(hào)燈、小旗和飄帶、標(biāo)志、書面告警等告警方法。 亮度。為使人能集中注意力于危險(xiǎn)區(qū)域，將存在危險(xiǎn)之處高于沒有危險(xiǎn)之處，如對有障礙物處的照明可以減少人或車輛誤入此區(qū)域的可能性。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),顏色。通過明亮、鮮明或明暗交替的顏色，引起人們的注意，發(fā)出告警信息，如環(huán)衛(wèi)工人身穿桔紅色的反光背心，使機(jī)動(dòng)車輛易于發(fā)現(xiàn)與識(shí)別。 安全色分為紅、藍(lán)、黃、綠四種顏色。 紅色表示禁止、停止、消防和危險(xiǎn)的意思。 黃色表示提醒人們注意，需警告人們注意的器件、設(shè)備及環(huán)境，均應(yīng)涂以黃色的標(biāo)記，如各種警告標(biāo)志、道路交通標(biāo)志和標(biāo)線、樓梯的第一級和最后一級的踏步前沿、防護(hù)欄桿等。 藍(lán)色表示指令，要求人們必須遵守的規(guī)定，如指令標(biāo)志、交通指示標(biāo)志等。 綠色表示給人們提供允許、安全的信息?？梢酝ㄐ谢虬踩闹甘就恳跃G色標(biāo)記，如表示通行、安全信號(hào)旗等。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),對比色有黑、白兩種顏色 對比色是使安全色更加醒目的反襯色。黑色為黃色安全色的對比色，白色則為紅、綠、藍(lán)安全色的對比色。黑、白兩色也可互為對比色。 黑色用于安全標(biāo)志的文字、圖形符號(hào)、警告標(biāo)志的幾何圖形和公共信息標(biāo)志。白色則作為安全標(biāo)志中紅、綠、藍(lán)三色的背景色，也可用于安全標(biāo)志的文字和圖形符號(hào)及安全通道、道路標(biāo)志標(biāo)線及鐵路站臺(tái)上的安全線等。 紅色與白色相間隔的條紋，比單獨(dú)使用紅色更加醒目，表示禁止通行、禁止跨越的意思，用于公路交通等方面所用的防護(hù)欄桿及隔離墩。 黃色與黑色相間隔的條紋，比單獨(dú)使用黃色更為醒目，表示特別注意的意思，用于各種機(jī)械在工作或移動(dòng)時(shí)容易碰撞的部位。 藍(lán)色與白色相間隔的條紋，比單獨(dú)使用藍(lán)色更為醒目，表示指示方向，用于交通的指導(dǎo)性導(dǎo)向標(biāo)志等。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),信號(hào)燈。著色的信號(hào)燈是一種指示危險(xiǎn)存在的常用方法。一般情況下，信號(hào)燈所用的顏色及所指的意義是： 紅色表示存在危險(xiǎn)、緊急情況、故障、錯(cuò)誤和中斷等； 黃色表示接近危險(xiǎn)、臨界狀態(tài)、注意和緩行等； 綠色表示良好狀態(tài)、繼續(xù)進(jìn)行、準(zhǔn)備好的狀態(tài)、功能正常和在規(guī)定的參數(shù)限度內(nèi)； 白色表示系統(tǒng)可用或系統(tǒng)在運(yùn)行中。 閃動(dòng)的燈光可用于引起人們的注意或指示緊急事件，效果比固定燈光更好。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),小旗和飄帶。飄帶用于提醒、注意，如汽車超寬時(shí)在兩邊均系有飄帶，提醒對面司機(jī)的注意；小旗則用于表示危險(xiǎn)狀態(tài)，如在開關(guān)上掛上小旗，表示正在修理或因其他原因不能合開關(guān)，爆破作業(yè)時(shí)掛上紅旗以防止人員進(jìn)入等。 標(biāo)記。在設(shè)備上或有危險(xiǎn)的地方可以貼上標(biāo)記以示警告，如指出高壓危險(xiǎn)，功率限制，負(fù)荷、速度或溫度限制等，提醒人們危險(xiǎn)因素的存在或需要穿戴防護(hù)用品等。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),標(biāo)志。利用事先規(guī)定了含義的符號(hào)表示警告危險(xiǎn)因素的存在或應(yīng)采取的措施。國標(biāo)GB2894-1996安全標(biāo)志規(guī)定，安全標(biāo)志由安全色、幾何圖形和圖形符號(hào)構(gòu)成，分為四種： 禁止標(biāo)志，基本型式為帶斜杠的圓邊框，圖形背景為白色，圓環(huán)和斜杠為紅色，圖形符號(hào)為黑色。 警告標(biāo)志，提醒人們對周圍環(huán)境引起注意，基本型式為正三角形邊框，圖形背景為黃色，三角形的邊框及圖形符號(hào)均為黑色。 指令標(biāo)志，是強(qiáng)制人們必須做出某種動(dòng)作或采用防范措施的一種圖形標(biāo)志?；拘褪绞菆A形邊框，圖形背景為藍(lán)色，圖形符號(hào)為白色。 提示標(biāo)志，是向人們提供某種信息的一種圖形標(biāo)志?；拘褪绞钦叫芜吙?，圖形背景為綠色，圖形符號(hào)及文字為白色。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),書面告警。在操作、維修規(guī)程，指令、手冊、說明書及檢查表中寫進(jìn)警告及注意事項(xiàng)，警告人們存在著危險(xiǎn)因素，特別需要注意的事項(xiàng)及應(yīng)采取的行動(dòng)，必須使用的防護(hù)設(shè)備、服裝或工具等；而且任何需要引起操作、使用者關(guān)注的危險(xiǎn)都必須予以提及。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),（2）聽覺告警 在某些情況下，僅依靠視覺告警不足以引起人們的注意，而且盡管一個(gè)明亮的視覺信號(hào)能在很遠(yuǎn)看到，但在規(guī)定范圍內(nèi)，聽覺信號(hào)效果會(huì)更好。聽覺信號(hào)還可以用來提醒人們注意視覺信號(hào)，并通過視覺信號(hào)掌握更詳盡的信息。一般在下列情況下，應(yīng)用聽覺信號(hào)較為合適的情況： 所傳遞的信息簡短、簡單、需要及時(shí)做出反應(yīng)時(shí)。 視覺告警方式受到限制時(shí)，如光線的變化，操作者目視范圍受限或?qū)Σ僮魅藛T還有其他目視要求等。 信號(hào)十分重要，需要多種告警信號(hào)相結(jié)合時(shí)，如消防報(bào)警裝置。 需要提醒有關(guān)人員注意進(jìn)一步的信息時(shí)。 習(xí)慣于采用聽覺信號(hào)的場合。 進(jìn)行必要的聲音通訊時(shí)。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),四、避免和減少事故損失的安全設(shè)計(jì)技術(shù) 包括隔離、個(gè)體防護(hù)、逃逸、救生和營救措施等。,4.2 交通安全設(shè)計(jì),一、概述 二、對交通設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與檢測技術(shù) 三、對環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)控與檢測技術(shù) 四、對人員的監(jiān)控與檢測技術(shù),4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),一、概述 基于預(yù)防和事故避免的交通安全監(jiān)控與檢測技術(shù)是建立在先進(jìn)的技術(shù)手段基礎(chǔ)上的。交通安全監(jiān)控與檢測的內(nèi)容包括與交通相關(guān)的所有方面，可分為交通設(shè)施設(shè)備、交通環(huán)境、人員等。因每種交通運(yùn)輸方式有其特殊性，安全監(jiān)控與檢測的具體技術(shù)存在一定的差異，但總體功能是相似的。由于交通運(yùn)輸系統(tǒng)的組成要素處于動(dòng)態(tài)變化的過程中，為了安全預(yù)防和避免事故，應(yīng)加強(qiáng)對影響安全的各種因素的實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),二、對交通設(shè)施設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控與檢測技術(shù) 交通運(yùn)輸設(shè)施設(shè)備包括固定和移動(dòng)兩種。對固定和移動(dòng)設(shè)施設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的目的是隨時(shí)掌握設(shè)施設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行中可能出現(xiàn)的影響交通安全的因素，為排除這些影響因素提供依據(jù)。這是實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全的手段。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),1、列車檢測 列車位置的實(shí)時(shí)精確檢測，對于確定在系統(tǒng)范圍內(nèi)的安全通路和速度是極為重要的。它也同時(shí)與導(dǎo)軌活動(dòng)環(huán)節(jié)如道岔進(jìn)行聯(lián)鎖，并與輔助系統(tǒng)如平交道口系統(tǒng)接通。目前的列車檢測方法包括使用各種各樣的軌道電路、非軌道電路。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),2、列車超速防護(hù) 列車速度控制方式隨自動(dòng)化程度的不同，在特征上有一定的差異，但基本原理是相同的，即對實(shí)際列車速度和最大安全速度進(jìn)行安全-故障比較，當(dāng)出現(xiàn)超速時(shí)，要實(shí)施安全制動(dòng)。 自動(dòng)列車防護(hù)系統(tǒng)（ATP）是進(jìn)行列車超速防護(hù)的有效手段。列車的速度越高，超速防護(hù)越要自動(dòng)化。列車可以人工駕駛，但如果操縱者超過自動(dòng)列車防護(hù)系統(tǒng)的速度限制，則ATP系統(tǒng)施行制動(dòng)，使速度處于極限之下或使列車完全停車。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),3、車輛探測系統(tǒng) 地面安全系統(tǒng)監(jiān)控列車條件，并將警告信號(hào)傳送到當(dāng)?shù)鼗蛑醒肟刂圃O(shè)備。這些地面安全系統(tǒng)應(yīng)與車載監(jiān)控器相互補(bǔ)充，持續(xù)不斷地監(jiān)測走行部分、車輛軸承以及制動(dòng)器等項(xiàng)目。 車輛探測系統(tǒng)包括軸箱發(fā)熱探測器、車輪發(fā)熱探測器、脫軌或拖掛設(shè)備檢測器以及限界檢查器。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（1）軸箱發(fā)熱探測器 軸箱發(fā)熱探測器是地面熱傳感裝置，它檢測車軸軸承發(fā)熱情況。一個(gè)過熱的車軸軸承可能迅速損壞，而車軸的斷裂可以導(dǎo)致脫軌。當(dāng)車輛通過探測器時(shí)，軸箱發(fā)熱探測器測量由軸承發(fā)射的紅外線輻射熱，并與同一列車的相鄰軸承進(jìn)行比較。如果記錄到一個(gè)讀數(shù)高，由探測系統(tǒng)向列車及監(jiān)控中心發(fā)出信號(hào)，給出懷疑發(fā)熱軸箱的位置，及時(shí)對發(fā)熱軸承進(jìn)行檢查。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（2）熱輪探測器 熱輪探測器類似于軸箱發(fā)熱探測器，與軸箱發(fā)熱探測器的區(qū)別在于熱輪探測器的熱敏傳感器是指向車輪踏面而不是車軸軸承。熱輪探測器用于檢測抱閘踏面制動(dòng)。如果檢測到抱閘制動(dòng)，列車乘務(wù)員應(yīng)請求列車停車，并在報(bào)閘車輛上松開制動(dòng)器。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（3）脫軌/拖掛設(shè)備檢測器 脫軌或拖掛設(shè)備檢測器用在橋梁、隧道等處，用來檢驗(yàn)車輛仍在鋼軌上，以及設(shè)備仍完整無損。 （4）臨界限界檢查器 臨界限界檢查器常用在主要固定設(shè)備，如橋梁或隧道入口的前面，以檢驗(yàn)裝備或碴石沒有超出正前方固定設(shè)備圍砌的限界之外。這些檢查器典型地使用在貨運(yùn)鐵路上。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),三、對環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)控與檢測技術(shù) 例如火災(zāi)探測報(bào)警、消防、自然災(zāi)害監(jiān)控與報(bào)警、道口報(bào)警與防護(hù)等,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（一）火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng) 火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)通常安裝在各種港站（如空港、鐵路車站、公路車站、碼頭等）內(nèi)和運(yùn)輸工具（如船舶、鐵路列車、汽車、航空器等）上。目的是隨時(shí)對火災(zāi)發(fā)生的可能進(jìn)行檢測和報(bào)警，避免火災(zāi)的發(fā)生。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要分為火災(zāi)報(bào)警中央裝置和火災(zāi)探測器二大部分。探測器監(jiān)視周圍環(huán)境的情況，并將信號(hào)傳輸給中央裝置。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（二）消防系統(tǒng) 消防系統(tǒng)是與火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)同時(shí)設(shè)置的。在火災(zāi)探測報(bào)警系統(tǒng)探測到火災(zāi)隱患后，就要啟動(dòng)消防系統(tǒng)，達(dá)到滅火的目的。 隨消防技術(shù)的發(fā)展，滅火系統(tǒng)也在不斷發(fā)展，最常見的有水滅火系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)、泡沫滅火系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)等。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),1、水滅火系統(tǒng) 水是天然滅火劑。水的滅火作用主要有以下4個(gè)方面。 （1）冷卻作用 （2）窒息作用 （3）乳化作用 （4）對可燃物質(zhì)的稀釋作用,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),2、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng) 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)是以水作為滅火劑，有閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩種。在客輪、貨船、油船等的起居處所和服務(wù)處所，一般使用閉式系統(tǒng)。而在嚴(yán)重危險(xiǎn)區(qū)域，如海洋平臺(tái)的工藝區(qū)，液化氣船的甲板等，一旦火災(zāi)發(fā)生后蔓延相當(dāng)快的區(qū)域，通常使用開式系統(tǒng)。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的管網(wǎng)中平時(shí)通過壓力水柜保持一定的壓力。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，噴頭開始噴水，壓力水柜內(nèi)的壓力下降。當(dāng)壓力水柜內(nèi)的壓力下降到某一設(shè)定值，壓力水柜中的壓力繼電器自動(dòng)啟動(dòng)淡水泵向管網(wǎng)中供水。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),3、二氧化碳滅火系統(tǒng) 二氧化碳滅火系統(tǒng)的主要功能是通過其滅火設(shè)備向保護(hù)區(qū)域施放一定量的二氧化碳滅火劑，從而減少保護(hù)區(qū)域內(nèi)空氣中的含氧量，使燃燒達(dá)不到所必需的氧濃度。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)空氣中二氧化碳的含量達(dá)到30%-50%時(shí)，能使一般可燃物質(zhì)的燃燒逐漸窒息。當(dāng)空氣中的二氧化碳含量達(dá)到44%時(shí)，能抑制汽油蒸汽及其他易燃?xì)怏w的爆炸。 二氧化碳作為滅火劑，與水相比具有不沾污物品，沒有水漬損失和不導(dǎo)電等特點(diǎn)，所以二氧化碳滅火系統(tǒng)被廣泛地使用。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),4、泡沫滅火系統(tǒng) 泡沫適用于撲滅油類火災(zāi)，即包括可燃液體或可燃固體的火災(zāi)。早期的泡沫是通過化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生，目前大部分已被機(jī)械泡沫所代替。 不論什么型號(hào)的泡沫濃縮液，都要同水按一定的比例進(jìn)行混合，通常取3%或6%的比例。與水混合的泡沫混合液在水壓作用下進(jìn)人泡沫槍、滄沫炮或其他發(fā)泡設(shè)備。在這些設(shè)備內(nèi)，泡沫混合液產(chǎn)生紊流且吸入空氣，這樣空氣與泡沫混合液在發(fā)泡設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生充滿空氣泡的泡沫，噴射在燃燒液體表面的泡沫，形成一個(gè)連續(xù)的泡沫層，通過物理作用來完成滅火工作。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),5、干粉滅火系統(tǒng) 干粉的相對密度比較大，在氣流的作用下能覆蓋到火上不致被氣流沖散。使用干粉滅火時(shí)，粉霧與火焰相混合，可以降低殘存火焰對燃燒物表面的熱輻射。干粉主要滅火作用為化學(xué)抑制作用，干粉滅火劑的基料在火焰的高溫作用下將會(huì)發(fā)生一系列分解反應(yīng)，這些反應(yīng)一般都是吸熱反應(yīng)，可吸收火焰的部分熱量。這些分解反應(yīng)產(chǎn)生的一些不活性氣體如二氧化碳、水蒸汽等，對區(qū)域內(nèi)的氧氣濃度具有稀釋作用。磷酸銨鹽等化合物還具有導(dǎo)致碳化的作用，它附著于著火固體表面的，可碳化，碳化層是熱的不良導(dǎo)體，可使燃燒過程暫時(shí)變得緩慢，使火焰的溫度降低。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),固定式干粉滅火系統(tǒng)主要分兩種類型： 手動(dòng)干粉滅火系統(tǒng) 自動(dòng)干粉滅火系統(tǒng)。 不論何種系統(tǒng)，在設(shè)備起動(dòng)后的動(dòng)作步驟均大致相同。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（三）自然災(zāi)害監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng) 雨、雪、風(fēng)、地震、氣流、落石等自然災(zāi)害對交通安全產(chǎn)生很大的影響。通過建立自然災(zāi)害監(jiān)控與報(bào)警系統(tǒng)，能隨時(shí)、全面掌握氣象情報(bào)和預(yù)測雨、雪、風(fēng)的防災(zāi)信息以及對地震及泥石流等進(jìn)行事前檢測預(yù)報(bào)。由于地震、暴雨和強(qiáng)風(fēng)等自然災(zāi)害對鐵路線路、公路線路以及運(yùn)行的鐵路列車、汽車、航空器、船舶造成破壞、顛覆等重大事故，所以是環(huán)境監(jiān)控的重要方面，得到重視。 下面以日本鐵路為例，介紹對地震、暴雨的監(jiān)控與報(bào)警技術(shù)。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),1、地震預(yù)測與報(bào)警系統(tǒng) 日本是地震多發(fā)國家，日本鐵路早在上世紀(jì)60年代就在鐵道沿線設(shè)置地震的早期報(bào)警裝置，至今舊線和新干線沿線約有400多臺(tái)裝置在使用中。原有地震警報(bào)裝置的主要功能是顯示超過基準(zhǔn)加速度的地震警報(bào)以及地震后的最大加速度。1992年東海道新干線引入了新型的地震預(yù)測報(bào)警系統(tǒng)（UrEDAS），與老一代警報(bào)系統(tǒng)相比，新系統(tǒng)以設(shè)置點(diǎn)為中心，可以對相當(dāng)廣泛區(qū)域發(fā)出地震警報(bào)。 該系統(tǒng)的基本原理是能夠在地震的主動(dòng)橫波（S波）到達(dá)之前早期檢測到地震初期微動(dòng)的縱波（P波），在立即判定地震和規(guī)模的同時(shí)，判斷對于鐵道的影響，從而發(fā)出必要的警報(bào)。在S波到達(dá)之前就能使列車減速，從而提高運(yùn)行列車的安全性。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),2、暴雨、泥石流預(yù)測及報(bào)警系統(tǒng) 由暴雨引起的泥石流對鐵路、公路路基構(gòu)成嚴(yán)重的危害。泥石流的監(jiān)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)是監(jiān)測發(fā)生泥石流的基準(zhǔn)雨量，以既往經(jīng)驗(yàn)的小時(shí)最大雨量和2小時(shí)最大雨量設(shè)定發(fā)生泥石流的安全限界（基準(zhǔn)雨量）。短期降雨量預(yù)測可利用氣象局公布的“降水短期預(yù)報(bào)值”（GPV數(shù)據(jù)）。預(yù)測精度取決于降雨預(yù)測精度及泥石流發(fā)生安全限界雨量的精度。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),3、風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)力監(jiān)視裝置 風(fēng)速監(jiān)視裝置是保護(hù)供電線路和防止強(qiáng)風(fēng)顛復(fù)列車的重要設(shè)備。為提高風(fēng)速監(jiān)視功能的可靠性，東海道新干線在強(qiáng)風(fēng)多發(fā)地區(qū)新開發(fā)設(shè)置了17處風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)視裝置。 該風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)視裝置的主要組成部分為：風(fēng)向風(fēng)速計(jì)；變換器；風(fēng)向風(fēng)速送信機(jī)；風(fēng)速風(fēng)向信號(hào)接受機(jī)；記錄儀。 風(fēng)向風(fēng)速監(jiān)視裝置的主要特征其功能包括：風(fēng)速數(shù)字表示功能；風(fēng)向風(fēng)速計(jì)機(jī)械故障的檢查功能；風(fēng)向監(jiān)視功能。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),橋梁上風(fēng)力測定與預(yù)報(bào)裝置,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),4、隧道氣流測定與報(bào)警裝置 通過氣流測定與報(bào)警裝置，將隧道內(nèi)的氣流方向和強(qiáng)度通知給調(diào)度，以便從隧道出口采取針對性的救援措施，把新鮮空氣貫入隧道。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),隧道氣流測定與報(bào)警裝置,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),5、落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng) 落石是威脅山區(qū)鐵路、公路交通線路安全的一種常見自然災(zāi)害。由于落石具有突發(fā)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，很難做到防患于未然。目前一般的方法是采用工程措施來防止落石的發(fā)生和對交通線路造成的危害。但對于那些施工困難、投資過高或落石一旦發(fā)生則會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果的地段，行之有效的技術(shù)途徑是采用落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和交通線路防護(hù)裝置相結(jié)合的方法。 落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)檢測出對交通線路有危險(xiǎn)的障礙，及時(shí)報(bào)答并通知鐵路列車或公路車輛不要進(jìn)入或阻止進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)段，防止災(zāi)害的發(fā)生，確保交通安全。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)作為一種自動(dòng)報(bào)警防災(zāi)裝置，是保證交通安全的設(shè)備，因此對系統(tǒng)的安全度要求很高，設(shè)備的可靠性至關(guān)重要。另外，不允許有漏報(bào)和誤報(bào)發(fā)生，必須達(dá)到報(bào)警準(zhǔn)確。落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)應(yīng)具有三個(gè)功能：（1）是對落石進(jìn)行檢測；（2）能夠自動(dòng)報(bào)警；（3）可以進(jìn)行防護(hù)。只有這三者有機(jī)地結(jié)合在一起，才能起到防災(zāi)的作用，達(dá)到防災(zāi)的目的。 為了滿足以上各項(xiàng)要求，落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)至少應(yīng)由三部分構(gòu)成：（1）落石檢測裝置-檢知網(wǎng)；（2）中間連接設(shè)備-主控制箱；（3）報(bào)警防護(hù)裝置-鐵路車站、工區(qū)報(bào)警器和列車防護(hù)設(shè)備，公路報(bào)警及防護(hù)設(shè)備。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),鐵路落石自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)示意圖,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),在落石自動(dòng)報(bào)答系統(tǒng)中，為了準(zhǔn)確檢測出落石對鐵路造成的危害，檢知網(wǎng)起著重要作用。正常情況下，檢知網(wǎng)通電，當(dāng)落石砸斷導(dǎo)線時(shí)，利用它就可以檢測出已發(fā)生落石的信息。為了提高檢測效率，檢知網(wǎng)有很多種形式。主要有以下四種： （1）單獨(dú)檢知線式 （2）檢知網(wǎng)與金屬網(wǎng)并用式 （3）尼龍繩編織網(wǎng)和檢知網(wǎng)并用式 （4）鐵絲網(wǎng)框架張拉式,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),（四）道口報(bào)警和防護(hù)系統(tǒng) 平交道口是鐵路和公路相交叉、交通事故的多發(fā)的地點(diǎn)。引起平交道口事故的主要原因是列車司機(jī)發(fā)現(xiàn)障礙物到能夠施行制動(dòng)的距離往往不足200m。采用道口障礙物檢測裝置對平交道口進(jìn)行早期檢測和發(fā)送警報(bào)信號(hào)，以便列車及時(shí)施行緊急制動(dòng)、停車，這樣可基本上避免由于汽車司機(jī)不熟練而陷入道口軌道或發(fā)動(dòng)機(jī)故障所引起與列車的沖突事故。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),常用的道口檢測裝置有： （1）紅外線或激光方式的障礙物檢測裝置 （2）在道口路面下埋設(shè)線圈的檢測裝置 （3）使用超聲波的全天候障礙物檢測方式,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),四、對人員的監(jiān)控與檢測技術(shù) 這里指的人員，是對交通安全產(chǎn)生直接影響的人員，包括提供服務(wù)者、被服務(wù)者及其他。一些人員的行為與交通密切相關(guān)時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對其行為狀態(tài)的監(jiān)控與檢測，這是保證交通安全的一個(gè)重要內(nèi)容。 提供服務(wù)人員的行為，可通過交通行業(yè)相關(guān)的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等約束，并采用一定的設(shè)備，監(jiān)控提供服務(wù)人員的工作狀態(tài)。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),對被服務(wù)人員的監(jiān)控與檢測，主要是在客運(yùn)場站內(nèi)、運(yùn)輸工具上進(jìn)行，需要一定的監(jiān)控和檢測設(shè)備完成。主要采用紅外線、超聲波檢測，電視監(jiān)控等設(shè)備。如： 對旅客、行李、貨物等進(jìn)行檢查的安全檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要功能是防止將易燃、易爆、危險(xiǎn)品帶到場站內(nèi)，帶上運(yùn)輸工具，防止無關(guān)人員進(jìn)入場站內(nèi)和登上運(yùn)輸工具。,4.3 基于預(yù)防和事故避免的交通安全 監(jiān)控與檢測技術(shù),一、概述 二、無損檢測技術(shù) 三、鐵路鋼軌探傷車及軌道檢測車范例,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),一、概述 （一）交通工具維護(hù)與維修技術(shù)的發(fā)展 在20世紀(jì)60年代之后，隨著以可靠性為中心的維護(hù)和維修理論的出現(xiàn)，維護(hù)與維修技術(shù)的范圍已經(jīng)由原來的拆卸檢查、零部件翻修，擴(kuò)展到對整個(gè)交通設(shè)備的性能和系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和檢查。在防止交通事故的前提下，盡量減少部件的拆裝檢查，維修技術(shù)的重點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到檢查和監(jiān)控技術(shù)上來。比較有代表性的技術(shù)有：無損檢驗(yàn)技術(shù)、機(jī)（車）載維修系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),1、無損檢驗(yàn)技術(shù) 無損檢驗(yàn)是指利用聲、光、熱、電磁等物理效應(yīng)在不影響工作性能的情況下檢查工件的表面和內(nèi)部缺陷，方法有： （1）目視光學(xué)檢查 （2）磁力探傷 （3）射線探傷 （4）超聲探傷 （5）渦流探傷：物體在電場中產(chǎn)生渦流現(xiàn)象 無損檢驗(yàn)的方法還在不斷發(fā)展，在維護(hù)與維修中應(yīng)用得越來越廣。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),2、機(jī)（車）載維修系統(tǒng) 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，在交通運(yùn)輸工具上安裝了機(jī)（車）載維修系統(tǒng)，它可以在交通工具運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)、檢測、記錄故障，并可以對一些故障進(jìn)行分析，使維修的水平大幅度提高。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),3、發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測 發(fā)動(dòng)機(jī)是交通工具的心臟，它高速運(yùn)轉(zhuǎn)不能間歇。發(fā)動(dòng)機(jī)的故障多數(shù)導(dǎo)致交通事故發(fā)生，對發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行和故障的監(jiān)測能有效預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)故障的發(fā)生。發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測是近年來維修技術(shù)中取得最大進(jìn)展的領(lǐng)域之一，尤其是對航空器發(fā)動(dòng)機(jī)的檢測上，得到廣泛的應(yīng)用。發(fā)動(dòng)機(jī)檢測主要包括的內(nèi)容有：發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)油料監(jiān)測系統(tǒng)。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（二）維護(hù)與維修技術(shù)的發(fā)展趨勢 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、現(xiàn)代化管理的發(fā)展，交通工具維護(hù)與維修隨之有很大的變化。隨著新技術(shù)、新材料、新工藝的應(yīng)用和新系統(tǒng)、新設(shè)計(jì)、新產(chǎn)品的出現(xiàn)，對交通工具的維護(hù)與維修發(fā)生了革命性的變化。 1、設(shè)計(jì)、制造和維修的一體化，將使維護(hù)與維修工作向快速化、集中化發(fā)展。 2、信息和通信科學(xué)的發(fā)展使得信息收集和分析可以不間斷地進(jìn)行，對信息的處理也能及時(shí)得出結(jié)論。 3、維修向綜合化、智能化發(fā)展，實(shí)行對交通工具在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),二、無損檢測技術(shù) 無損傷檢測技術(shù)是在不損害被檢測對象原有狀態(tài)的條件下，檢測出被檢測對象內(nèi)部存在的缺欠的技術(shù)。例如，雷達(dá)檢測技術(shù)、超聲波檢測技術(shù)、瞬態(tài)瑞雷面波頻譜無損檢測技術(shù)、瞬態(tài)沖擊頻譜分析技術(shù)、激光檢測技術(shù)、射線檢測技術(shù)等。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（一）雷達(dá)檢測技術(shù) 雷達(dá)檢測技術(shù)實(shí)質(zhì)上是一種特高頻電磁波發(fā)射與接收技術(shù)。雷達(dá)是一種寬帶、高頻電磁波，頻率自激產(chǎn)生，穿透能力很強(qiáng)，具有入射、反射、折射與衰變等傳播特點(diǎn)。人們正是利用這些特點(diǎn)，為工程質(zhì)量監(jiān)控服務(wù)，達(dá)到無損、快速、高精度的檢測要求。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（二）超聲波檢測技術(shù) 超聲波檢測技術(shù)早在20世紀(jì)70年代就得到了較快發(fā)展。超聲波是一種頻率高于人耳能聽到的頻率的聲波。 波速法是超聲波檢測路基路面的最基本的方法。所謂波速法，即指用波在路基路面材料中行進(jìn)的速度來檢測其力學(xué)性能的一種方法。波的行進(jìn)速度與該種材料的軟硬度即強(qiáng)度有著密切關(guān)系，而強(qiáng)度又與它的密實(shí)度、彈性模量以及泊松比有關(guān)。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),超聲波發(fā)射、接收示意圖,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（三）瞬態(tài)瑞雷面波頻譜無損檢測技術(shù) 常用于測量路面結(jié)構(gòu)各分層介層的剛度、強(qiáng)度、基層、墊層壓實(shí)度，評價(jià)復(fù)合地基承載力以及診斷各種病害體（如下沉、裂縫、缺陷、脫空等）?；咀龇ㄊ牵趯訝盥访娼Y(jié)構(gòu)的表面上用一個(gè)力錘施加瞬時(shí)的垂直沖擊，產(chǎn)生一組以振源為中心具有各種頻率成份并沿地表一定深度向四周傳播的瑞雷面波，通過調(diào)整力錘重量或不同的錘頭可以獲得含有各種頻率成份的瑞雷面波信號(hào)，通過頻域的互譜分析和相干分析技術(shù)，可以達(dá)到測試不同深度分層介質(zhì)力學(xué)參數(shù)的目的，實(shí)現(xiàn)路面質(zhì)量無損檢測。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),檢測系統(tǒng)原理圖,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（四）瞬態(tài)沖擊頻譜分析技術(shù) 瞬態(tài)沖擊頻譜分析法測定路基壓實(shí)度的原理和技術(shù)關(guān)鍵，是運(yùn)用S-G水滯頻段，使用一個(gè)裝有力和加速度傳感器的錘，以恒等高度自由落下，給路基一個(gè)瞬態(tài)沖擊，或者說給路基一個(gè)恒定的沖擊能量。路基土密實(shí)程度不同，對這個(gè)振動(dòng)沖擊能量的吸收也不同。路基土越密實(shí)，上體吸收的能量就越少，反射回去的能量就越多，傳感器檢測到的沖擊響應(yīng)信號(hào)就越大；反之，當(dāng)路基土越松散，土體吸收的能量就越多，反射回去的能量就越少，傳感器檢測到?jīng)_擊響應(yīng)信號(hào)就越小。 這個(gè)檢測到的力和加速度響應(yīng)信號(hào)，通過放大、濾波、峰值采樣、A/D轉(zhuǎn)換、信號(hào)分析和處理，得到路基土的壓實(shí)度測量值。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（五）激光檢測技術(shù) 激光具有特高的亮度、激光具有極高的方向性或極小的光點(diǎn)、激光具有很好的相干性與衍射性、激光具有根高的光強(qiáng)、激光具有很高的測微精度、激光具有很高的時(shí)間分辨率、激光具有全息反映能力等特征。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),第一類是激光衍射原理。這類技術(shù)是利用了激光遇狹縫發(fā)生衍射的原理，可根據(jù)亮條或暗條的數(shù)目來確定縫的寬狹，即可得到實(shí)際的彎沉位移變形大小。 第二類是光電轉(zhuǎn)化原理。激光光強(qiáng)愈強(qiáng)，則光能愈大，而光能愈大，則說明光電流愈強(qiáng)。如果用一個(gè)光電轉(zhuǎn)化器，將光能轉(zhuǎn)換成電能，當(dāng)激光光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)，光電流也隨之發(fā)生變化。當(dāng)事先做好光電流-位移變形標(biāo)定線后，即可根據(jù)光電流的變化反算彎沉位移的變化量多少。 第三類是光時(shí)差原理。由于激光能反映極短的時(shí)間差，可利用激光所走路程的時(shí)間差來反求實(shí)際長度，這個(gè)辦法對測量路面結(jié)構(gòu)紋理的短小深度以及平整性能比較有效。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),（六）射線檢測技術(shù) 射線是同位素或核子散發(fā)的一種無形的能束。同位素中的某些元素所散發(fā)的能束，與土壤的密度與水份有著十分密切的關(guān)系，并具有十分明顯的規(guī)律性，射線檢測技術(shù)就是利用了某些同位素的這種特性。 射線檢測技術(shù)用于土壤密實(shí)度與含水量測定，一般歸納為四種結(jié)構(gòu)類型： 1、散射插入型，即將射線源安置在一根特制的金屬管里，將土基鉆孔并插入其中，靠射線散射來測定； 2、透射插入型，即將射線源放在一根管子里，同樣鉆孔插入土中，另一管也隔一定距離插入，作透射射線的接收之用； 3、透射表面型，即將射線源安置于一根管中，鉆孔并插入路基土壤中，而接收器擺在路面，靠射線的透射來記錄接收到射線的脈沖數(shù)； 4、散射表面型，即射線源與接收器兩部分均安置在土基上，靠射線的表面散射來檢測土基密實(shí)度與含水量。,4.4 基于維護(hù)和維修的交通安全 檢測與診斷技術(shù),三、鐵路鋼軌探傷車及軌道檢測車范例 （一）鋼軌探傷車 隨鐵路運(yùn)量、密度、速度及機(jī)車車輛軸重的不斷增長，鋼軌損傷成為鐵路線路重大的安全隱患，對工務(wù)線路設(shè)備養(yǎng)護(hù)的要求愈來愈高。為提高工務(wù)線路養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量和效率，世界上許多發(fā)達(dá)國家均已大量使用鋼軌探傷車。 使用探傷車的優(yōu)點(diǎn)是：檢測鋼軌速度加快，探傷精度和效率大大提高，利用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，不僅給鐵路行車安全帶來極大好處，而且對延長鋼軌使用壽命、降低維修費(fèi)用、以及宏觀掌握鋼軌狀態(tài)、探索傷損規(guī)律等有積極作用。,4.4 基于維護(hù)和維修的