鐵路工務(wù)檢測(cè)技術(shù)

鐵路工務(wù)檢測(cè)技術(shù)主要內(nèi)容軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理

軌道靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)線路綜合檢測(cè)列車(chē)道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)軌道結(jié)構(gòu)參數(shù)及動(dòng)力測(cè)試技術(shù)國(guó)外高速鐵路工務(wù)檢測(cè)技術(shù)2024/4/431軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理工務(wù)檢測(cè)的意義：1、工務(wù)檢測(cè)是既有鐵路線路質(zhì)量狀態(tài)評(píng)估并科學(xué)合理地制訂維護(hù)計(jì)劃的重要手段和基礎(chǔ)；2、工務(wù)檢測(cè)能為新建線路設(shè)計(jì)、線路病害原因分析及維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)制訂等提供重要的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。2024/4/441軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理1.1工務(wù)檢測(cè)分類(lèi)從檢測(cè)內(nèi)容劃分：設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)、軌道幾何形位檢測(cè)、行車(chē)平穩(wěn)性檢測(cè)；從檢測(cè)方式劃分：手工靜態(tài)檢測(cè)、檢測(cè)車(chē)動(dòng)態(tài)檢測(cè)。1.1.1工務(wù)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)鋼軌狀態(tài)檢查鋼軌狀態(tài)主要包括軌頭磨耗、鋼軌波磨、接頭不平順以及鋼軌內(nèi)部核傷和裂紋等，分別采用測(cè)磨儀或軌頭輪廓儀、波磨檢測(cè)裝置或波磨檢測(cè)車(chē)及鋼軌探傷車(chē)等檢查設(shè)備進(jìn)行檢查。軌枕狀態(tài)檢查軌枕狀態(tài)檢查的主要內(nèi)容為：軌枕頂面螺栓孔附近或兩螺栓孔間的縱向裂紋、軌枕頂面螺栓孔附近橫向裂紋、軌枕中部頂面橫向和側(cè)面垂直裂紋、軌枕?yè)跫缣幩搅鸭y及擋肩損壞、空吊枕等。

2024/4/451軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理道床狀態(tài)檢查有砟軌道道床狀態(tài)包括道床斷面尺寸、道床臟污和板結(jié)程度等。

無(wú)砟軌道道床狀態(tài)檢查：道床裂縫，層間連接，整體位移

其他軌道狀態(tài)檢查其他軌道狀態(tài)檢查有軌道彈性連續(xù)檢測(cè)、無(wú)縫線路狀態(tài)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，道岔狀態(tài)檢測(cè)與監(jiān)測(cè)和巡道車(chē)。2024/4/461軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理1.1.2軌道幾何尺寸檢測(cè)軌道幾何尺寸靜態(tài)檢測(cè)靜態(tài)檢測(cè)利用萬(wàn)能道尺、弦繩及板尺等檢測(cè)工具沿線路逐點(diǎn)進(jìn)行，包括線路幾何尺寸和道岔幾何尺寸。軌道幾何尺寸動(dòng)態(tài)檢查軌道幾何尺寸動(dòng)態(tài)檢查的主要設(shè)備是軌道檢查車(chē)，檢查結(jié)果為軌道動(dòng)態(tài)幾何尺寸誤差、走行部振動(dòng)情況和行車(chē)平穩(wěn)性情況。

2024/4/471軌道檢測(cè)與評(píng)價(jià)管理1.1.3行車(chē)平穩(wěn)性檢測(cè)

除軌檢車(chē)上車(chē)體加速度可反映行車(chē)平穩(wěn)性外，工務(wù)段或路局管理人員或技術(shù)人員還要定期添乘列車(chē)，攜帶添乘儀對(duì)行車(chē)平穩(wěn)性進(jìn)行檢查。添乘儀通常是振動(dòng)加速度測(cè)量?jī)x。當(dāng)添乘儀測(cè)得的振動(dòng)加速度超過(guò)限值時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)聲，添乘人員則隨時(shí)記錄警報(bào)發(fā)出時(shí)的線路位置，并通知相關(guān)工務(wù)段或工區(qū)尋找晃車(chē)原因，并加以整治。1.1.4軌道狀態(tài)及行車(chē)平穩(wěn)性的其他檢查裝備（1）綜合檢查車(chē)一般將線路、車(chē)輛、供電、信號(hào)等專(zhuān)業(yè)的檢查集中起來(lái)，稱(chēng)為綜合檢測(cè)車(chē)。（2）軌道確認(rèn)車(chē)軌道確認(rèn)車(chē)具備部分軌道檢查車(chē)和巡道車(chē)的功能。（3）車(chē)載線路動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置其包括主要的軌道檢查車(chē)的功能。2024/4/482軌道靜態(tài)檢查技術(shù)

軌道靜態(tài)檢查指在沒(méi)有列車(chē)荷載作用時(shí)，利用道尺、弦線、以及輕型線路檢查儀等檢測(cè)工具或設(shè)備對(duì)線路進(jìn)行的檢查。檢查內(nèi)容主要包括軌距、水平、高低、方向等軌道幾何尺寸以及空吊板、鋼軌接頭、防爬設(shè)備、聯(lián)結(jié)零件、軌枕及道口等設(shè)備狀態(tài)。2.1軌道幾何狀態(tài)靜態(tài)檢查設(shè)備

常用的軌道幾何狀態(tài)靜態(tài)檢查設(shè)備包括道尺、弦線、高度板和木折尺，以及近些年研發(fā)的數(shù)字道尺和線路檢查儀等。道尺

道尺（軌距尺）是檢測(cè)鐵路軌道軌距、水平、超高的主要測(cè)量工具。2024/4/492軌道靜態(tài)檢查技術(shù)行走數(shù)字道尺數(shù)字道尺2024/4/4102軌道靜態(tài)檢查技術(shù)線路檢查儀(軌檢小車(chē))

線路檢查儀是用于測(cè)量軌道靜態(tài)幾何參數(shù)的小型推車(chē)。Amberg線路檢查儀GRP5000Amberg線路檢查儀（GRPSystemFX）

線路檢查儀可以測(cè)量軌道的幾何尺寸及三維絕對(duì)坐標(biāo)，自動(dòng)測(cè)量軌距、水平（三角坑）、高低和軌道360度橫斷面。2024/4/4112軌道靜態(tài)檢查技術(shù)

我國(guó)目前使用的線路檢查儀主要有：GJY-I-1、GJY-H-1、GJY-H-2、GJY-H-3、GJY-H-4、GJY-T-LX和GJY-T-4等類(lèi)型。

GJY-T-4型線路檢查儀（如下圖）自帶的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用于記錄并分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)將測(cè)量結(jié)果顯示在液晶顯示屏上，并可進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，用于記錄線路的百米標(biāo)、道口、站臺(tái)、扣件螺栓脫落、斷軌、磨耗等鋼軌傷損信息。GJY-T-4型軌道檢查儀2024/4/4122軌道靜態(tài)檢查技術(shù)2.2鋼軌表面?zhèn)麚p狀態(tài)靜態(tài)檢查設(shè)備

鋼軌的主要傷損狀態(tài)包括軌頭側(cè)磨、軌頭垂直磨耗、鋼軌波磨、軌頭表面擦傷和剝離、軌頭肥邊、鋼軌本身及接頭或焊縫不平順等。目前鋼軌表面?zhèn)麚p檢測(cè)的主要儀器包括鋼軌磨耗檢測(cè)裝置、鋼軌波磨檢測(cè)儀或波磨檢測(cè)車(chē)。2.2.1鋼軌側(cè)磨和垂磨檢測(cè)設(shè)備機(jī)械接觸式鋼軌測(cè)磨儀鋼軌斷面針式測(cè)磨儀游標(biāo)式鋼軌磨耗測(cè)量?jī)x2024/4/4132軌道靜態(tài)檢查技術(shù)MiniProf鋼軌斷面接觸測(cè)量2024/4/4142軌道靜態(tài)檢查技術(shù)光學(xué)系統(tǒng)非接觸式鋼軌側(cè)磨儀

非接觸磨耗檢測(cè)系統(tǒng)基于激光三角測(cè)量原理，采用光取斷面技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼軌磨耗的非接觸測(cè)量。其測(cè)試原理如圖所示：測(cè)量原理非接觸式鋼軌斷面測(cè)量?jī)x與測(cè)量結(jié)果2024/4/4152軌道靜態(tài)檢查技術(shù)鋼軌平順性及波磨檢測(cè)設(shè)備

對(duì)鋼軌波磨等不平順，以往通常采用基尺和塞尺進(jìn)行測(cè)量。

鋼軌平直度測(cè)量?jī)x（如圖所示）是目前使用的較為精確的靜態(tài)測(cè)量鋼軌平順性及波磨檢測(cè)設(shè)備。鋼軌平直度測(cè)量?jī)x2024/4/4162軌道靜態(tài)檢查技術(shù)激光軌道高低和方向檢測(cè)設(shè)備XJY-100線路激光測(cè)量?jī)x由發(fā)射裝置、接收裝置和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)組成。其中發(fā)射裝置由激光源、機(jī)架、二維調(diào)整機(jī)構(gòu)和瞄準(zhǔn)器組成；接收裝置由機(jī)架、二維光電測(cè)量靶組成。XJY-100線路激光測(cè)量?jī)x2024/4/4172軌道靜態(tài)檢查技術(shù)軌枕狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備

鋼筋混凝土軌枕在使用中會(huì)常發(fā)生裂紋、掉塊及擋肩破損等病害，影響線路質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)危及行車(chē)安全，有必要加強(qiáng)對(duì)軌枕狀態(tài)的檢查。Bvsys軌枕表面檢測(cè)系統(tǒng)Bvsys軌枕表面檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)可安裝在列車(chē)或軌檢設(shè)備車(chē)上，系統(tǒng)配備有2臺(tái)象素為的攝象機(jī)，其圖象分析系統(tǒng)可提供混凝土軌枕和道床表面的狀態(tài)，及早發(fā)現(xiàn)混凝土枕表面裂紋和掉塊等病害。2024/4/4182軌道靜態(tài)檢查技術(shù)道床狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備

探地雷達(dá)系統(tǒng)Ground-Penetrating-Radar(GPR)在鐵路檢測(cè)的應(yīng)用較廣泛，可用于檢測(cè)路基、橋梁以及隧道結(jié)構(gòu)等，下圖為GPR探測(cè)道床狀態(tài)設(shè)備，可檢測(cè)道床的贓污板結(jié)情況、厚度及其變化、內(nèi)部積水狀態(tài)以及埋藏設(shè)備等信息。GPR探測(cè)道床狀態(tài)設(shè)備2024/4/4193軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)的設(shè)備主要是軌檢車(chē)。我國(guó)XGJ-1準(zhǔn)高速（140~160km/h)軌檢車(chē)可檢測(cè)13項(xiàng)內(nèi)容：左右軌的前后高低、左右軌的軌向、水平、左右軌的不平順、曲線外軌超高、曲線半徑、軌距、線路扭曲、車(chē)體水平和垂直振動(dòng)加速度、左右軸箱垂直振動(dòng)加速度等。除檢測(cè)軌道幾何形位外，還可以從輪軌相互作用和行車(chē)平穩(wěn)性等方面對(duì)軌道狀態(tài)作出綜合評(píng)價(jià)。2024/4/4203軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.2軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)及發(fā)展3.2.1GJ-4型軌檢車(chē)GJ-4軌道檢測(cè)車(chē)外觀2024/4/4213軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)一、GJ-4軌檢車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)GJ-4型軌檢車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的模擬－數(shù)字混合處理系統(tǒng)，系統(tǒng)框圖如下圖所示。BVA——車(chē)體垂直振動(dòng)加速度傳感器；BLA——車(chē)體水平振動(dòng)加速度傳感器；LJBA——左軸箱振動(dòng)加速度傳感器；RJBA——右軸箱振動(dòng)加速度傳感器；CAS——陀螺平臺(tái)；ROLL——滾動(dòng)速率陀螺；YAW——搖頭速率陀螺；INCL——傾角計(jì)；DT1——車(chē)輛一位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車(chē)體間位移計(jì)；DT2——車(chē)輛二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車(chē)體心盤(pán)間前位移計(jì)；DT3——車(chē)輛三位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車(chē)體心盤(pán)間后位移計(jì)；LPDT——測(cè)量軸左側(cè)軸箱與車(chē)體間垂向位移的位移計(jì)；LACC——LPDT車(chē)體固定端上方安裝的垂向加速度計(jì)；RPDT——測(cè)量軸右側(cè)軸箱與車(chē)體間垂向位移的位移計(jì)；RACC——RPDT車(chē)體固定端上方安裝的加速度計(jì)；ALGN——軌距測(cè)量梁中央部位安裝的軌向測(cè)量加速度計(jì)；ALD——地面標(biāo)志測(cè)量傳感器；TACH/R——右光電編碼器；TACH/L——左光電編碼器；LKAM——左軌距光電傳感器；LGDT——左軌距位移計(jì)；RKAM——右軌距光電傳感器；RGDT——右軌距位移計(jì)；2024/4/4223軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)二、測(cè)量原理（1）軌距如下圖所示，軌距測(cè)量裝置由原理和結(jié)構(gòu)完全相同的左右兩個(gè)子裝置組成，它們各自測(cè)量左軌和右軌的軌距變化分量，兩個(gè)軌距分量之和可得到軌距值。2024/4/4233軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（2）曲率

曲率定義為一定弦長(zhǎng)的曲線軌道(如30m)對(duì)應(yīng)之圓心角θ(度/30m)。

測(cè)量曲率的傳感器分布如下圖。搖頭速率陀螺YAW測(cè)量車(chē)體搖頭角速率；位移計(jì)DT1測(cè)量車(chē)體一位端的心盤(pán)處與一位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架間的相對(duì)位移；位移計(jì)DT2、DT3測(cè)量車(chē)體二位端心盤(pán)前后兩側(cè)與二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間的相對(duì)位移；光電編碼器TACH提供速度距離信息。

測(cè)量曲率的傳感器分布2024/4/4243軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

曲率測(cè)量的信號(hào)流程如下圖。搖頭速率陀螺輸出信號(hào)經(jīng)B(s)一階模擬濾波處理后，進(jìn)入計(jì)算機(jī)，再進(jìn)行數(shù)字處理。C(z)為一階數(shù)字濾波器。C(z)的輸出，是單位采樣距離對(duì)應(yīng)的車(chē)體方向角曲率測(cè)量的信號(hào)流程2024/4/4253軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（3）水平（超高）

水平定義為同一軌道斷面兩軌頂之高差。曲線上的水平稱(chēng)為超高。測(cè)量水平的傳感器分布如下圖。左圖為測(cè)量水平的傳感器分布圖，圖中傾角計(jì)INCL和滾動(dòng)陀螺ROLL用于測(cè)量車(chē)體的滾動(dòng)角，位移計(jì)LPDT和RPDT用于測(cè)量車(chē)體與輪軸間的相對(duì)夾角。車(chē)體滾動(dòng)角和車(chē)體與輪軸夾角相結(jié)合，計(jì)算出軌道傾角，由軌道傾角和兩軌中心線間距離(1500mm)計(jì)算出水平值。2024/4/4263軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（4）高低

高低指鋼軌頂面縱向起伏變化。高低采用慣性基準(zhǔn)原理測(cè)量，得到高低變化的空間曲線，同時(shí)可換算成弦測(cè)值。慣性基準(zhǔn)原理如下圖所示。2024/4/4273軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)M為車(chē)體質(zhì)量，K、C分別表示其彈簧和阻尼。位移計(jì)LPDT(RPDT)測(cè)量車(chē)體與輪軸的相對(duì)位移W，加速度計(jì)A輸出值a的二次積分為車(chē)體相對(duì)慣性基準(zhǔn)的位移Z。圖中加速度計(jì)A即為前述LACC(RACC)。軌道高低不平順值Y的計(jì)算式為：Ｙ——軌道高低不平順；Ｚ——車(chē)體相對(duì)于慣性基準(zhǔn)的位移；Ｗ——車(chē)體與輪軸間的位移；Ｒ——車(chē)輪半徑。因車(chē)輪半徑R為常量，上式可寫(xiě)為：

式中：式中，a——加速度計(jì)輸出的加速度值。2024/4/428

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軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（5）方向（軌向）

方向指鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點(diǎn)沿軌道縱向水平位置的變化。方向的測(cè)量采用慣性方法。方向測(cè)量的算式如下式：2024/4/4293軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（6）扭曲（三角坑）

扭曲反映了軌頂?shù)钠矫嫘?。如下圖，若軌頂abcd四點(diǎn)不在一個(gè)平面上，c點(diǎn)到abd三點(diǎn)組成平面的垂直距離h為扭曲。扭曲會(huì)使車(chē)輛產(chǎn)生三點(diǎn)支持一點(diǎn)懸空，極易造成脫軌掉道，特別是當(dāng)列車(chē)從圓曲線向緩和曲線運(yùn)行時(shí)。扭曲的測(cè)量原理圖2024/4/4303軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

扭曲h計(jì)算公式為：式中：

由前述可知，水平已由水平測(cè)量系統(tǒng)測(cè)出，所以只要按規(guī)定基長(zhǎng)取兩斷面的水平差即可得扭曲值。GJ-4軌檢系統(tǒng)基長(zhǎng)可變，目前設(shè)定為2.4m。2024/4/4313軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.2.1GJ-5型軌檢車(chē)一、GJ-5型軌檢車(chē)的工作原理及檢測(cè)項(xiàng)目GJ－5型軌檢車(chē)的基本檢測(cè)原理是：由光纖陀螺和加速度計(jì)構(gòu)建該檢測(cè)梁的慣性空間基準(zhǔn)，通過(guò)激光攝像傳感器和圖像處理技術(shù)獲得左右鋼軌距檢測(cè)梁的橫向和垂向偏移值，通過(guò)坐標(biāo)變換、數(shù)字濾波、合成處理等得到各項(xiàng)軌道幾何參數(shù)。GJ-5型軌檢車(chē)可以進(jìn)行軌距、軌向、高低、水平、三角坑、曲率、車(chē)體加速度、鋼軌波磨和鋼軌磨耗及斷面等項(xiàng)目的測(cè)量。2024/4/4323軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.3軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)3.2.1國(guó)內(nèi)外概況1992年?yáng)|日本公司開(kāi)發(fā)出R-300型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)，其為自走型兩軸車(chē)，最高運(yùn)行速度為80km/h，車(chē)長(zhǎng)8.3m，車(chē)重15t；1993年又開(kāi)發(fā)出R-400新型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)，其也是自走型兩軸車(chē)，車(chē)長(zhǎng)9.4m，軸距5.5m，車(chē)重21t，最高運(yùn)行速度為100km/h，測(cè)量速度一般為40km/h左右。確認(rèn)車(chē)主要任務(wù)有：(1)檢查線路維修作業(yè)是否確實(shí)已經(jīng)結(jié)束；(2)檢查線路維修作業(yè)后在建筑限界內(nèi)是否有遺忘放置在線路上的工具和器材等異物，根據(jù)檢查的結(jié)果確認(rèn)營(yíng)業(yè)列車(chē)是否可以運(yùn)行，這就是“確認(rèn)車(chē)”名稱(chēng)的由來(lái)；(3)對(duì)維修作業(yè)后的線路進(jìn)行驗(yàn)收。2024/4/4333軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)

由于軌道綜合檢測(cè)車(chē)每10天檢查一次，所以對(duì)每天檢查線路的確認(rèn)車(chē)期望越來(lái)越高，除了確保行車(chē)安全的功能以外，還希望用于：①確認(rèn)夜間維修作業(yè)的工作狀態(tài)，掌握其作業(yè)效果；②掌握軌道弱點(diǎn)的位置和每天的惡化發(fā)展情況；③用確認(rèn)車(chē)的測(cè)量波形圖進(jìn)行軌道整備。

我國(guó)2002年5月完成軌道車(chē)的設(shè)計(jì)圖審查，2002年末全部完成軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)樣車(chē)的研制，并在秦沈客運(yùn)專(zhuān)線上進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)，我國(guó)研制的確認(rèn)車(chē)至今已檢測(cè)線路近萬(wàn)公里，測(cè)量結(jié)果與軌道實(shí)際狀況一致，取得了滿意的結(jié)果，達(dá)到了研制確認(rèn)車(chē)的目標(biāo)，也達(dá)到了保障旅客列車(chē)運(yùn)行安全的要求。

2024/4/4343軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.2.2GZQ-１型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)的車(chē)輛構(gòu)造

我國(guó)研制的GZQ-1型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)車(chē)體外形如上圖所示。為使用方便，確認(rèn)車(chē)車(chē)輛設(shè)計(jì)為自帶動(dòng)力，車(chē)輛無(wú)須調(diào)頭，即能雙向運(yùn)行和檢測(cè)，最高檢測(cè)速度為120km/h。車(chē)體內(nèi)有空調(diào)、電取暖設(shè)備，設(shè)有Ⅰ、Ⅱ位司機(jī)室、檢測(cè)儀表室、臥室和衛(wèi)生間，車(chē)上還帶有20kW柴油發(fā)電機(jī)和5kW的備用汽油發(fā)電機(jī)各一臺(tái)。2024/4/4353軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)平縱面圖2024/4/4363軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.2.3GZQ-１型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)的檢測(cè)系統(tǒng)GZQ-１型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)檢測(cè)系統(tǒng)，由軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)和線路建筑接近限界檢測(cè)裝置組成。檢測(cè)系統(tǒng)在車(chē)上的安裝圖如下。GZQ-１型軌道狀態(tài)確認(rèn)車(chē)的檢測(cè)系統(tǒng)2024/4/4373軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)一、軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)

軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)采用先進(jìn)的慣性基準(zhǔn)測(cè)量原理和捷聯(lián)式檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它將所有傳感器信號(hào)經(jīng)模擬處理，直接由A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后全部送入計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理、數(shù)字濾波，誤差補(bǔ)償和修正后合成軌道幾何參數(shù)。采用陀螺傳感器和加速度補(bǔ)償技術(shù)(CAS)測(cè)量水平和曲率；采用模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)混合處理技術(shù)測(cè)量高低和軌向。軌道幾何參數(shù)的測(cè)量范圍和精度

2024/4/4383軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)二、環(huán)境監(jiān)視系統(tǒng)

該系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖象處理技術(shù)記錄和顯示線路周邊環(huán)境狀況，并能實(shí)時(shí)地將幾何參數(shù)信息、速度、里程信息疊加于當(dāng)時(shí)的畫(huà)面上，疊加軌道幾何參數(shù)波形后的線路周邊環(huán)境圖象如圖下所示。疊加軌道幾何參數(shù)波形后的線路周邊環(huán)境圖象2024/4/4393軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.4車(chē)載式添乘儀

車(chē)載式添乘儀是通過(guò)傳感器測(cè)定的車(chē)體加速度判斷線路病害等級(jí)的一種簡(jiǎn)易檢測(cè)設(shè)備。它根據(jù)車(chē)體的上下振動(dòng)加速度和左右擺動(dòng)加速度來(lái)判斷線路是否存在病害并記錄病害里程和該處車(chē)體的加速度，并根據(jù)加速度的峰值確定病害等級(jí)。3.4.1車(chē)載式添乘儀工作原理3.4.2ZT-6型軌道智能添乘儀技術(shù)性能(1)ZT-6型添乘儀由于采用了現(xiàn)代化通訊技術(shù)——GPS數(shù)據(jù)處理；(2)數(shù)據(jù)分析軟件采用“人性化”設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)；(3)設(shè)備增加了隧道、山區(qū)等特殊地段運(yùn)行速度可調(diào)性；(4)ZT-6型智能添乘儀主機(jī)采用機(jī)位可調(diào)式背光顯示屏，同時(shí)將以往的數(shù)字碼盤(pán)式改為觸摸鍵盤(pán)式，操作更加直觀、可靠；

(5)充電器采取長(zhǎng)充保護(hù)等先進(jìn)電路設(shè)計(jì)，大大延長(zhǎng)電池壽命，大幅度提高設(shè)備功效比。2024/4/4403軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.4.3SY-2型便攜添乘儀技術(shù)性能（1）GPS準(zhǔn)確定位，自動(dòng)識(shí)別列車(chē)位置和運(yùn)行速度。（2）晃車(chē)地點(diǎn)超限數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)打印并聲光報(bào)警。（3）可以實(shí)時(shí)直觀顯示當(dāng)前線路工務(wù)設(shè)備綜合圖和各性能指標(biāo)。并能記錄全程的曲線信息且具有回放功能。（4）里程、速度、行別等線路信息可隨時(shí)調(diào)整。（5）該儀器提供多種查詢方式，用戶可根據(jù)需要按單位、線路、交路等方式查詢具體超限信息。（6）與CGDJ系列機(jī)車(chē)車(chē)載式動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)儀器完全兼容。2024/4/4413軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)3.5機(jī)車(chē)車(chē)載式軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置一、組成部分

將系統(tǒng)按功能分為兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集處理傳輸系統(tǒng)和線路動(dòng)態(tài)檢測(cè)地面處理系統(tǒng)。

二、主要功能（1）CGDJ-I型原有功能①檢測(cè)功能。②存儲(chǔ)功能。③數(shù)據(jù)處理。④綜合分析。⑤網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。⑥查詢打印功能。⑦語(yǔ)音報(bào)警功能。2024/4/4423軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)（2）CGDJ－II型新增功能①數(shù)據(jù)采集處理傳輸系統(tǒng)，及時(shí)傳輸嚴(yán)重危害行車(chē)安全的線路病害點(diǎn)。②監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸。③軌道動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。④自檢功能。⑤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理，抗干擾能力更強(qiáng)。（3）軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地面單元

軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)地面單元主要接收機(jī)車(chē)數(shù)據(jù)采集處理傳輸單元發(fā)送的數(shù)據(jù)，同時(shí)，也可將各種控制命令傳送給機(jī)車(chē)數(shù)據(jù)采集傳輸單元，以便及時(shí)地調(diào)整其工作狀態(tài)。2024/4/4433軌道幾何狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)一、工作原理GDJ-2型軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)裝置由“傳感器”檢測(cè)機(jī)車(chē)運(yùn)行時(shí)的車(chē)體垂向和橫向振動(dòng)加速度；里程坐標(biāo)和車(chē)速由“機(jī)車(chē)運(yùn)行監(jiān)控記錄器”（俗稱(chēng)“黑匣子”）提供；當(dāng)車(chē)體振動(dòng)加速度超過(guò)預(yù)定的數(shù)據(jù)采集門(mén)限時(shí)，“軌道檢測(cè)單元主板”會(huì)將所測(cè)加速度值連同坐標(biāo)信息通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至“地面接收裝置”。二、主要性能

檢測(cè)內(nèi)容為車(chē)體橫向加速度、垂向加速度，檢測(cè)范圍±1.0g，采樣頻率200Hz，濾波頻率0.3Hz-10Hz，加速度傳感器的非線性<1%，橫向效應(yīng)<1%，檢測(cè)誤差≤5%，上電自檢靈敏度保證測(cè)量精度。2024/4/4444鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)

鋼軌的核傷、裂縫、踏面?zhèn)麚p以及焊縫傷損等是鋼軌傷損的主要形式。軌頭內(nèi)部存在有微小裂紋或缺陷，在重復(fù)動(dòng)荷載作用下，小裂紋逐步發(fā)展形成核傷，核傷擴(kuò)大削弱了鋼軌斷面，降低了抵抗折斷的能力，鋼軌可能在毫無(wú)預(yù)兆的情況下猝然折斷。鋼軌內(nèi)部的裂紋與核傷2024/4/4454鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)4.1超聲檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)及發(fā)展情況一、優(yōu)點(diǎn)（1）穿透能力強(qiáng)。（2）檢出缺陷的靈敏度高。（3）超聲波在異質(zhì)界面上產(chǎn)生反射、折射和波形轉(zhuǎn)換，可以檢出各種取向的缺陷。（4）超聲波指向性好，可以方便對(duì)缺陷定位。（5）檢測(cè)速度快、費(fèi)用低，即使手工操作，超聲波檢測(cè)的速度也高于其它方法。（6）超聲波探傷儀小巧輕便，方便攜帶。二、局限性（1）探傷結(jié)果受主觀因素影響大，且受結(jié)構(gòu)的形狀限制。（2）探傷受材料晶粒和組織不均勻性限制，對(duì)粗大晶粒材料探傷困難。（3）探傷的定量精度較差。4.1.1超聲檢測(cè)技術(shù)的特點(diǎn)2024/4/4464鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)

我國(guó)與國(guó)際水平的差距，主要表現(xiàn)在高層技術(shù)上，特別是定量檢測(cè)、用材料或產(chǎn)品的物理量測(cè)量來(lái)評(píng)價(jià)其質(zhì)量和三維成像技術(shù)方面。我國(guó)鋼軌超聲波探傷的發(fā)展，起步相當(dāng)早。在20世紀(jì)50年代末期和60年代初期，通用超聲波探傷儀剛在我國(guó)應(yīng)用，鋼軌超聲波探傷儀就已開(kāi)始研制，并投入實(shí)際使用。鋼軌超聲波探傷儀大致經(jīng)歷了電子管——晶體管——集成化——數(shù)字化，即調(diào)頻連續(xù)波——單通道脈沖波——多通道脈沖波——多通道微電腦控制這樣四個(gè)階段，目前可以說(shuō)已發(fā)展到第四代產(chǎn)品。2024/4/4474鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)4.2超聲波鋼軌探傷儀4.2.1超聲波探傷儀的基本原理及組成

超聲波探傷儀是超聲波探傷的主體設(shè)備。它的作用是產(chǎn)生電振蕩并加于探頭晶片，激勵(lì)晶片發(fā)射超聲波；同時(shí)將探頭接收回的電信號(hào)進(jìn)行放大，通過(guò)一定的方式顯示出來(lái)，從而得到被探工件內(nèi)部有無(wú)缺陷及缺陷的位置和大小等信息。

鋼軌探傷儀盡管型號(hào)、外形、體積和功能不盡相同，但它們的基本機(jī)構(gòu)和工作原理都是大同小異的，概括地講，主要由同步電路、發(fā)射電路、接收電路、時(shí)基電路、報(bào)警電路、電源電路等組成。4.2.2鋼軌探傷儀的分類(lèi)

目前我國(guó)的鋼軌探傷儀主要有GT-2、GT-1C、GCT-2、GCT-8等類(lèi)型。根據(jù)其產(chǎn)生的特征，超聲波探傷儀可分為：（1）脈沖波超聲探傷儀；（2）連續(xù)波超聲探傷儀；（3）調(diào)頻超聲探傷儀。根據(jù)顯示缺陷的方式，超聲探傷儀可分為：（1）A型顯示；（2）B型顯示；（3）C型顯示；（4）其它顯示方式。2024/4/4484鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)4.2.3GCT-8型鋼軌超聲波探傷儀GCT-8型鋼軌超聲波探傷儀是新一代數(shù)字化手推車(chē)式鋼軌超聲波探傷設(shè)備（如下圖），適宜于探測(cè)各種類(lèi)型鋼軌中的缺陷。GCT-8型鋼軌超聲波探傷儀2024/4/4494鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)GCT-8型鋼軌超聲波探傷儀的主要技術(shù)特點(diǎn)為：（1）8路獨(dú)立的發(fā)射、接收通道。（2）備有一個(gè)多功能校對(duì)通道。（3）傷波自動(dòng)定位。數(shù)字自動(dòng)顯示傷波的水平、垂直、聲程參數(shù)。（4）具有B型顯示和B超圖像記錄功能。（5）存貯、回放功能。（6）配備有探傷活動(dòng)記錄裝置（GPS定位系統(tǒng)）。（7）探頭自檢功能。（8）環(huán)境適應(yīng)性好。2024/4/4504鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)4.3鋼軌探傷車(chē)的工作原理SYS-1000系統(tǒng)組成YS-1000鋼軌檢測(cè)系統(tǒng)可分為兩個(gè)子系統(tǒng)：機(jī)械子系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)及電子子系統(tǒng)。機(jī)械子系統(tǒng)為探測(cè)架，其上裝有超聲波輪探頭、液壓子系統(tǒng)、氣動(dòng)子系統(tǒng)、柴油子系統(tǒng)、水系統(tǒng)及噴漆標(biāo)記系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)及電子子系統(tǒng)為一連接緊密的如同一體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。SYS-1000系統(tǒng)計(jì)算機(jī)及電子子系統(tǒng)和機(jī)械子系統(tǒng)2024/4/4514鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)4.4鋼軌探傷車(chē)的應(yīng)用技術(shù)SYS-1000系統(tǒng)中超聲波的發(fā)射與接收SYS-1000系統(tǒng)通過(guò)在超聲波壓電晶體換能器上施加高電壓使其振動(dòng)，并發(fā)射出2.25Mhz的高頻聲波。超聲波振動(dòng)在鋼中傳播，并在空氣界面或裂紋處發(fā)生反射，與雷達(dá)和聲納的工作原理相似，依靠接收反射聲波來(lái)判別鋼軌中是否存在缺陷。系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量自超聲波發(fā)生至接收到回波的時(shí)間差確定是否存在反射體。2024/4/4524鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)各換能器折射角/輪探頭聲束

每個(gè)輪探頭有六個(gè)換能器:一個(gè)0度、三個(gè)70度、一個(gè)37.5度(通常稱(chēng)之為45度)和一個(gè)側(cè)打換能器。這六個(gè)換能器以不同的角度進(jìn)入鋼軌中并最大限度地覆蓋鋼軌。另外同側(cè)鋼軌上的兩輪探頭以鏡像方式安裝，見(jiàn)上頁(yè)圖。0度換能器：0度縱波(3.5MHz)可檢測(cè)鋼軌中諸如軌頭和軌腰水平劈裂的水平取向的缺陷，另外還可探測(cè)螺孔裂紋及其他螺孔缺陷和軌頭縱向劈裂；

45度換能器：45度橫波聲束(2.25Mhz)主要用于探測(cè)軌腰部分缺陷，尤其是螺孔裂紋，該換能器還可探測(cè)70度換能器漏掉的特殊取向的缺陷；

70度換能器：三束70度橫波聲束(2.25MHz)探測(cè)軌頭及軌腰上部區(qū)域，這三個(gè)換能器主要探測(cè)如軌頭核傷(TD)和焊縫缺陷等橫向傷損，另外還可探測(cè)軌頭中的垂直劈裂；側(cè)打換能器：一組指向鋼軌內(nèi)側(cè)和鋼軌外側(cè)的橫波聲束(2.25MHz)稱(chēng)作“側(cè)打”聲束，這些通道主要用于探測(cè)軌頭垂直劈裂缺陷。

2024/4/4534鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)

有三個(gè)裝置可觀察SYS-1000系統(tǒng)信息。第一個(gè)是SCC的彩色監(jiān)視器，SCC監(jiān)視器顯示一組菜單，操作員通過(guò)對(duì)菜單項(xiàng)的選擇，控制系統(tǒng)的操作。第二個(gè)是顯示計(jì)算機(jī)的彩色監(jiān)視器，它顯示來(lái)自換能器并經(jīng)過(guò)識(shí)別處理后的兩維超聲波信息。操作員可通過(guò)觀察這些數(shù)據(jù)確認(rèn)識(shí)別后的鋼軌超聲波檢測(cè)信息。顯示計(jì)算機(jī)還通過(guò)彩色噴墨打印機(jī)將屏幕顯示圖形打印出來(lái)。最后，四個(gè)通用示波器上同時(shí)顯示了超聲波原始信號(hào)的波形，操作員可由此獲得系統(tǒng)中八個(gè)通道的超聲波信號(hào)顯示。2024/4/4544鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)鋼軌超聲波信息顯示圖形2024/4/4554鋼軌內(nèi)部傷損檢測(cè)技術(shù)超聲波探測(cè)脈沖密度

探測(cè)系統(tǒng)發(fā)射超聲波的最大密度為車(chē)輛每移動(dòng)1/16英寸發(fā)射一次。當(dāng)車(chē)輛速度增加時(shí)，為了能使系統(tǒng)有足夠的時(shí)間處理回波信息，探測(cè)密度(每英寸發(fā)射脈沖數(shù))必須降低。當(dāng)車(chē)輛速度逐漸提高時(shí)，系統(tǒng)發(fā)射脈沖的間隔也切換為1.6毫米(1/16英寸)、3.2毫米(2/16英寸)、4.8毫米(3/16英寸)及6.4毫米(4/16英寸)，而缺陷的位置分辨率仍保持為1.6毫米(1/16英寸)。鋼軌標(biāo)記

鋼軌缺陷位置可由安裝于車(chē)外兩端的四個(gè)噴槍進(jìn)行標(biāo)記，兩個(gè)噴槍位于車(chē)前端，另兩個(gè)位于車(chē)后端。

2024/4/4565軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)5.1概述

軌道結(jié)構(gòu)彈性、軌道彈性的變化以及軌道彈性沿延長(zhǎng)方向的不均勻性是研究輪軌相互作用重要指標(biāo)。軌道彈性檢測(cè)車(chē)可用于新修線路的施工和既有線的維修作業(yè)檢查，其用途主要體現(xiàn)在以下方面：（1）檢查道床、路基搗固、壓實(shí)情況；（2）檢查橋頭、涵洞、隧道口、道口、道岔等地段軌道剛度變化的均勻性；（3）在既有線上檢測(cè)道床板結(jié)，路基翻漿冒泥等引起的剛度變化，為科學(xué)地制訂道床清篩計(jì)劃提供數(shù)據(jù)；（4）新線開(kāi)通前施工部門(mén)自檢，根據(jù)軌道剛度科學(xué)地確定開(kāi)通速度；（5）在高平順軌道鋪軌作業(yè)中指導(dǎo)施工作業(yè)，以提高作業(yè)精度；（6）在新線開(kāi)通運(yùn)行初期監(jiān)視軌道剛度變化。2024/4/4575軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)5.2檢測(cè)原理

軌道剛度為：

式中：

彈性檢測(cè)車(chē)檢測(cè)原理圖如下頁(yè)圖。從圖中可知重車(chē)系統(tǒng)測(cè)得的軌道下沉量為：式中：2024/4/4585軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)軌道彈性檢測(cè)車(chē)的檢測(cè)原理圖2024/4/4595軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)

輕車(chē)系統(tǒng)測(cè)得的軌道下沉量為：

式中：2024/4/4605軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)5.3軌道彈性檢測(cè)車(chē)的結(jié)構(gòu)

軌道彈性檢測(cè)車(chē)由重車(chē)A、輕車(chē)B組成，均為兩軸車(chē)，規(guī)定重車(chē)在前為正方向，見(jiàn)下圖：彈性檢測(cè)車(chē)結(jié)構(gòu)圖2024/4/4615軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)彈性檢測(cè)車(chē)外觀2024/4/4625軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)軌道彈性檢測(cè)車(chē)技術(shù)指標(biāo)2024/4/4635軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)5.4軌道彈性檢測(cè)車(chē)的應(yīng)用鄭武高速試驗(yàn)段---1998年6月7日至9日彈性檢測(cè)車(chē)以40km/h的速度檢測(cè)了鄭武線240km/h高速試驗(yàn)段k750~801的軌道彈性下沉量，本次軌道彈性連續(xù)檢測(cè)在我國(guó)屬首次，檢測(cè)結(jié)果很好地反映出了試驗(yàn)段的軌道彈性變形的變化范圍及均勻性，準(zhǔn)確地測(cè)量出了路橋過(guò)渡段、道口區(qū)、道岔區(qū)軌道彈性變形的變化梯度。2024/4/4645軌道連續(xù)彈性檢測(cè)系統(tǒng)秦沈線橋梁軌道彈性變形2024/4/4656線路綜合檢測(cè)列車(chē)

綜合檢測(cè)列車(chē)是一列裝有專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備，對(duì)線路軌道、牽引供電、通信信號(hào)、周邊環(huán)境中影響列車(chē)運(yùn)行安全的技術(shù)指標(biāo)和相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并具有時(shí)空同步定位、數(shù)據(jù)傳輸和分析功能的列車(chē)。綜合檢測(cè)列車(chē)是在模擬旅客列車(chē)運(yùn)行條件下，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、質(zhì)量綜合評(píng)估，其檢測(cè)結(jié)果主要用于指導(dǎo)基礎(chǔ)設(shè)施的養(yǎng)護(hù)維修和新線驗(yàn)收。為了使檢測(cè)結(jié)果反映旅客列車(chē)運(yùn)行時(shí)基礎(chǔ)設(shè)施的真實(shí)狀態(tài)，綜合檢測(cè)列車(chē)檢測(cè)時(shí)運(yùn)行速度應(yīng)盡可能與旅客列車(chē)運(yùn)行速度一致。2024/4/4666線路綜合檢測(cè)列車(chē)

目前我國(guó)鐵路共有三列綜合檢測(cè)列車(chē)：

三列綜合檢測(cè)列車(chē)概況

自2007年“4.18”第六次大面積提速后，CRH2-010A過(guò)渡綜合檢測(cè)車(chē)每10天一個(gè)周期對(duì)京滬、京廣、京哈、隴海、滬昆、廣深和膠濟(jì)線進(jìn)行綜合檢測(cè)。0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車(chē)于2008年7月上線試運(yùn)行。CRH2-061C過(guò)渡綜合檢測(cè)車(chē)于2008年8月具備綜合檢測(cè)能力2024/4/4676線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.1.2綜合檢測(cè)列車(chē)的組成

綜合檢測(cè)列車(chē)由5動(dòng)3拖、兩個(gè)動(dòng)力單元編組而成，詳見(jiàn)編組如下圖所示：我國(guó)0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車(chē)編組圖綜合檢測(cè)列車(chē)能夠?qū)€路軌道幾何狀態(tài)、輪軌作用力、牽引供電、通信信號(hào)、周邊環(huán)境中影響列車(chē)運(yùn)行安全的技術(shù)指標(biāo)和相關(guān)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并具有時(shí)空同步定位、數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)、分析、顯示、車(chē)地?zé)o線信息傳輸、車(chē)地?zé)o線電視會(huì)議等功能的動(dòng)車(chē)組。2024/4/4686線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.2.1列車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

通訊系統(tǒng)使用MOXAEDS-518A系列和MOXAEDS-510A工業(yè)級(jí)千兆網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機(jī)來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，選用的EDS-518A型號(hào)由2個(gè)1000M多模SC光纖接口和16個(gè)10/100BaseT以太網(wǎng)口組成；EDS-510A型號(hào)由3個(gè)1000M多模SC光纖接口和7個(gè)10/100BaseT以太網(wǎng)口組成。在各車(chē)廂配置工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，各交換機(jī)之間的1000M多模SC光纖接口使用多模光纖做環(huán)型連接，并采用由Moxa研發(fā)的網(wǎng)絡(luò)冗余協(xié)議TurboRing協(xié)議組成千兆冗余光纖以太環(huán)網(wǎng)，擁有高達(dá)1000M光纖帶寬的通訊能力。冗余環(huán)網(wǎng)擁有極短的網(wǎng)絡(luò)自愈時(shí)間，當(dāng)系統(tǒng)的任意網(wǎng)段與網(wǎng)絡(luò)斷開(kāi)連接的時(shí)候，通訊局域網(wǎng)絡(luò)將在20毫秒之內(nèi)恢復(fù)正常。系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示。

綜合系統(tǒng)由列車(chē)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)、定位同步系統(tǒng)、多媒體顯示系統(tǒng)、環(huán)境視頻采集處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、檢測(cè)自診斷系統(tǒng)等系統(tǒng)組成。2024/4/4696線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.2.2定位同步系統(tǒng)

利用ATP的輸出接口讀取列車(chē)運(yùn)行信息，將這些信息傳輸?shù)嚼锍掏椒?wù)器，在里程同步服務(wù)器進(jìn)行解碼，讀出相關(guān)的列車(chē)信息，包括里程、線路、上下行等相關(guān)信息。利用DGPS采集里程信息和時(shí)鐘信息，DGPS的輸出頻率要求至少20Hz以上，DGPS的動(dòng)態(tài)延遲小于1毫秒，DGPS里程輸出系統(tǒng)具有建立里程數(shù)據(jù)庫(kù)、里程自動(dòng)匹配、動(dòng)態(tài)鐵路電子地圖顯示等相關(guān)功能。里程同步網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流程圖2024/4/4706線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.2.3環(huán)境視頻檢測(cè)系統(tǒng)

系統(tǒng)總體方案如下圖所示。將監(jiān)視線路環(huán)境2臺(tái)攝像機(jī)分別連接到安裝在其附近的2臺(tái)字符疊加器，然后分別連接到2臺(tái)工業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以MPEG4或MJPEG標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議壓縮成數(shù)字IP信號(hào)，通過(guò)利用已經(jīng)建立好的千兆以太冗余環(huán)網(wǎng)傳至位于2號(hào)車(chē)的服務(wù)器中，服務(wù)器完成視頻圖像的存儲(chǔ)。環(huán)境視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2024/4/4716線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.3軌道檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外多年運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，綜合檢測(cè)列車(chē)軌道檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目一般包括：軌距、軌距變化率、軌向、高低、超高、水平、三角坑、曲線半徑、曲率變化率、未平衡超高及其變化率，車(chē)體橫向、垂向和縱向加速度，構(gòu)架橫向和垂向加速度，左右軸箱橫向和垂向加速度。6.3.1檢測(cè)系統(tǒng)的功能2024/4/4726線路綜合檢測(cè)列車(chē)

各種軌道幾何尺寸可劃分為不同的檢測(cè)波長(zhǎng)，各種波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的不平順檢測(cè)量值和精度均有明確規(guī)定，如下表所列。軌道檢測(cè)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)2024/4/4736線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.3.3設(shè)備安裝

檢測(cè)設(shè)備的安裝位置如下兩頁(yè)圖所示。軌道檢測(cè)系統(tǒng)在綜合檢測(cè)車(chē)1、8號(hào)車(chē)一位端轉(zhuǎn)向架外一位側(cè)裝有車(chē)體加速度計(jì)、一位端轉(zhuǎn)向架的1、2位軸軸頭裝有軸箱加速度傳感器、一位端轉(zhuǎn)向架1位軸軸箱上方的構(gòu)架上裝有構(gòu)架加速度傳感器。軌道檢測(cè)系統(tǒng)在綜合檢測(cè)車(chē)5號(hào)車(chē)二位端轉(zhuǎn)向架外一位側(cè)裝有車(chē)體加速度計(jì)、二位端轉(zhuǎn)向架的5、6位軸軸頭裝有軸箱加速度傳感器、二位端轉(zhuǎn)向架5位軸軸箱上方的構(gòu)架上裝有構(gòu)架加速度傳感器，5位軸側(cè)裝有速度編碼器。二位轉(zhuǎn)向架側(cè)安裝軌檢梁。2024/4/4746線路綜合檢測(cè)列車(chē)軌道檢測(cè)系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖2024/4/4756線路綜合檢測(cè)列車(chē)5號(hào)車(chē)軌檢設(shè)備安裝圖2024/4/4766線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.4輪軌力檢測(cè)系統(tǒng)6.4.1檢測(cè)項(xiàng)目

輪軌力主要是反映車(chē)輛運(yùn)行的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，作為車(chē)輛運(yùn)行安全性評(píng)價(jià)的主要指標(biāo)，其基本檢測(cè)項(xiàng)目有垂直力、橫向力和縱向力。

輪軸橫向力為左、右車(chē)輪橫向水平力代數(shù)差：

式中：

脫軌系數(shù)為輪軌橫向力與輪載的比值：

式中：2024/4/4776線路綜合檢測(cè)列車(chē)

減載率為輪重減載量與平均輪重的比值：

式中：測(cè)力輪對(duì)圖示2024/4/4786線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.4.2技術(shù)參數(shù)測(cè)量范圍：垂向力0～400kN輸出范圍可選擇；橫向力±160kN；縱向力±160kN。相對(duì)精度：±4％。測(cè)力輪對(duì)工作壽命：10年。最高測(cè)量速度：300km/h。數(shù)據(jù)處理軟件能實(shí)時(shí)連續(xù)輸出輪軌間的垂直力、水平力、輪重減載率、脫軌系數(shù)等數(shù)據(jù)波形，數(shù)據(jù)處理軟件能夠再現(xiàn)各種原始數(shù)據(jù)，并具有數(shù)據(jù)檢索查詢和統(tǒng)計(jì)分析的功能。2024/4/4796線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.4.3設(shè)備安裝

輪軌力檢測(cè)系統(tǒng)在綜合檢測(cè)車(chē)5號(hào)車(chē)一位端轉(zhuǎn)向架的一位軸和四位軸的軸頭各安裝一個(gè)測(cè)力輪對(duì)。設(shè)備安裝圖如下圖所示。2024/4/4806線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.5信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)6.5.1檢測(cè)項(xiàng)目

根據(jù)我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線的特點(diǎn)，信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)主要檢測(cè)項(xiàng)目包括軌道電路絕緣節(jié)位置及絕緣破損、補(bǔ)償電容（有/無(wú)）、牽引電流及不平衡率、諧波分析、應(yīng)答器報(bào)文信息及位置、CTCS2級(jí)ATP系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。原因分析如下：（1）牽引電流檢測(cè)：牽引電流的干擾是影響軌道電路正常工作的一個(gè)主要因素，采用動(dòng)車(chē)組牽引方式，其最大牽引電流、諧波干擾特性等必須進(jìn)行檢測(cè)分析，保證客運(yùn)專(zhuān)線行車(chē)安全。（2）軌道電路檢測(cè)：在C2運(yùn)行模式下，列控信息是通過(guò)軌道電路傳遞給車(chē)載ATP的，軌道電路的工作狀態(tài)直接關(guān)系到列控系統(tǒng)的工作可靠性。（3）車(chē)載ATP檢測(cè)：列車(chē)運(yùn)行控制相關(guān)信息反映了車(chē)載ATP的工作狀態(tài)，可有助于對(duì)車(chē)載ATP的運(yùn)行狀態(tài)和其他檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析與判別。（4）點(diǎn)式應(yīng)答器檢測(cè)：無(wú)論是E1還是C2，都要通過(guò)點(diǎn)式應(yīng)答器向車(chē)載ATP傳遞相關(guān)控車(chē)信息，點(diǎn)式應(yīng)答器的工作狀態(tài)直接關(guān)系到行車(chē)安全和運(yùn)輸效率，必須進(jìn)行檢測(cè)。2024/4/4816線路綜合檢測(cè)列車(chē)

在1車(chē)和8車(chē)頂部分別安裝兩個(gè)GPS天線：信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)示意圖2024/4/4826線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.6通信檢測(cè)系統(tǒng)6.6.1系統(tǒng)組成及檢測(cè)項(xiàng)目

無(wú)線通信檢測(cè)系統(tǒng)主要由兩部分組成，第一部分是測(cè)試數(shù)據(jù)采集、處理和分析設(shè)備，包括測(cè)量接收機(jī)、無(wú)線通信系統(tǒng)測(cè)試終端、系統(tǒng)控制器等；第二部分是檢測(cè)系統(tǒng)輔助設(shè)備，包括計(jì)距脈沖發(fā)生器、測(cè)試天線、輸出設(shè)備等。系統(tǒng)組成如下圖所示。無(wú)線通信測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2024/4/4836線路綜合檢測(cè)列車(chē)

通信檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目包括：（1）GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋測(cè)試和450MHz列車(chē)調(diào)度無(wú)線場(chǎng)強(qiáng)覆蓋測(cè)試，同時(shí)測(cè)量GSM-R系統(tǒng)服務(wù)小區(qū)和列車(chē)運(yùn)行方向相關(guān)相鄰小區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)覆蓋；（2）GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)通信質(zhì)量QoS測(cè)試，包括話音通信和分組數(shù)據(jù)通信、列車(chē)調(diào)度應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量；（3）為GSM-R網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化所需的各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試；（4）GSM-R移動(dòng)通信系統(tǒng)電路域數(shù)據(jù)通信質(zhì)量QoS測(cè)試。

其特點(diǎn)是在采用國(guó)際上先進(jìn)的儀器儀表基礎(chǔ)上，由國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)相關(guān)軟件，結(jié)合我國(guó)GSM-R的發(fā)展，更好地適應(yīng)我國(guó)鐵路無(wú)線通信測(cè)試的需要。系統(tǒng)配置原因分析如下：

2024/4/4846線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.6.2設(shè)備安裝

通信檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)天線安裝在1號(hào)車(chē)和2號(hào)車(chē)的車(chē)頂導(dǎo)流罩上，導(dǎo)流罩上預(yù)埋了安裝有絲套的鋁板，天線安裝時(shí)通過(guò)螺栓與絲套連接，實(shí)現(xiàn)天線的固定。天線安裝完成后，需要用密封膠密封天線底座與鋁板的間隙。鋁板上有接地線連接到鋁結(jié)構(gòu)表面，天線底座與鋁板導(dǎo)電連接，實(shí)現(xiàn)天線的接地。

1、2號(hào)車(chē)車(chē)頂檢測(cè)設(shè)備的饋線由粘接在車(chē)頂鋁結(jié)構(gòu)表面上的線卡固定，所有線束匯聚在車(chē)頂?shù)南戮€孔處進(jìn)入車(chē)內(nèi)，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)安裝在車(chē)內(nèi)。2024/4/4856線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.7接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)我國(guó)電氣化鐵道弓網(wǎng)受流性能試驗(yàn)方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于客運(yùn)專(zhuān)線綜合檢測(cè)列車(chē)所必須的檢測(cè)項(xiàng)目包括接觸網(wǎng)幾何參數(shù)、弓網(wǎng)相互作用、接觸線磨耗和受流參數(shù)等。

其中，動(dòng)態(tài)檢測(cè)接觸網(wǎng)幾何和磨耗變化過(guò)大會(huì)對(duì)受電弓的受流質(zhì)量和接觸網(wǎng)的安全運(yùn)行造成破壞性的影響；弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)相互作用是評(píng)價(jià)動(dòng)車(chē)組動(dòng)態(tài)運(yùn)行的弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)指標(biāo)，其結(jié)果對(duì)于接觸網(wǎng)、受電弓和車(chē)內(nèi)電氣設(shè)備的安全運(yùn)營(yíng)和受流狀態(tài)都有重要影響，直接影響行車(chē)安全；同時(shí)必須實(shí)時(shí)檢測(cè)接觸網(wǎng)的受流性能情況，為接觸網(wǎng)和牽引供電設(shè)備的及時(shí)維護(hù)和維修提供依據(jù)和參考，保障我國(guó)客運(yùn)專(zhuān)線的運(yùn)行安全。2024/4/4866線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.7.2接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)組成

系統(tǒng)用于檢測(cè)運(yùn)行線路上接觸網(wǎng)以及受電弓與接觸網(wǎng)的各項(xiàng)參數(shù)，包括接觸檢測(cè)部分和非接觸檢測(cè)部分。系統(tǒng)包括接觸線幾何狀態(tài)檢測(cè)設(shè)備、接觸網(wǎng)受流性能測(cè)試設(shè)備、接觸網(wǎng)和受電弓運(yùn)行狀態(tài)圖象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理和分析系統(tǒng)。測(cè)試受電弓與取流受電弓為同一受電弓。安裝傳感器后，不能影響其受流性能。一、接觸檢測(cè)部分

接觸檢測(cè)系統(tǒng)用于測(cè)量受電弓與接觸導(dǎo)線之間的垂直接觸力、受電弓弓頭的加速度、接觸片上接觸導(dǎo)線的位置（根據(jù)力傳感器信號(hào)計(jì)算）、受電弓和受電弓弓頭彈簧的豎直位移以及基架處的加速度。

除了檢測(cè)設(shè)備以外，車(chē)頂還有一些為檢測(cè)設(shè)備服務(wù)的輔助設(shè)備，如為弓上傳感器供電的變壓器，為探照燈供電的變壓器。由于接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)采用光纖傳輸數(shù)據(jù)，故還需一個(gè)將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸單元。3號(hào)車(chē)車(chē)下5位軸頭安裝有軸頭編碼器，該編碼器可將列車(chē)的運(yùn)行情況傳給接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)。2024/4/4876線路綜合檢測(cè)列車(chē)二、非接觸檢測(cè)部分

非接觸檢測(cè)部分主要檢測(cè)接觸網(wǎng)的幾何參數(shù)。其主要部件是安裝在車(chē)頂一位端的光學(xué)檢測(cè)梁。將攝像機(jī)安裝在可固定與任何車(chē)輛上的抗扭曲光學(xué)軌道上?？赏ㄟ^(guò)分析來(lái)自攝像機(jī)的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算接觸線與四個(gè)攝像機(jī)位置之間的角度。如果已知這些角度及測(cè)量系統(tǒng)的基線長(zhǎng)度，就可利用標(biāo)準(zhǔn)的三角關(guān)系計(jì)算坐標(biāo)內(nèi)的接觸線位置。6.7.3接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目接觸線高度：接觸線底面距鋼軌水平面或軌面連線的垂直距離。接觸線高度變化率：指接觸線沿線路方向的高度變化率。拉出值：為了延長(zhǎng)受電弓滑板的使用壽命，使滑板磨耗均勻，接觸線在線路的直線區(qū)段布置成之子形，在曲線區(qū)段布置成折線的形式，這種之字線或折線在接觸線定位點(diǎn)距受電弓中心線行跡的距離定義為拉出值。硬點(diǎn)和沖擊：受電弓滑板沿接觸導(dǎo)線滑行時(shí)受到的垂直方向和沿線路方向上加速度的最大值。離線：指受電弓滑板機(jī)械脫離接觸線的時(shí)間。

2024/4/4886線路綜合檢測(cè)列車(chē)弓網(wǎng)間動(dòng)態(tài)接觸力：指動(dòng)車(chē)組在運(yùn)行中受電弓滑板與接觸線間的垂直方向動(dòng)態(tài)接觸力。在受電弓的弓頭上安裝接觸力傳感器和加速度傳感器，壓力傳感器的形狀和安裝個(gè)數(shù)應(yīng)根據(jù)受電弓弓頭的具體情況確定，每個(gè)滑板條下安裝的加速度傳感器為2個(gè)。離線：指受電弓滑板機(jī)械脫離接觸線的時(shí)間。接觸線間水平距離：指接觸網(wǎng)的線岔或錨段關(guān)節(jié)處，兩支接觸線的水平距離。接觸線間垂直距離：指接觸網(wǎng)的線岔或錨段關(guān)節(jié)處，兩支接觸線的垂直距離。接觸網(wǎng)電壓：接觸網(wǎng)對(duì)地電位值。定位器坡度：定位器相對(duì)于受電弓滑板的斜度?？缇啵航佑|網(wǎng)兩相鄰支柱間的距離（隧道內(nèi)兩懸掛點(diǎn)之間的距離）。2024/4/4896線路綜合檢測(cè)列車(chē)

各檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)量程與精度要求如下表所列。

表接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目及檢測(cè)精度要求2024/4/4906線路綜合檢測(cè)列車(chē)6.7.4設(shè)備安裝接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)安裝結(jié)構(gòu)圖2024/4/4917道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.1道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成道岔監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容有：道岔關(guān)鍵部件的應(yīng)力狀態(tài)、尖軌與基本軌的密貼狀態(tài)、心軌與翼軌的密貼狀態(tài)、尖軌或心軌的扳動(dòng)力、轉(zhuǎn)轍機(jī)械的鎖閉力等。

7.1.1系統(tǒng)組成

一般道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TMS組成如下頁(yè)圖所示，包括硬件和軟件兩個(gè)部分，硬件是構(gòu)成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件管理和控制硬件運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)監(jiān)測(cè)任務(wù)，是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的大腦。

道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TMS：TurnoutMonitoringSystem)由各種傳感器、道岔軌旁現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)、車(chē)站處理計(jì)算機(jī)、中央處理服務(wù)器等組成。可對(duì)道岔的應(yīng)力狀態(tài)、密貼狀態(tài)、表示桿缺口、轉(zhuǎn)換力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警。2024/4/4927道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的硬件設(shè)備主要有：（1）各種傳感器；（2）位于道岔軌旁的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)(FMU：FieldMonitoringUnit)；（3）數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)；（4）位于車(chē)站控制室的車(chē)站處理計(jì)算機(jī)（SPC：StationProcessingComputer）；（5）位于線路控制中心的中央處理服務(wù)器（CPS：CentreProcessingServer）。

7.1.2傳感器

傳感器是道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TMS的重點(diǎn)硬件設(shè)備之一。在TMS中，采用了多種類(lèi)型的傳感器。從監(jiān)測(cè)對(duì)象而言，傳感器包括：測(cè)力傳感器、位移傳感器、振動(dòng)傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等。從輸出方式而言，傳感器包括：輸出信號(hào)為電流的傳感器(4～20mA，0～20mA)，輸出信號(hào)為電壓的傳感器(0～5V)，直接輸出監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的智能傳感器。

2024/4/4937道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

上圖為道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TMS常用的測(cè)力傳感器，該傳感器為英國(guó)一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)傳感器的公司生產(chǎn)，它提供的載荷銷(xiāo)替換原安裝上的連接銷(xiāo)，監(jiān)測(cè)道岔的拉力，其機(jī)械強(qiáng)度與連接銷(xiāo)相當(dāng)，該測(cè)力銷(xiāo)可以長(zhǎng)期在設(shè)備上使用，在英國(guó)鐵路線上應(yīng)用后得到英國(guó)鐵路部門(mén)的認(rèn)可。

2024/4/4947道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

上圖為密貼傳感器，該傳感器設(shè)計(jì)為連桿接觸式位移傳感器，連桿的一端與尖軌相連，尖軌的位移帶動(dòng)連桿位移，連桿的另一端與傳感器的中心軸桿相連，連桿的位移帶動(dòng)傳感器的中心軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)行密貼測(cè)量。

2024/4/4957道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.1.3現(xiàn)場(chǎng)FMUFMU安裝機(jī)箱FMU內(nèi)容結(jié)構(gòu)組成

每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU由下列硬件組成：帶電源的金屬屏蔽機(jī)箱、帶主處理芯片、專(zhuān)用總線通信芯片的主處理板(MPB：MainProcessBoard)、模擬輸入接口模塊(AIB：AnalogInputBoard)、開(kāi)關(guān)量輸入接口模塊(SIB：Switchon/offInputBoard)。

2024/4/4967道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.1.4道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)

一個(gè)完整的道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具有如下特點(diǎn)。(1)安全性。系統(tǒng)硬件元器件、開(kāi)發(fā)工具和平臺(tái)的選擇，充分考慮了TMS系統(tǒng)(特別是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU)所處的惡劣環(huán)境(強(qiáng)電磁、灰塵、振動(dòng)、高溫等)，嚴(yán)格選擇工業(yè)級(jí)器件，同時(shí)在FMU結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮環(huán)境的影響，確保了FMU的高適應(yīng)性和安全性。另外，在TMS軌旁設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型時(shí)，如FMU設(shè)計(jì)、FMU走線、傳感器選型、傳感器安裝方式等，充分考慮了對(duì)道岔及其轉(zhuǎn)換設(shè)備的影響，確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軌旁設(shè)備不影響道岔及其轉(zhuǎn)換設(shè)備的正常工作以及不影響列車(chē)的正常運(yùn)行。(2)在線性。TMS系統(tǒng)在道岔設(shè)備運(yùn)用狀態(tài)下對(duì)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。所謂的“在線監(jiān)測(cè)”，是指在列車(chē)正常運(yùn)行、線路道岔正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，完成道岔狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2024/4/4977道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

(3)實(shí)時(shí)性。TMS系統(tǒng)采用以下手段完成道岔狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性：軌旁現(xiàn)場(chǎng)處理單元FMU，硬件芯片采用高性能微控制器；傳感器采樣為實(shí)時(shí)的模擬量采樣；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU與車(chē)站處理計(jì)算機(jī)之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)交換；車(chē)站處理計(jì)算機(jī)采用高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。(4)可擴(kuò)展性。TMS系統(tǒng)是基于模塊化的開(kāi)發(fā)和集成在一起的，系統(tǒng)對(duì)接口進(jìn)行了一致性定義，確保了TMS系統(tǒng)具有優(yōu)越的軟件可擴(kuò)展性。TMS系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，特別是現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU的軟、硬件設(shè)計(jì)以及與傳感器接口的設(shè)計(jì)，充分考慮了其他道岔狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)擴(kuò)充及多種類(lèi)型傳感器的采用，確保了道岔狀態(tài)參數(shù)和傳感器的擴(kuò)展。TMS系統(tǒng)綜合了傳統(tǒng)電務(wù)道岔設(shè)備狀態(tài)參數(shù)和工務(wù)相關(guān)參數(shù)等多種道岔狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并且可以方便的擴(kuò)充其他相關(guān)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。2024/4/4987道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.2.2道岔狀態(tài)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理１．道岔狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)采樣和傳輸位于道岔軌旁的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU實(shí)時(shí)采集安裝在道岔相關(guān)位置的傳感器的數(shù)據(jù)，采樣周期為毫秒級(jí)；采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)FMU本地處理后，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)傳送回位于車(chē)站機(jī)械室的車(chē)站處理計(jì)算機(jī)。２．道岔狀態(tài)參數(shù)實(shí)時(shí)處理和報(bào)警位于車(chē)站的TMS服務(wù)器實(shí)時(shí)接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分機(jī)FMU送來(lái)的道岔狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線解析、曲線存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)報(bào)警分析，如果監(jiān)測(cè)值超過(guò)了預(yù)先設(shè)置的閾值，將產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信息，并立即在用戶界面上以聲、光和文字方式提醒操作員注意。用戶可以隨時(shí)通過(guò)用戶界面查看其所需關(guān)注的道岔曲線或曲線組。

３．道岔狀態(tài)參數(shù)綜合分析與預(yù)警通過(guò)分析道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各監(jiān)測(cè)量的歷史數(shù)據(jù)曲線，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)和專(zhuān)家智能，可以預(yù)測(cè)道岔及轉(zhuǎn)換設(shè)備等的不良傾向，并在這種傾向到達(dá)一定的程度時(shí)，在用戶界面上進(jìn)行預(yù)警。使得用戶可以在設(shè)備故障之前對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)維護(hù)、維修和更換。

2024/4/4997道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

５．網(wǎng)絡(luò)化管理

一條線路上具有多組道岔，要使道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮其應(yīng)用的作用，需要對(duì)全線道岔進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化的管理。在具備完善的硬件基礎(chǔ)上，通過(guò)軟件系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化管理。如上圖所示，通過(guò)用戶界面，可以對(duì)傳感器、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)1分機(jī)FMU、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和總線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理和配置，用戶可以方便地進(jìn)行設(shè)備安裝、調(diào)試、維護(hù)和更換。2024/4/41007道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.3.1道岔應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

道岔心軌應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成如下圖所示，主要由硬件與軟件兩部分組成。硬件部分由主機(jī)、分機(jī)、數(shù)據(jù)線、傳感器等組成，其功能是數(shù)據(jù)采集分類(lèi)、傳輸。軟件的功能是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取、處理、分析和預(yù)警等功能。

道岔心軌應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成2024/4/41017道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

道岔心軌應(yīng)力狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心是對(duì)應(yīng)力傳感器的選擇和使用，根據(jù)鐵路現(xiàn)場(chǎng)情況和道岔器件的更換周期，傳感器選擇光纖光柵傳感，如上圖。該傳感器具有以下特點(diǎn)：2024/4/41027道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（1）測(cè)量精度高，使用壽命可達(dá)到5年；（2）傳感器制作在試驗(yàn)室進(jìn)行，連接防護(hù)工作主要在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，現(xiàn)場(chǎng)安裝占用的時(shí)間少；（3）傳感器采用串聯(lián)連接，信號(hào)傳輸線只有1根，占用空間少；（4）傳感器安裝點(diǎn)不需要電源，信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)（可達(dá)40km），監(jiān)測(cè)信號(hào)為數(shù)字式的，傳輸無(wú)衰減現(xiàn)象。該傳感器的相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備已經(jīng)成熟，已在許多實(shí)際工程結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。

2024/4/41037道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.3.2道岔密貼狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

隨著鐵路速度的不斷提高，道岔尖軌與基本軌、心軌與翼軌之間的密貼狀態(tài)對(duì)行車(chē)平穩(wěn)性和安全性的影響加劇，需要嚴(yán)格控制。道岔密貼狀態(tài)監(jiān)測(cè)是指對(duì)尖軌和基本軌、心軌和翼軌之間的間隙進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)二者之間的間隙超過(guò)規(guī)定的數(shù)值即發(fā)出預(yù)警信號(hào)。在我國(guó)的提速I(mǎi)型道岔和客運(yùn)專(zhuān)線道岔上均安裝了密貼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（密貼檢查儀）。

密貼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成2024/4/41047道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

如上圖所示，道岔密貼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般是由A、B密貼儀，通信模塊和采集模塊組成。室內(nèi)為電源模塊和上位檢測(cè)微機(jī)。密貼儀的詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖所示。密貼儀結(jié)構(gòu)組成2024/4/41057道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

密貼儀用軌內(nèi)側(cè)座和軌外側(cè)座固定于岔尖端前方基本軌底部，觸板安裝在尖軌連接桿與尖軌連接處，利用與尖軌一同移動(dòng)的可調(diào)觸板與密貼儀探頭相對(duì)位置的變化，檢測(cè)尖軌與基本軌間的實(shí)際間隙。道岔密貼監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)得出的各類(lèi)信號(hào)與控制室主計(jì)算機(jī)及時(shí)、可靠地交換信息是非常關(guān)鍵的。系統(tǒng)可以選擇有線、無(wú)線、專(zhuān)線等不同的通信方式。鐵路現(xiàn)場(chǎng)一般有1對(duì)線徑1.5mm2，樹(shù)狀分布，用于連接各道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)接線盒的備用線，特別適合采用電力載波通信方式，目前的道岔檢測(cè)設(shè)備多采用這種方式。實(shí)際傳遞信號(hào)時(shí)發(fā)現(xiàn)，盡可能提高系統(tǒng)負(fù)載能力，降低單機(jī)功耗、傳感器工作電壓，輸出信號(hào)作寬電壓設(shè)計(jì)，減少電壓波動(dòng)可提高信號(hào)傳遞的可靠性。

2024/4/41067道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

7.3.3道岔缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由缺口監(jiān)測(cè)分機(jī)、缺口采集器、缺口傳感器及通道防雷等設(shè)備組成。缺口監(jiān)測(cè)分機(jī)安裝在信號(hào)機(jī)械室內(nèi)，缺口采集器和缺口傳感器安裝在室外道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)。道岔缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2024/4/41077道岔監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

TJQM-II型道岔缺口監(jiān)測(cè)系，可以在ZD6型、ZD9型、ZYJ7電液型、S700K三相交流型等系列的轉(zhuǎn)轍機(jī)上安裝使用。系統(tǒng)具有工藝先進(jìn)、檢測(cè)可靠、報(bào)警準(zhǔn)確、安裝方便、使用壽命長(zhǎng)、操作簡(jiǎn)單、開(kāi)放性設(shè)計(jì)、不需維護(hù)等特點(diǎn)。同時(shí)可與微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)道岔缺口狀態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、打印、語(yǔ)音報(bào)警等功能，通過(guò)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以將缺口狀態(tài)及報(bào)警信息上傳到電務(wù)段、鐵路局。道岔缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足以下應(yīng)用環(huán)境：溫度范圍（-40℃～70℃）、振動(dòng)頻率及強(qiáng)度(10-55Hz，0.25mm，30m/s2)、交變濕熱（25℃-40℃，93%）、絕緣(500MΩ)，耐壓(1200V)試驗(yàn)。從2005年開(kāi)始，道岔缺口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)在沈陽(yáng)、昆明、南昌、蘭州、北京、上海、廣州、武漢、濟(jì)南等鐵路局使用。

2024/4/41088無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

目前，世界各國(guó)鐵路都在大力發(fā)展跨區(qū)間無(wú)縫線路，跨區(qū)間無(wú)縫線路一經(jīng)鎖定，只能進(jìn)行局部調(diào)整，幾乎無(wú)法進(jìn)行整體應(yīng)力放散，因此鎖定軌溫是否準(zhǔn)確尤其重要。除在施工時(shí)嚴(yán)格控制鎖定軌溫外，還應(yīng)通過(guò)爬行觀測(cè)樁和標(biāo)定軌長(zhǎng)的觀測(cè)與換算，分析研究鎖定軌溫有無(wú)變化，鋼軌縱向力分布是否均衡。另外，無(wú)縫因升降溫產(chǎn)生巨大的溫度應(yīng)力，若鋼軌應(yīng)力控制不好，在高溫時(shí)容易引起脹軌，當(dāng)存在脹軌隱患時(shí)，須對(duì)列車(chē)限速。因此對(duì)無(wú)縫線路軌溫、位移及溫度應(yīng)力的檢測(cè)具有十分重要的作用。2024/4/41098無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

8.1無(wú)縫線路位移檢測(cè)系統(tǒng)

為了掌握運(yùn)營(yíng)中無(wú)縫線路鋼軌是否發(fā)生了不正常位移，判斷無(wú)縫線路在長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)維修中是否鎖定牢固，以及在各種施工作業(yè)中是否改變了原鎖定軌溫，應(yīng)定期對(duì)無(wú)縫線路鋼軌進(jìn)行位移觀測(cè)。通過(guò)對(duì)位移觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，判定無(wú)縫線路的鎖定狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)有不正常位移，應(yīng)及時(shí)采取措施予以整治。8.1.1位移觀測(cè)樁工作原理

爬行是線路病害之一，尤其是無(wú)縫線路的不均勻爬行，會(huì)改變無(wú)縫線路縱向力的分布，相對(duì)地改變?cè)i定軌溫狀態(tài)。當(dāng)鋼軌鋪設(shè)鎖定后，就作上標(biāo)記，然后每隔一定時(shí)間進(jìn)行觀測(cè)，一般設(shè)有觀測(cè)樁觀測(cè)線路爬行狀況。如果各觀測(cè)樁的爬行量及爬行方向都一樣，說(shuō)明各點(diǎn)的縱向力沒(méi)有變化。如果在固定區(qū)各觀測(cè)點(diǎn)爬行量不一樣，則說(shuō)明縱向力已重新分布，各處的鎖定軌溫不一樣2024/4/41108無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

鎖定軌溫改變值可用下式計(jì)算式中：

代入線脹系數(shù)并進(jìn)行單位換算，得到：

兩樁間爬行量差一般規(guī)定為順列車(chē)運(yùn)行方向，用前方樁的爬行量減去后方樁的爬行量。如果為正，說(shuō)明這兩觀測(cè)樁范圍內(nèi)鋼軌平均比原來(lái)拉長(zhǎng)了，增加了縱向拉力，也就量說(shuō)實(shí)際鎖定軌溫比原來(lái)鎖定軌溫提高了；反之為負(fù)，增加了縱向壓力，說(shuō)明實(shí)際鎖定軌溫比原鎖定軌溫降低了。2024/4/41118無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)前面的分析，可知鋼軌的爬行量與軌溫的變化無(wú)直接關(guān)系，無(wú)論在哪種軌溫條件下，鋼軌的位移均為定值。實(shí)際鎖定軌溫也與軌溫的變化無(wú)直接關(guān)系，實(shí)際鎖定軌溫的變化完全是由于鋼軌的爬行引起的。參與實(shí)際鎖定軌溫計(jì)算的觀測(cè)樁完全位于無(wú)縫線路固定區(qū)，軌溫的變化不至于引起鋼軌位移的改變。觀測(cè)誤差大小與觀測(cè)方法、觀測(cè)手段等因素有關(guān)。準(zhǔn)直儀的觀測(cè)誤差為1mm，兩觀測(cè)樁的累計(jì)誤差為2mm，為了控制因觀測(cè)誤差而造成過(guò)大的實(shí)際鎖定軌溫誤差，宜增大觀測(cè)樁的間距。測(cè)標(biāo)法的檢測(cè)誤差通?？梢钥刂圃?℃左右，參照此，將觀測(cè)樁法的檢測(cè)誤差也控制在4℃左右，則最小樁距應(yīng)為：

因此，觀測(cè)樁的設(shè)置宜保證樁距大于45~50m，否則將會(huì)由于樁距過(guò)短，造成檢測(cè)誤差過(guò)大而失去了指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修的參考價(jià)值。2024/4/41128無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

8.1.2位移觀測(cè)樁的設(shè)置方法

迄今對(duì)位移的觀測(cè)，一般都采用設(shè)置位移觀測(cè)樁的方法。在無(wú)縫線路的伸縮區(qū)、固定區(qū)設(shè)有不同對(duì)數(shù)的防爬觀測(cè)樁，把長(zhǎng)鋼軌分成幾個(gè)固定的觀測(cè)區(qū)段，進(jìn)行定期觀測(cè)。每月對(duì)無(wú)縫線路地段防爬觀測(cè)樁觀測(cè)一次（高溫季節(jié)每月二次）。各領(lǐng)工區(qū)在同一日期進(jìn)行觀測(cè)，以防止跨工區(qū)的長(zhǎng)鋼軌因不是同時(shí)觀測(cè)而造成觀測(cè)結(jié)果不統(tǒng)一，計(jì)算結(jié)果不準(zhǔn)確?？鐓^(qū)間無(wú)縫線路的維修管理，以一次鋪設(shè)鎖定的軌條長(zhǎng)度為管理單元。單元軌條大于1200m時(shí)，設(shè)置7對(duì)位移觀測(cè)樁（單元軌條起、訖點(diǎn)，距單元軌條起、訖點(diǎn)100m及400m和單元軌條中點(diǎn)各設(shè)置1對(duì)）；單元軌條長(zhǎng)度不大于1200m時(shí)，設(shè)置6對(duì)位移觀測(cè)樁（單元軌條起、訖點(diǎn)，距單元軌條起、訖點(diǎn)100m及400m處各設(shè)置1對(duì)）。同時(shí)應(yīng)積極采用鋼軌測(cè)標(biāo)測(cè)量無(wú)縫線路鎖定軌溫技術(shù)，以便與位移觀測(cè)樁校核。鋼軌測(cè)標(biāo)每50m或100m設(shè)一處。2024/4/41138無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

經(jīng)驗(yàn)表明，列車(chē)進(jìn)站停車(chē)時(shí)因需要減速，在進(jìn)站道岔前將會(huì)頻繁制動(dòng)，進(jìn)站道岔因承受過(guò)大的制動(dòng)力而產(chǎn)生較嚴(yán)重的爬行，實(shí)際鎖定軌溫也將產(chǎn)生較大變化。為更好地控制鎖定軌溫，在進(jìn)站道岔前列車(chē)頻繁制動(dòng)地段宜設(shè)置觀測(cè)樁。無(wú)縫道岔觀測(cè)樁的合理布置在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成熟經(jīng)驗(yàn)，需要在實(shí)踐中不斷摸索、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。通過(guò)前面的分析，建議無(wú)縫道岔觀測(cè)樁布置中注意以下幾個(gè)問(wèn)題：(1)觀測(cè)樁是用于觀測(cè)鋼軌由于爬行而造成的不均勻位移，可確定由于爬行而引起的實(shí)際鎖定軌溫變化，因此觀測(cè)樁宜布置在道岔前后25m處。(2)兩組道岔對(duì)接時(shí)，共用觀測(cè)樁宜布置在兩道岔中間。(3)受觀測(cè)誤差影響，觀測(cè)樁間距宜大于45~50m。(4)為便于掌握道岔爬行狀況，進(jìn)站道岔前列車(chē)頻繁制動(dòng)地段宜布置觀測(cè)樁。(5)在限位器、長(zhǎng)心軌跟端處應(yīng)布置觀測(cè)樁，觀測(cè)基本軌、尖軌跟端、長(zhǎng)心軌跟端的位移，同時(shí)測(cè)試軌溫，不參與實(shí)際鎖定軌溫變化的計(jì)算，但應(yīng)與理論值進(jìn)行比較，注意鋼軌位移的突變及與理論計(jì)算的差異，分析原因，若差異過(guò)大，實(shí)際鎖定軌溫可能已發(fā)生變化。2024/4/41148無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

8.2無(wú)縫線路軌溫及鋼軌應(yīng)力監(jiān)測(cè)與檢測(cè)系統(tǒng)

8.2.1國(guó)外軌溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一、英國(guó)自動(dòng)軌溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

英國(guó)的無(wú)線遙感勘測(cè)專(zhuān)家Radio－Tech公司開(kāi)發(fā)了一種新型無(wú)線自動(dòng)軌溫監(jiān)測(cè)（RailTemperatureMonitor，簡(jiǎn)稱(chēng)RTM）系統(tǒng)，并獲得了網(wǎng)絡(luò)軌道公司（NetworkRail，NR）的支持。該系統(tǒng)是全自動(dòng)的，由電池供電，可以連續(xù)有效地監(jiān)測(cè)軌溫。

Radio－Tech公司開(kāi)發(fā)的RTM系統(tǒng)將軌溫探測(cè)器安裝在鋼軌軌底，探測(cè)器將數(shù)據(jù)傳送到70m以外軌道旁的無(wú)線數(shù)據(jù)采集器中。數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)反饋給運(yùn)行RTM軟件的中央服務(wù)器，并監(jiān)測(cè)溫度。同時(shí)，服務(wù)器也將數(shù)據(jù)傳送到因特網(wǎng)、局域網(wǎng)或通過(guò)SMS文本信息系統(tǒng)傳輸，使得工作人員遠(yuǎn)程獲得信息。2024/4/41158無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

RTM溫度傳輸探測(cè)器的外形同絕緣夾具類(lèi)似，安裝快捷簡(jiǎn)便，幾分鐘之內(nèi)就能將其安裝到鋼軌底部，且不易受到軌道維修（如搗固作業(yè)）的影響。在每個(gè)關(guān)鍵部位安裝了8個(gè)探測(cè)器，探測(cè)器可防水，因此也可以安裝在易發(fā)生洪水的地區(qū)。安裝軌邊數(shù)據(jù)采集器只需要十分鐘時(shí)間，可以采用三種方式安裝：一是安裝在60cm高的樁上，保證安全；二是安裝在裝有凸緣的樁上；三是安裝在玻璃纖維塑料盒內(nèi)，用螺栓固定在樁上。此系統(tǒng)對(duì)電力網(wǎng)系統(tǒng)或者太陽(yáng)能板沒(méi)有特殊的要求，這就意味著安裝時(shí)不需要電纜，運(yùn)營(yíng)時(shí)也不必?fù)?dān)心電纜出問(wèn)題。因此，安裝可以在任何地方進(jìn)行，包括路塹、隧道口、橋下和植被上。溫度探測(cè)器電池的使用壽命為10年，而數(shù)據(jù)采集器電池的壽命為1年。數(shù)據(jù)采集器中還有一個(gè)備用電池，因此可以隨時(shí)更換電池而不影響采集器的工作。2024/4/41168無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

一旦系統(tǒng)安裝就位即可投入工作。數(shù)據(jù)采集器將自動(dòng)探測(cè)和收集來(lái)自于鋼軌探測(cè)器的數(shù)據(jù)，然后自動(dòng)將數(shù)據(jù)報(bào)告給中央服務(wù)器。在服務(wù)器內(nèi)可進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析處理，其中包括局部列表顯示，一旦軌溫達(dá)到臨界軌溫，就用有顏色的線條加亮顯示。服務(wù)器也可以傳出數(shù)據(jù)，或以SMS文本信息的形式傳輸數(shù)據(jù)。在任何時(shí)候，系統(tǒng)都可以對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、審查。系統(tǒng)自動(dòng)將文本信息，包括時(shí)間、地點(diǎn)和溫度傳送到移動(dòng)（mobilephone）上，一旦軌溫接近臨界軌溫，技術(shù)人員就要上道檢查。二、日本無(wú)縫線路軌溫監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)近幾年，日本東海鐵路由夏季脹軌跑道引發(fā)的行車(chē)事故逐年減少的原因，是由于建立了一套軌溫監(jiān)測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括確認(rèn)軌溫、夏季特別巡察制度和夏季列車(chē)運(yùn)行規(guī)則。該系統(tǒng)中線路狀態(tài)分為R(紅)、Y(黃)、G(綠)三種類(lèi)別，其內(nèi)涵分別為：R類(lèi)。軌縫判定B或C級(jí)，線路穩(wěn)定安全度a<1.1，連續(xù)翻漿冒泥，軌枕上浮。Y類(lèi)。軌縫判定A級(jí)，1.1≤a<1.2。G類(lèi)：軌縫判定零級(jí)，a≥1.2。2024/4/41178無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

根據(jù)這幾種線路狀態(tài)，在報(bào)警器上設(shè)置4個(gè)警戒溫度：55℃，線路狀態(tài)持續(xù)處于Y類(lèi)，發(fā)布特別巡察指令；58℃，線路持續(xù)處于G類(lèi)，發(fā)布特別巡察指令；60℃、62℃，線路處于Y類(lèi)，發(fā)布停車(chē)指令。日本軌溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)備2024/4/41188無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

系統(tǒng)的主要設(shè)備組成如上頁(yè)圖所示。鋼軌溫度及大氣溫度傳感器采用白金測(cè)溫元件；溫度數(shù)顯裝置前接溫度傳感器，輸出溫度模擬信號(hào)給記錄儀和報(bào)警器；鋼軌溫度報(bào)警器接收溫度模擬信號(hào)，當(dāng)達(dá)到前述設(shè)定溫度時(shí)以燈光和聲響顯示報(bào)警；記錄儀持續(xù)記錄鋼軌、大氣溫度的2通道小型自動(dòng)記錄儀；如遇停電，不間斷電源可保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)4小時(shí)不丟失。系統(tǒng)中，除溫度傳感器設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)外，其他設(shè)備均設(shè)在養(yǎng)路分區(qū)。因?yàn)樵撓到y(tǒng)還要與防災(zāi)系統(tǒng)(雨量、地震、積雪、河流水位4種信息)聯(lián)機(jī)管理，同時(shí)把有關(guān)數(shù)據(jù)及警報(bào)發(fā)送給養(yǎng)路區(qū)，所以在軌溫監(jiān)視系統(tǒng)中需另設(shè)信息發(fā)送器，負(fù)責(zé)溫度信息接收、變換處理及輸出。2024/4/41198無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

8.2.2國(guó)內(nèi)軌溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

目前，我國(guó)的鐵路軌溫監(jiān)測(cè)主要是靠人工定點(diǎn)定時(shí)測(cè)量完成。這種測(cè)溫方法所獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)密度小，難以捕捉日、月、年內(nèi)的最高軌溫和最低軌溫；占用勞動(dòng)力多、測(cè)量誤差大、實(shí)時(shí)性差，因此難以為鐵路工務(wù)作業(yè)提供及時(shí)、準(zhǔn)確、科學(xué)的決策依據(jù)。一、人工軌溫監(jiān)測(cè)系統(tǒng)下圖所示為我國(guó)北方某鐵路局開(kāi)發(fā)的軌溫檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由安裝在軌底的溫度傳感器和軌道旁的數(shù)據(jù)采集器組成。在測(cè)試時(shí)，通過(guò)數(shù)據(jù)采集器測(cè)得當(dāng)時(shí)的軌溫?cái)?shù)據(jù)，較以往直接在鋼軌上量取軌溫更為方便。軌道旁的數(shù)據(jù)采集器

安裝在鋼軌上的傳感器2024/4/41208無(wú)縫線路檢測(cè)系統(tǒng)

這種人工監(jiān)測(cè)軌溫的方法具有局限性，系統(tǒng)只能在觸發(fā)后才能采集，不能自動(dòng)搜集數(shù)據(jù)。此外，使用不同的技術(shù)得到的結(jié)果也不