轨道检测数据（精选8篇）
轨道检测数据 篇1
1 轨道静态检测的目的和意义
铁路线路作为铁路运输的基础设施,也是组成铁路线路的重要部分。作为一种连续的长大工程结构物,其良好的状态和技术质量水平直接关系到机车车辆的使用寿命以及机车车辆的正常运行,关系到行车的舒适性和安全性。由于轨道设备常年暴露在大自然的各种环境中,重载列车的运行以及各种气候条件和天气状况的影响下,轨道的几何形位不断变化,路基、道床随时发生变形,钢轨、轨枕、联接零件及线路设备等不断磨损,对线路造成诸多病害。通过工务检测可以了解线路设备的技术状态和变化规律,及时发现问题,从而科学、合理地安排线路的养护和维修,确保线路处于良好的质量状态,保证线路运输的安全。
轨道静态检测[1]作为工务检测的重要手段,是各工务段、车间、工区对线路进行检查的主要方式之一,是指在没有列车荷载作用时,利用检测工具或设备对轨道进行的检查。各区段负责人都应定期检查线路、道岔和其他线路设备,并重点检测薄弱环节,保证线路精准。
2 当前轨道静态检测技术、手段和相应的数据结构
2.1 轨检小车
轨道检测小车是采用高精度的电测传感器和一系列专用便携式检测机构及数据处理设备,可以在小车的推进过程中自动收集轨道的水平、高低、扭曲、轨距、轨向变化率等轨道不平顺参数的手推式机械装置。此种仪器在线路检测的使用中不仅提高了轨道检测的精度和效率,大幅度减轻了检测人员的工作量,而且计算机强大的数据处理功能可以为现场维修进行详细指导,在一定程度上消除了安全隐患;其缺点是在超限检测时,轨缝信息将引起频繁的超限误报。此外,目前我国维修人员的整体水平与国外水平相比有一定差距,而轨检小车对操作人员的要求较高。
2.2 探伤小车
探伤小车是我国目前探伤作业的主要手段。我国的探伤仪有5个不同通道,分别安装5种探头,以方便探头的维修和调整,同时可以利用列车间隔作业,并能自动识别钢轨种别的变动。目前探伤班组大致分为“母材班组及接头焊缝班组”[2]。探伤速度的控制在探伤过程中尤其重要,维修人员要做到“接头站、小腰慢、大腰匀速探”[2]的原则。另外,下道避车时间,操作人员的操作水平,轨面状态不良的情况都需要注意。探伤小车的缺点是效率低,受环境、仪器、人为因素影响容易漏检。目前,国外探伤大多以探伤车为主、探伤小车为辅,但我国还没能达到这种水平。
2.3 维修人员的日常检查
轨道的状态以及检查人员的水平都直接影响日常检查结果。每个检查人员处理病害的手段不同,对线路病害的判别差异较大,使带班人员难以掌握线路状态,直接影响检养修分离的结果,造成各种轨道病害的频发。目前的当务之急是提高检查人员及维修作业人员的整体水平以及整体素质。
2.4 工务检测数据内容
轨道检测从检测方式上分为动态检测和静态检测;从内容上可分为轨道几何行位检测、轨道部件状态检测及行车平稳性检测。它是轨道科学合理维护的基础,同时也为轨道结构设计及各有关维护标准制订提供试验依据[3]。形成的检测数据大致上包括以下几类数据:
(1)轨道几何尺寸检测数据
轨道几何尺寸常用的检测方法分为静态检测和动态检测两种。静态检测包括线路几何尺寸和道岔几何尺寸,一般利用万能道尺、弦线及板尺等检测工具沿线路逐点进行或用静态轨检仪检测,如图1所示;动态检测的主要设备是机车动态检测装置、轨道检查车、智能动态添乘仪、人工添乘以及检测钢轨伤损情况的钢轨探伤车。
(2)桥隧路基检测数据
桥隧路基检测由工务段检查监控,包括对桥梁、隧道、涵渠以及路基设备的经常检测、定期检测、水文观测和专项检查等[4]。
(3)维修验收与回检数据
线路线路维修分为临时补修、综合维修和经常保养。线路在做过某种维修以后,相关单位都要按规定对作业质量进行验收回检,不符合要求的要及时整改,确保维修后的线路达标。同时,验收单位要对维修作业做好验收记录,就形成了临修验收数据、综合维修验收数据、经常保养验收数据[4]。
2.5 数据来源
目前我国工务生产实际工作中,整个工务检测数据信息平台的数据来源于由各种检测方式获得的检测数据,此外还包括线路桥隧维修数据、工务部门规章制度和地理空间数据等。各种检测方式获得的检测数据包括以下两种:一是通过人工检测或仪器检测将检测数据以纸质文件的形式手动记录下来,并在检测完成后由人工上传到数据信息库中;二是检测设备将自身所带的计算机分析系统得到的电子数据,通过编写特定的数据入库程序导入数据库中[4]。工务静态检测数据的主要信息如见表1:
3 数据应用情况
国内主要利用检测数据的分析结果主要用于安排临时补修,例如通过分析检测数据,指导轨道检查车、机载式添乘仪和各级工务有关人员乘车检查并复核,通知工区对Ⅱ、Ⅲ级以上晃车地段进行检修;对于静态检查超过临时补修标准的超限处所和严重的结构病害需要及时组织人员紧急补修;其他数据主要是作为一个参考值,为确定选择性保养地段提供依据[4]。工务系统对各种检测数据多采用分开存储和独立分析的办法,如图2所示。
4 存在的问题
目前无碴轨道结构形式在国内高速铁路已得到广泛应用,这与它的耐久性和稳定性密不可分。无碴轨道采用的是整体式轨下基础,被称为“省维修”轨道,但是“省维修”不能不维修。随着重载铁路的发展,其轴重的增大加剧了轨道路基结构的沉降变形,线路的几何结构也会相应变化,轨道也会产生损坏,这就要求线路设备更高的安全性。此外,高速铁路作为我国的新生事物,行车速度高、密度大,对于工务部门的维修管理要求很高,其中主要是轨道线路的检测难度及工作量大幅度增加。而目前工务部门的检测手段主要是人工检测,效率不高,已经无法适应并满足轨道交通快速发展的需要,建立新的高速铁路维修管理体制迫在眉梢。
5 解决问题的思路
在日常维护过程中,工务管理部门需要在把握客观事实的基础上,借助现代化的科学技术手段来进行养护维修。特别是轨道几何状态检测方面,单纯依靠人工手段已经不能满足时代的需要,应该引进先进的的检测技术,把常规检查中无法人为发现的病害检测出来,实现工务管理由经验化转向信息化、由人工静态型向仪器动态型转变。只有建立了科学完备的工务维修管理体制,才能养护好轨道线路,确保轨道交通安全高效的运营。可以说,引进新的技术,已经成为目前工务部门亟待解决的问题。
5.1 图像处理技术
轨道的不平顺问题可以利用图象处理技术检测,同时可以使用该技术检测轨道部件状态,如鱼尾板折损、扣件脱落、螺栓松动、钢轨磨损、道床路基坍落、水侵等异常状况都可以全面监测。
5.2 激光光电检测技术
激光光电技术主要应用于测量轨道几何形位变化及限界检测中(如大桥、长隧道的宽度有无变化)。其主要原理是:激光器发出的激光经被测物体反射后,由线性扫描接收器根据光点位置变化确定被测物体的外形情况。
5.3 计算机技术
轨道检测技术的进步要大大得益于计算机技术的发展。先进的计算机技术不仅增加了检测项目,而且在实现同步检测的基础上提高了工作效率、检测精度和可靠性。它主要作用于两个方面:一是与传感器、模拟处理系统构成统一的模拟数字混合处理检测系统,完成轨道的检测;二是对测量结果进行统计分析及评价,为科学管理和维修决策提供科学依据[5]。
5.4 超声波探伤技术
超声波在异质界面上可以产生反射、折射和波形转换,可以检测出各种取向的缺陷。超声波探伤原理就是利用声波在不同介质中的传播特性进行工作。超声探伤系统发射出2.25HZ的高频声波,声波在钢轨中传播并在空气界面或裂纹处发生反射,并通过接受反射声波来判断钢轨中是否存在缺陷,以及缺陷的大小、形状和位置等特征。
6 结束语
轨道静态检测是线路检测的主要方式之一,通过轨道检测可以了解线路的变化,及时发现问题,有利于科学合理地安排线路的养护和维修,确保线路处于良好的质量状态,保证铁路运输的安全。随着计算机、传感器、通信、自动控制、高精度测微等技术的进步,静态检测技术也相应的有了突破性进展。各种检测工具都朝着方便快捷、操作简单、精度高以及数字化和信息化的方向发展。我国的工务部门应重视检测技术的进步,使检测人员和工务管理部门人员从繁重的劳动中解放出来,使得轨道的检测更加准确,科学。
轨道检测数据 篇2
成果承担单位：河北省自动化研究所 项目负责人：连翠玲 联系人：刘祥乔
联系电话：0311-83018762
一、成果简介
“多参数铁路轨道检测仪”是一种检测铁路轨道轨距、水平、轨向、高低、正矢、行走距离和三角坑、轨距变化率等轨道长波不平顺参数的自动化仪器。它以右轨为基准轨，利用激光准直技术、高精度传感器和内置的数学模型，得出以上参数,并将结果作为指导铁路维护的重要依据。
检测仪由激光发射装置和检测接收车两部分组成。检测时，将激光发射装置与检测接收车间隔一定距离锁紧固定在钢轨上（直线轨最远检测距离200米，半径900米轨最远检测距离50米），系统工作时，通过瞄准镜将激光光斑打在检测接收车的激光接收器上，接收器的接收范围360mm×270mm。以一定速度连续推动检测接收车行进，激光接收器实时接收激光信号，根据陀螺仪、位移传感器、编码器以及系统内置的数学模型测得轨道轨距、水平、轨向、高低、正矢、行走距离和三角坑、轨距变化率等轨道长波不平顺参数，并将结果按查询条件进行显示。
该项目已研制完成“多参数铁路轨道检测仪”样机一台，并通过河北省科技厅组织的验收。
二、技术指标
项目 轨距 水平轨向 高低
检测范围
检测精度
1415～1480mm
±0.5mm
±100mm
±100mm
±0.5mm
±0.5mm
±75mm
±0.5mm 正矢
200mm
±0.5mm 行走距离
0～1000km
1‰
三、应用说明
1．应用实例与效果
“多参数铁路轨道检测仪”在北京铁路局石家庄工务段上行线路车间试用，上线测量了线路的轨距、水平、里程等参数。在试用过程中，该系统运行稳定，推行方便，并能够根据线路情况调整参数的设置，达到了铁路养护操作指导规范所要求的内容，降低了我们对于线路的养护劳动强度，在一定程度上节约了人力，提高了劳动效率。
“多参数铁路轨道检测仪”在石家庄铁路工务工程队试用，使用情况如下：该检测仪的操作性和测量参数的可靠性都达到了预期的要求，在操作上较为简便，测量时无需太多步骤，可方便的上线测量；其人机界面友好，能够做到各项功能一目了然；上线测量的铁路轨道的轨距和水平等参数，与经验数据对比，精度能够达到预期；但该检测仪对光稍显繁琐，主要是对光时所用的望远镜功能不足，需要频繁的调整焦距，可能会降低测量效率。
总体来说，该检测仪的使用情况良好，达到了预期的目标。
四、成果推广简介
1．应用范围：该检测仪可应用于全国铁路系统。
2．成果转化方式：我们采用自行转化方式进行成果转化。
轨道检测数据 篇3
铁路是我国交通运输系统的重要组成部分,根据国家公布的数据,我国铁路长度在2014 年初就超过了12 万公里,高速铁路更是突破1. 2 万公里,位居世界首位[1,2]。而钢轨超声检测为铁路的安全运行提供了有力的保障,在钢轨的超声在线检测过程中,由于被检测的轨道很长,而且超声信号检测的频率很高,原始数据量非常之大。为了节省昂贵的高速存储设备成本,有必要开发一个实时压缩系统。小波变换近年来被广泛用于超声数据信号的处理,也包括数据压缩[3,4]。
1 轨道超声的压缩原理
如图1 所示,轨道超声检测数据的压缩可以分为下面几个步骤: 小波变换、量化以及编码。检测信号输入之前已经经过预处理,包括模数转换,去噪等,首先对输入信号进行小波变换,然后用合适的阈值进行量化,最后通过编码的方式降低数据的冗余度,达到压缩的目的。
2 压缩效果的评价
压缩效果可以用下面几个指标来评价。首先是压缩比,计算公式为:
式中,S为压缩前数据的大小,Srec为压缩后的数据的大小。
压缩失真情况可以用相对均方根误差来描述,公式如下所示:
式中,X( n) 是压缩前的原始数据,X’( n) 是压缩后再重构的数据。
还可以用相关系数来描述压缩再重构后的失真情况,相关系数越接近1,表示失真越小,重构数据越接近原始数据。公式如下所示:
式中,X( n) 是压缩前的原始数据,X'( n) 是压缩后再重构的数据。
在比研究缩算法时,本文的目标是追求更大的压缩比的同时,数据尽可能少的失真。还要考虑现实实现算法所需要的硬件资源以及算法实现难易程度等。
3 超声信号的小波变换
3. 1 提升小波变换
现实应用中,传统小波变换存在一系列的问题,有很多局限性。传统小波变换是通过卷积实现的,计算缓慢,满足不了实时需求,而且占用储存资源多,增加硬件成本。而且传统小波变换是浮点运算,不利于重构。
提升小波既保持了传统小波的特性,又解决了普通小波实际应用时的局限性。提升小波变换的特点是正变换与逆变换的大部分结构完全相同,所以提升小波变换具有更快的计算速度,而且正反变换之间能够直接通过取反变换来实现,硬件实现时无需进行浮点运算,降低计算复杂度,具有快速算法[5,6]。
3. 2 小波基比较
从小波变换的原理可知,尺度系数是输入数据的外形包络,在进行小波压缩时,我们希望失真尽可能小的话,也就是希望更多的能量集中在尺度系数之中,因为在小波压缩中,尺度系数是进行保留的,我们只对细节分量进行阈值处理。在比较各种小波基对小波压缩的效果时,引入尺度系数与输入数据的能量比值作为参考指标,公式如下所示:
式中,Ecd为分解之后尺度系数所包含的能量,Ez为输入数据能量总和。他们的比值E描述的是小波分解之后尺度系数保留能量的程度。
对输入数据用不同的小波基进行小波分解,用上述公式分别计算各个小波基在不同层数的能量比值。表1 是计算结果,从表1 可以看出,cdf5 小波族总是能够得到比较好的能量保留,而且随着分解层数的增大,cdf5 小波族把更多的能量留在了尺度系数,因此,cdf5 更适合作为钢轨超声检测信号压缩的小波基。
3. 3 阈值方式
小波压缩是通过将低于一定幅值的细节分量信号置零来实现数据的压缩,阈值的选取一定程度上决定了压缩的效果以及丢失的细节。大部分数据的小波压缩采用全局阈值,但是超声检测信号有自身的特点,采用分层阈值策略可以达到更好的压缩效果,仿真结果如表2 所示。用两种阈值方法处理得出的压缩比比较相近,并无显著差异,但是用全球阈值策略的失真情况明显比分层阈值的略要大得多,基本都在两倍以上。因此在对超声信号进行压缩时,用分层阈值策略比较合适。
3. 4 分解层数比较
选定cdf5 小波基和分层阈值策略,对钢轨超声检测信号进行小波压缩,分别计算各项评价指标参数,得到表3 的结果,从表3 分析可知,随着分解层数的增加,压缩比也会增加,但是均方根误差也会上升,这种情况下不好评价压缩效果与分解层数的关系。
所以把小波分解的相关系数固定,通过调整阈值将不同分解层数的重构信号相关系数固定为0. 9886,再次计算不同层数分解后得到的压缩比,得到表4 的结果。
从表4 分析可知,前6 层压缩比随着分解层数迅速提升,在允许更多失真的情况下,1、2 层的压缩比接近理论极限。当分解层数大于6 时,压缩比随着压缩层数的变化趋向缓慢,甚至出现压缩比下降的现象,也就是为了维持这种失真水平,很难再继续舍弃细节分量。所以分解层数为6 时,就能达到比较好的压缩效果,继续增大压缩层数性价比并不高。另外可以看出在相关系数一定的情况下,均方根误差基本也不会发生变化。
分解层数为6,再分别计算各个评价指标参数,得到表5 结果,对比表5 和表3,我们可以看出6 层分解的各项评价指标参数确实要优于其他分解结果,在压缩比相近时拥有更低的失真,在相关系数相近时,有更优秀的压缩比。进一步证明了6 层分解更合适超声数据的压缩。
4 MATLAB仿真
综上所述,以cdf5 为小波基,分解层数为6,阈值策略为分层与之策略时,会有比较好的钢轨超声检测数据压缩结果。图2 为实验采集的超声钢轨探伤数据小波分解的结果。从图2 可以看出,很多细节分量被舍弃了。
图3 是输入信号和在小波基为cdf5,分解层数为6,阈值策略为分层阈值策略,对输入信号进行小波压缩后的重构信号。此时对应的相对均方根误差为1. 19% ,相关系数为0. 9621,压缩比为17. 95。
5 结束语
针对超声检测数据的特性,通过仿真比较,给出了科学的选取小波压缩参数的方法。并进行了仿真实验,仿真结果基本符合设计的要求。
参考文献
[1]盛光祖.全面深化铁路改革努力开创铁路工作新局面[N].人民铁道,2014-01-11(A01).
[2]马晓飞,于同申.中国铁路行业产出变化的驱动因素——基于2005—2012年面板数据的实证研究[J].技术经济,2014,33(9):85-90.
[3]黄晶,阙沛文.小波分析在管道缺陷超声检测中的应用[J].传感技术学报,2003,16(3):263-266.
[4]Huang S,Tong Y,Zhao W,et al.An adaptive compression algorithm for pipeline EMAT inspection data[J].International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics,2010,33(3):1095-1100.
[5]Cardoso G,Saniie J.Data compression and noise suppression of ultrasonic NDE signals using wavelets[C]∥Ultrasonics,2003 IEEE Symposium on.IEEE,2003,1:250-253.
轨道检测系统试验标定设备 篇4
1 轨道检测系统试验及标定内容
轨道检测系统检测内容包括:轨距、高低、轨向、水平 (超高) 、三角坑、曲率、车体响应, 需要进行激光摄像检测参数、轨距、轨向、高低、水平等标定。
2 试验及标定设备
2.1 视觉测量参数简易现场标定器
视觉测量的基本任务之一是通过摄像机获取图像信息计算三维空间中物体的几何信息, 并由此重建和识别物体。三维空间中物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系由摄像机成像的几何模型决定, 几何模型中的参数是摄像机参数, 即视觉测量参数。视觉测量参数包括摄像机的内部几何和光学特性 (内部参数) 及摄像机的三维位置和方向 (外部参数) 。内部参数主要包括摄像机焦距、镜头畸变系数及图像平面原点的计算机图像坐标;外部参数包括旋转矩阵和平移矩阵。
视觉测量参数简易现场标定器 (见图1) 适用于钢轨轮廓图像视觉测量参数的标定, 包括固定部 (固定在被检测钢轨上) 、标定部 (与固定部连接) 、反射部 (针板和在针板上的数个标定针) 。
通过固定在检测设备上的固定部和反射部, 将轨廓视觉图像测量参数标定器直接固定在钢轨上, 解决了以往同类设备标定过程繁琐、效率低和存在安全隐患问题, 其标定方法简便, 提高了工作效率。视觉测量参数简易现场标定器现场使用状态见图2。
2.2 两自由度激光摄像组件标定台
激光摄像组件是轨道检测系统主要数据采集部件之一, 采集的数据包括轨距和高低变化量, 其准确度直接影响整个轨道检测系统的检测结果。因此, 激光摄像组件的准确验证及标定至关重要。激光摄像组件标定台主体由控制箱、驱动器、平移台、控制卡及主机构成, 可在实验室一次性对激光摄像组件作整体标定。在标定获取激光摄像组件图像参数后, 使用激光摄像组件标定台对钢轨横向和纵向位移进行控制, 同时使用激光摄像组件测量单边轨距的变化。
1标定针;2针板垂直面;3针板主体;4水平定位螺栓;5水准泡;6磁性底座;7固定架;8钢轨;9标定部;10针板水平面;11定位销;12垂直定位螺栓;13固定部;a磁性底座安装孔
标定时计算机给出精确的标定台位移量, 使标准轨断面按步进或给定频率运动 (运动方式包括匀速、加速、减速、正余弦速度往复等) 。激光摄像组件中的摄像机采集照射在钢轨断面上的激光线, 通过处理转换为测量位移。将2组数值与系统处理数据对比, 根据对比差异进行软硬件调整及标定。如电控位移台控制钢轨位移量分别是1、2、3mm时, 检测系统检测得到的单边轨距变化量也应是1、2、3mm, 这样才能保证轨距测量精度在±0.5mm内。
将单侧短轨移动5个位置进行轨距测量, 然后与实际值进行比较。在1435mm位置处观测30min, 积累15个样本值, 观测其稳定性。标定台两自由度的位移分辨率为0.02mm, 重复定位精度为0.003mm, 绝对定位精度为0.005mm, 可满足轨距测量精度±0.5mm以内的要求。
2.3 轨向高低标定仪
轨道检测系统的轨向和高低信号来自激光摄像组件测得的单边轨距或高低位移、轨向加速度计和垂向加速度计测得的惯性位移。单边轨距指轨距点相对检测梁 (轨向加速度计) 的位移, 高低位移指轨顶面相对检测梁 (垂向加速度计) 的位移, 惯性位移指轨向及垂向加速度计相对惯性基准的位移。只要保证惯性位移测量与单边轨距精度相似, 轨向检测精度即可保证。
轨向高低标定仪 (见图3) 由伺服电机、运动导轨、钢轨廓面模拟板、加速度计安装板、平台调整支架、平台箱体、电路系统、数字显示器等部分组成。平台调整支架标定时夹紧钢轨以固定整个台体, 在加速度计安装板上安装加速度计, 其与台面刚性连接。钢轨廓面模拟板通过端部螺栓与台面刚性连接, 廓面模拟板与加速度计同步运动。数字显示器实时显示标定仪的运动频率, 标定人员可随时了解运动状态。轨向高低标定仪的运动距离为25 mm, 运动频率满足0、0.5、1、2 Hz不同档位的随时更换, 运动频率准确、稳定。轨向高低标定仪标定时, 将轨向加速度计与廓面模拟板固定在加速度计安装板上, 当加速度计安装板按一定频率做往复运动时, 轨距的测量位移为正弦波, 惯性位移的输出值也为正弦波。调试信号调节板的增益和相位, 当单边轨距和惯性位移相减后输出值为0时, 可认为惯性位移与单边轨距检测精度相同。这种标定方法俗称轨向的“平衡”标定。同理, 高低的标定是将平台调整支架翻转90°, 加速度计同向旋转90°进行“平衡”标定。轨向高低标定仪的位移范围:0~25 mm;位移精确度:0.2 mm;分辨率:0.1 mm;往复频率:可调0.5、1、2 Hz;供电:220 V, 50/60 Hz;运动方向平行度:0.1 mm;环境温度:-20~40℃;质量:小于12 kg。
2.4 两自由度惯性组件试验台
惯性组件是轨道检测系统中重要的惯性器件, 可转动测量 (横摇、航偏、俯仰) 2或3个方向, 是进行惯性组件试验和水平标定的关键设备。惯性组件试验台 (见图4) 由控制箱、伺服驱动器、控制卡、角位台、旋转台及主机组成, 其上平台为一个水平方向的旋转台 (航偏运动) , 下平台为一个垂直方向的摇摆台 (横摇或俯仰运动) 。惯性组件试验台可实现惯性组件的波形比较试验, 验证不同检测车上的不同类型惯性组件间的差异, 并根据差异进行一致性调整。水平标定时, 可对惯性组件姿态进行精确控制, 通过采集的数据波形进行数据软硬件调整, 达到水平标定目的。惯性组件试验台可长时间按两自由度给定波形运动, 横摇角可30°往复运动, 航偏角可360°无限量旋转, 分辨率0.02mm, 最高速度180°/s;重复定位精度0.005°;绝对定位精度0.01°。
2.5 多自由度综合系统试验台
多自由度综合系统试验台 (见图5) 是可多自由度运动的平台, 由控制计算机、驱动控制箱、光学平台、上下运动平台等部分组成, 其中上下运动平台可横向及纵向运动, 可对任意组合的图像识别设备进行相对运动试验。多自由度综合系统试验台的4台电机可同时控制, 控制器由控制单元、驱动器、稳压电路组成。控制单元采用高速、高性能、低功耗的MCU芯片, 软硬件采用防护措施, 保证系统运行的稳定性和可靠性。全功能手动键盘配置和丰富的液晶屏信息显示便于操作。运动过程中速度快慢可调节。驱动器可控, 并根据具体型号进行细分设置, 最大为256细分。支持S曲线加减速, 加速度可根据负载类型自由设置, 最快加速时间10 ms, 可进行轻载、小惯量和重载、大惯量的负载平滑加减速。支持软硬限位功能、零位安装位置设置、脉冲、毫米及度、分、秒的输入和显示。多自由度综合系统试验台可控位移0.001mm, 目前可进行扣件识别、钢轨表面擦伤、弓网定位器坡度识别等试验。
2.6 六自由度轨检系统测试与标定试验台
轨道检测系统测试与标定试验台为一套机电控制系统, 是目前我国唯一的轨检梁整系统试验与标定平台, 主要功能如下:
(1) 检测系统仿真分析。
轨道检测系统运动试验台用于模拟轨道检测设备在列车转向架上的相对钢轨运动。其控制系统可采用自动和人工控制, 可预先设置轨道检测系统传感器及钢轨的运动状态。计算机处理系统可精确给出轨道检测梁及钢轨的姿态变化, 仿真轨道不平顺, 达到近似模拟轨道检测系统在线路上运行的效果。
(2) 检测系统标定分析。
轨道检测系统试验台为满足激光摄像组件、惯性组件等设备标定试验要求, 可实现实验设备的正弦波振动、实际列车运行环境下的轨检梁振动模拟、按指定波形参数进行的振动, 使各种运动得到分解, 满足轨道检测系统的分析及标定。轨道检测系统测试与标定试验台 (见图6) 由上下平台、作动缸、控制机箱、驱动器、上位机、数据网络等部分组成。
轨道检测系统测试与标定试验台具有六自由度的运动模拟功能, 可实现3个正交方向的直线运动, 同时可对俯仰、摇摆和航偏方向的运动进行模拟。轨道检测系统接收上位计算机的运动指令, 控制器控制6个电动伺服作动器, 实现六自由度的运动再现。运动模拟平台可实现各自由度上规则波和随机波的运动。
轨道检测系统测试与标定试验台两侧的轨道安装平台具有沿轨道切线水平和垂直2个方向运动的自由度, 可模拟轨道高度和水平的横向运动;可控制正弦波、三角波、方波、梯形波、锯齿波、任意形状随机波的波形, 也可以通过数据文件直接输入自定义波形;可实时显示运动平台的6个运动方向波形、位移和各个电动作动器的受力;可将命令值、反馈值等数据实时存储到文件中;可对位移超限和力超限保护。
轨道检测系统标定时, 将轨道检测梁放置在试验台的上平台, 根据轨道检测车采集到的现场数据进行平台位姿及加速度控制。数据的回放和姿态复现对轨道检测系统的重复性验证及可靠性验证具有重要意义。
轨道检测系统测试与标定试验台可进行0~50Hz的扫频运动, 垂向最大加速度±5g, 横向最大加速度±3g, 满足Z方向-100~100mm垂向运动、Y方向-100~100mm水平横向运动、绕Z轴转动-30°~30° (偏航) 、绕X轴转动-26°~26° (横摇) 。
3 结束语
高速轨道检测系统精确控制技术 篇5
1 轨道检测系统距离采样原理
为实现等距离空间采样, 在列车轴头安装光电编码器, 通过其采集脉冲 (见图1) 。编码器转动一周输出固定的脉冲个数。通过速度与距离和脉冲的关系可测算光电编码器的脉冲数量, 并获得等距离值。若光电编码器转动一周输出脉冲数为M, 设车轮直径D (单位:m) , 则距离为L (单位:m) 等距离采样时需要计算的脉冲数δ为:
轨道检测系统中使用M=5000转光电编码器, 按照空间等距离L=0.25m采集一次数据, 无论列车以怎样的速度运行, 只要准确计量列车运行0.25m光电编码器产生的脉冲数δ, 然后对传感器进行一次数据采集, 经过合成计算即可得到采样位置的轨道几何参数。列车高速运行时, 脉冲数频率大大提高, 准确计算脉冲数、不产生丢失现象是重点研究的问题。
2 轨道检测脉冲计数方法
随着计算机的普及和应用, 由计算机及其外围接口插卡组成的应用系统广泛应用。检测列车速度和位置时采用光电码器与脉冲信号采集计数器卡相结合方式。在控制系统中, 一般将码盘信号经光电隔离后送入信号采集卡进行处理, 采集及处理的过程对系统具有重要影响。实时计算机系统中, 采用的计数器卡是一块通用的具有计数器/定时器和I/O功能的插卡, 可用于各种信号采集和数字输入输出口的控制系统。采用PCI总线的4轴正交解码器和计数器卡含有4个32-bit正交A、B相编码计数器, 带多范围时基选择器的8-bit定时器及4个隔离数字量输入和输出。
脉冲计数器卡每个通道都有一个增量编码器的解码电路, 输入类型是单端或差分。正交输入是有索引和无索引的线性或旋转编码器信号, 电编码器采用A相与B相相位差90°对脉冲计数 (见图2) 。
最大正交输入频率为2MHz, 计数器模式下的最大输入频率为8MHz, 可对每个计数器进行单独置成A/B正交信号模式、脉冲/方向信号模式或正/反脉冲信号模式。每个通道都可接收数字量输入, 并作为旋转编码器的索引信号输入或线性编码器的原点感应开关信号输入。在使用特定的数字量输入口、计数器正向溢出/反向溢出、高于/低于比较值或设定时间间隔产生中断时, 脉冲计数器卡可向计算机系统发出中断信号。在0.02~51s内, 计数器可对用户设定任何时间间隔连续产生中断。通过中断能够监测到检测系统的运行速度。
3 轨道检测同步采集控制
在高速轨道检测系统中, 列车上安装了很多传感器, 还有激光摄像图像处理系统, 数据同步采集是重点研究的问题。经过大量研究与实验, 以及多年的应用经验, 采用脉冲计数器卡, 其可提供4个数字量输出通道, 每个通道可接收平常TTL输出的数字量输出。当脉冲数记录到δ个时, 实时数据处理计算机向激光摄像计算机发出高电平信号, 接收信号后, 激光摄像计算机向数据处理计算机发送经过计算后的单边轨距数据, 以供实时数据处理计算机进行合成计算。同时, 数据处理计算机对在AD采集卡上获取的数据进行一次采集, 通过脉冲计数值达到δ个, 将采集的所有数据信息进行合成, 达到整个系统数据采集同步控制 (见图3) 。
在通常脉冲计数法中, 计数器在闸门时间内对信号脉冲进行计数。普通脉冲计数器只能输出整数脉冲, 测量出的脉冲信号频率存在较大的量化误差 (±1) 。降低脉冲计数量化误差的途径主要有测周期法、锁相环技术及脉冲零头计数技术等方法。测周期法和锁相环技术不能从根本上消除脉冲计数的±1误差;测出脉冲零头数Δnq, i和Δnq, i+1, 即可避免±1误差, 降低脉冲计数的量化误差。
通过高精度高频率的时钟信号, 测量脉冲零头所持续的时间δτ, 并与待测脉冲周期τx进行比对, 估算脉冲零头:
测量时间δτ为测量该段时间内时钟信号的脉冲个数。为满足实时性要求, 通过计数器脉冲和时钟信号控制累加器与寄存器以实现计数目的。用光电编码器脉冲的上升沿触发累加器A, 即在每个光电编码器脉冲A相与B相相差90°的情况下触发累加器加1, 用时钟信号的上升沿触发累加器B, 累加器A和B在计数满值 (溢出) 时自动清零, 重新开始计数, 如此循环不断。脉冲计数误差消除方法见图4, 图中第i个 (i=1、2…N, N为自然数) 闸门的累加器数值Ai、B1, i、B2, i、B3, i和第i+1个闸门的累加器数值Ai+1、B1, i+1、B2, i+1、B3, i+1为待测脉冲。测量脉冲零头持续时间δτ为测量该段时间内已知频率的时钟脉冲个数, 即该段时间起点和终点的累加器B计数值之差。测量待测脉冲周期τx为测量陀螺信号相邻2个脉冲之间的时钟脉冲个数, 即相邻2个陀螺脉冲处累加器B计数值之差。在第i个闸门的脉冲零头为:
第i+1个闸门的脉冲零头为:
第i到第i+1个闸门脉冲的计数值为:
在列车高速运行条件下, 采用脉冲数精准技术对光电编码器脉冲准确计数, 实现同步采样控制。
4 结束语
高速轨道检测系统精确控制技术是检测系统中的重要环节之一, 脉冲计数准确和同步控制方法需要不断改进和提升。采用脉冲计数误差消除方法可精确实时测量光电编码器输出的脉冲数, 并同步控制时钟信号, 稳定实现计数功能, 提高轨道检测系统性能。
参考文献
[1]陈东生, 田新宇.中国高速铁路轨道检测技术发展[J].铁道建筑, 2008 (12)
[2]廖丹, 杨建强.XC3S400AN在四频差动激光陀螺脉冲信号计数中的应用[J].电光与控制, 2009 (9)
[3]姚震, 刘方铭.TMC-10计数卡在微机控制系统中的应用[J].自动化与仪器仪表, 2004 (4)
[4]张志文, 胡志洁.PSoC的多路陀螺输出脉冲计数系统设计[J].西安工业大学学报, 2011 (3)
[5]郑屹, 张志文.惯导组件多路脉冲计数系统设计[J].西安工业大学学报, 2011 (3)
提速线路轨道长波不平顺检测技术 篇6
1 模拟滤波器
在该技术当中, 模拟滤波器主要是用来抗击混叠滤波的, 它能够将传感器原始信号当中的高频干扰进行充分的处理, 我们在设计的过程中做出了如图1 所示的模拟滤波器的频率响应。
在图1 当中f代表的是频率, f0 代表的是滤波器截止频率, 它主要会受到电路参数的影响, 所以我们在设计的过程中选择恰当的滤波截止频率可以很好的确保不平顺信号在正常的范围之内不会被滤掉, 此外, 传递的函数为1, 其他波长检测信号在过滤带当中能够在较短的时间内就逐渐的减少, 直到被滤除, 这样也就可以能够为长波不平顺检测提供更好的条件。
2 轨检车最低检测速度
长波不平顺所能携带的传感信号非常的微弱, 在模拟滤波器设计的过程中, 其是否能够满足长波不平顺检测的精度要求, 首先是要看传感器的精度是否能够达到基本的要求。 其次轨检车的检测速度一定要在合理的范围内, 由于惯性基准法及测量轨道不平顺的过程中必须要对传感器的信号予以精确的积分运算, 积分运算的步长就是等空间距离条件下所对应的时间, 也就是在不同的时间间隔下是, 速度越小, 其所对应的时间间隔就越长, 如果长时间的处于低速运行的状态下, 积分就非常容易出现饱和的状况, 这对结果自身的稳定性和准确性都会产生非常大的不利影响。 产生这种不稳定现象的基本原因是非线性误差和漂移误差。
式中:v为运行速度;λ 为不平顺波长;t为时间
按照我们所选择额传感器精度和最大波长及普平顺检测的精度可以通过计算得出最低的检测速度为40km/h。
3 数字滤波器
3.1 数字滤波器的设计
数字滤波器在应用的过程中可以提高轨道不平顺波长范围截取的准确性, 同时也不会产生十分明显的畸变现象, 从而确保了检测的精度。
在传统的轨检车中所使用的数字滤波器 ( 旧滤波器) 的系统函数为:
旧滤波器在应用的过程中的优势是, 其操作比较简单, 计算的速度比较快, 截止波长在30m左右。但是它也存在着非常明显的不足。它的旁瓣非常大, 所以波长长度较大的轨道不平顺检测工作中会产生非常明显的误差, 检测的精确性会受到一定的不良影响。
为了更好的保证截止波长70m长波轨道不平顺检测的质量和效果, 我们采取以下措施设计出了新的数字滤波器 ( 新滤波器) 。
首先是要设计一个三角窗来替换原有的矩形窗, 这样也就可以十分有效的减小旁瓣的面积, 使得检测的精确性得到显著的改善。其次是采用并联窗结构。把三角窗当成是基窗, 之后再设计出一个三角窗和两个矩形窗当做是基窗的辅助窗, 各窗的函数采取并联的方式, 这样也就使得基窗的旁瓣和辅助窗的旁瓣能够相互影响, , 这样也就使得检测的精度进一步提升。再次是对窗长和各窗的函数系数进行科学合理的设置, 这样才能保证滤波器的特点能够得到充分的发挥, 此外, 其还要具备70m的截止波长。
新滤波器的系统函数如下:
新滤波器在实际的应用中可以非常好的满足截止波长的要求, 同时在滤波效果上也有着十分明显的优势, 也就是说在70m之内的波长当中都是通带的形式, 同时其也不是非常的陡峭, 检测精度上有着非常好的表现, 过渡带的长度也不是很长。
3.2 数字滤波器的编程
采样间隔的设置方面按照每米四个采样点的距离进行设置, 按照式 ( 2) 所计算出来的滤波最小长度为561, 我们将滤波之前的数字序列用x ( k) 来表示, 滤波之后的数字序列用y ( k) 来表示, 截止波长为70m的数字滤波器的实现方法就将可以采用差分方程来表示:
在编程的过程中应该使用循环算法来运行各窗的函数, 在计算机中编制该程序来完成这一算法的基本运行程序, 这种算法具有速度快, 运算程序简洁的优势, 同时它也能够十分有效的满足实时检测的基本要求。
4 轨道质量评判
根据检测的轨道长波不平顺结果, 按照轨道不平顺幅值管理标准作超限评判, 得到轨道长波不平顺超限数据, 使用TCP/IP协议, 通过网络发送给数据服务器, 存放在数据库中, 供数据编辑、报表汇总等应用程序调用。这样, 将长波不平顺超限数据与传统的中波不平顺超限数据结合, 用于评价提速线路轨道质量, 指导线路养护维修工作。
5 结论
截止波长为70m的长波不平顺检测技术满足了提速线路的检测需要。 轨道长波不平顺检测技术的管理标准还需要通过应用实践不断地修改完善。 只有这样, 才能更好的推动该技术的发展。
参考文献
[1]鲁寨军, 田红旗, 周丹.270km·h-1高速动车模态分析[J].中国铁道科学, 2005 (06) .
CRTSⅠ轨道板外形检测技术 篇7
3.3关系和帮助流动、留守妇女, 强化妇女思想政治工作。为了加强妇女思想政治工作, 就要着重做好流动、留守妇女的思想政治工作。树立平等观念, 创造良好氛围, 消除少数人歧视流动人口的观念, 肯定他们对地区经济发展做出的积极贡献, 理解、关心妇女群众, 为他们创造良好的工作、生活、文化娱乐环境。加强对流动、留守妇女群众教育培训, 提高整体素质水平。对流动人口进行多层次、有针对性的系统性的培训, 建立学习、考试、发证、上岗的管理机制。加强对流动和留守妇女的伦理道德教育和社会公德教育, 提高文明程度, 切实提高流动和留守妇女学法、懂法、守法、依法维护自身权益的能力, 与城市发展形成良性互动。提供政策支持, 建立保障机制, 积极推动流动妇女的社会养老保险、医疗保险和生育保险, 保障他们生存和发展的权利。搭建活动阵地, 丰富业余生活。加强社区针对留守妇女群体建设文化阵地, 以家庭、社区为单位, 经常开展丰富多彩的文化活动, 帮助促进开展思想政治教育。坚持把关心妇女儿童的民生问题作为重中之重, 建立帮扶关爱机制, 重点帮助困难妇女、流动妇女和留守儿童等弱势群体解决实际困难, 体现人文关怀。
3.4以创新精神探索新时期妇女群众思想政治工作的新方法和新途径, 思想政治工作必须增强时代感、加强针对性、实效性、主动性, 妇女群众思想政治工作必须处理好以下几个关系:要正确认识和处理继承与创新的关系, 使女职工思想政治工作充满生机和新鲜活力;要正确处理组织与部门的关系, 自觉服从领导, 依靠部门共同做好妇女群众的思想政治工作;要正确认识普遍性与特殊性的相互关系, 确保妇女群众的思想政治工作的科学性;要正确处理整体与局部的关系, 建立和完善新的机制体制, 齐心协力抓好妇女群众的思想政治工作;要正确处理载体创新和妇女群众的思想政治工作自身发展之间的关系, 科学利用创新载体把妇女群众的思想政治工作融入各项建设之中, 推进妇女群众的思想政治工作进入新的发展阶
(上接307页) 3.3检测结果
3.3.1偏差计算/分析。双击“工程名”中的轨道板名称即可浏览、计算对应的轨道板观测数据。点击“偏差计算”即可计算螺栓孔线性度偏差、螺栓孔平整度偏差、螺栓孔观测顺序, “偏差计算”完成后点击“退出”即可从轨道板测量栏里选择您需要浏览的偏差图。3.3.2成果输出。主要成果包括轨道板 (模具) 线性度、平整度偏差俯视图模型、轨道板螺栓孔偏差计算成果表、螺栓孔偏差分布区间图、轨道板外形尺寸检查卡 (见图1) 和轨道板外形尺寸略图。以上成果可以很直观的反映轨道板的各项外形数据指标是否满足要求, 更方便的控制轨道板的外形指标。
3.4轨道板检测系统使用中的问题
3.4.1在测量过程中经常出现螺栓孔平整度检测严重超标, 但与实际并不相符, 经检查发现预埋套管周边混凝土在检测前没有清理干净, 从而造成较大的误差, 所以每次检测时候一定要把预埋套管周边砼清理干净。3.4.2在测量过程中存在漏测等现象, 由于工作量较大加上人为操作容易出现错误, 经常出现跳测现象, 这样最终导致整个轨道板检测数活力的新情况、新特点。善于运用社会学、心理学、妇女学、法学、经济学等社会科学的原理和方法, 研究当代妇女群体的思想特点, 探索新时期妇女群众思想政治工作的发展规律。
妇女群众的思想政治工作是党的思想政治工作的重要组成部分, 不管什么时候、任何地点, 情况如何发展变化, 都必须服从党的领导, 营造思想政治工作的新格局, 形成思想政治工作的合力, 相互加强联系, 及时沟通情况, 彼此交流经验。
加强妇女思想政治工作要充分认识到妇女群众广泛分布在各个部门和层面, 思想政治工作决不是随便哪个委员会或机关哪一个部门所能包揽的事, 必须建立社会化的妇女思想政治工作新体制。依靠社会的力量, 资源共享, 形成各个部门齐抓共管的局面, 提高工作效率及实效性。加强妇女思想政治工作同时还要根据变化的形势和妇女群众的需求, 不断在妇女群众的思想的创新上下功夫。自觉更新观念, 深入研究存在的问题, 因地制宜, 积极解决问题。
5结论
加强妇女思想政治工作必须认真贯彻落实党的十七大精神, 加强和改进思想政治工作, 注重人文关怀和心理疏导, 用正确方式处理人际关系, 不断创新妇联思想政治工作新思路, 推动妇女思想政治工作再上新台阶。
参考文献
[1]宗禾.领导者要首先做到身正理通心诚.思想政治工作才能说服人感召人[N].安徽日报, 2000.
[2]扬州大学:吴允侠, 吴健.实效性是加强思想政治工作的关键[N].中国教育报, 2000.
[3]张艳丽;论农村“留守妇女”思想政治工作面临的问题与对策[J].河南大学, 2010.
[4]刘吉.面对面/实对实/心对心———关于“对话”是思想政治工作一种新型方法的几点思考[J].思想政治工作研究, 2006.
[5]田建华.论思想政治工作中应正确处理的几个关系[J].邵阳高等专科学校学报, 2001.
据出现错误, 需要重新测量, 所以要反复检查, 检测一个点核对一个。
4其他外形尺寸检测
厚度采用游标卡尺进行检测, 分别检测轨道板的四角。预埋套管凸起高度采用深度尺进行检测, 分别检测每一个绝缘套管。预埋套管垂直度采用与绝缘套管相配套的螺具旋进套管内, 用靠尺紧贴螺具, 在120mm处拿塞尺检测。
结束语
使用全站仪配合专用软件的轨道板检测系统大大提高了轨道板外形的检测速度, 操作简单方便, 且可以直观查看轨道板外形检测后的结果, 是高科技产品在现代高精度土木工程施工中的成功应用。但是该系统也有需要改进的地方, 特别是该系统还不能包含全部外形检测项目, 需要从检测器局和软件方面进行改进, 以建立一套完善的可以满足全部轨道板外形检测需要的系统。
测角精度:1"
测距精度:1mm+1.5 x 10-6D
3.1.3轨道板检具。精密加工的螺栓孔套筒, 球型棱镜, 外形尺寸棱镜座。经过工厂严格加工、检测, 确保了每一个检具的精度。
3.2轨道板检测流程
3.2.1架设全站仪。在坚实地面处架设全站仪, 使用全站仪内置的精平微调, 将全站仪调平至测角精度为1"。3.2.2启动轨道板检测软件。启动软件后即进入轨道板检测系统的主界面, 然后新建一个文件用于记录检测信息。3.2.3系统设置。点击菜单栏“系统设置”项, 选择“系统参数设置”进行相关设置。a.轨道板 (模具) 测量模式。选择“跟踪测量”, 将从1号点开始全程使用棱镜跟踪测量方法。选择“坐标增量测量”将手动照准1、2号点, 从3号点开始根据轨道板或模具的尺寸规格, 按照观测顺序, 指挥全站仪自动照准剩余螺栓孔。b.线性度偏差计算方法。选择“单列计算”为根据每一列螺栓孔的观测值来计算的偏差。选择“拟合中线”为根据4列螺栓孔的观测值来计算的偏差。点击“通讯设置”进入如下对话图1轨道板外形尺寸检查卡
高铁无碴轨道检测技术发展综述 篇8
一、无碴轨道技术
“碴”的意思是岩石、煤等的碎片。在铁路上, “碴”指作路基用的小块石头。传统的铁路轨道通常由两条平行的钢轨组成, 钢轨固定放在枕木上, 之下为小碎石铺成的路碴。路碴和枕木均起加大受力面、分散火车压力、帮助铁轨承重的作用, 防止铁轨因压力太大而下陷到泥土里。此外, 路碴还可以减少噪音、吸热、减震、增加透水性等。这就是有碴轨道。传统有碴轨道具有铺设简便、综合造价低廉的特点, 但容易变形, 维修频繁, 维修费用较大。同时, 使列车速度受到限制, 不适于列车高速行驶。世界高速铁路的发展证实, 高速铁路基础工程如果使用常规的轨道系统, 道碴粉化严重, 线路维修频繁, 安全性、舒适性、经济性相对较差。
无碴轨道初期投资比有碴轨道大, 但无碴轨道结构可大幅度减少养护、维修费用, 减少列车限速、中断行车等对运营的干扰。无碴轨道不仅节省了养护维修费用, 减少了对运营的干扰, 而且大大改善工人的劳动条件, 带来显著的社会效益与经济效益。无碴轨道突出的特点之一就是能确保轨道高度平顺, 保证旅客列车高速运行时的安全性和舒适度。无碴轨道的特点和性能对铁路线路的设计和施工提出了更高的要求目前无碴轨道建设和维修都没有达到自动化程度。这意味着在施工工序和质量控制都提出了很高的要求。
二、高速铁路轨道检测技术概况
1. 国外高速铁路轨道检测技术发展现状。
目前, 高速铁路发达国家利用高科技手段, 研制开发具有综合性、高精度、高速度、高智能、高可靠性的大型轨道检测设备, 检测技术实现了重大飞跃。高速铁路发达国家高速轨道检测技术中检测方式、检测设备可靠性均有较大改善, 检测项目更加全面。轨道检测技术通过计算机网络、光纤通信、激光摄像、高速光纤数字陀螺、数字滤波等技术的成功应用, 通过对检测设备安装接口方式的独特设计 (主要指安装方式或悬挂方式改变) , 为高速铁路轨道状态安全、实时检测与科学管理奠定了基础。
2004年, 美国ENSCO公司推出了最新的检测车体系。开发了单用一控制台同时测量操作技术, 包括轨道外形和轨道横断面测量, 声学测量、轮轨波纹、悬链线测碍量、乘车舒适度、轮轨冲击和鱼外尾板检测系统。系统采样同步操作, 最终利用GPS技术输出来产生出轨道图形和完成预检查。所有测量数据存储在车载数据库中, 可以提供灵活的数据报告, 以便进行数据分析。2006年6月12日, 法国Iris320高速检测车正式亮相。Iris320高速检测车把单一的自驱动列车 (行驶速度为320km/h, 在某些条件下甚至达到350km/h) 、全套基础设施检测和记录功能集中在一起。2007年普拉塞·陶伊尔公司的EC-5轨道检测车, 检测速度是160km/h, 配备利用GPS和光学原理的非接触惯性测量系统。轨道几何尺寸测量包括了线路空间图中的轨距、线路纵向水平、钢轨平整、道岔、曲线和坡度等诸多参数, 利用GPS能够自动绘出。利用全自动激光系统扫描钢轨, 记录下钢轨的断面, 实时地检测出钢轨类型, 计算出与标准形状的偏差, 标识出具体方位, 还能测量出钢轨结构中的轨高、轨宽和斜轨的尺寸以及钢轨磨耗的状况。
2. 国内高速铁路轨道检测技术发展现状。
国内轨道检测技术经过二十余年的集成创新研究, 已初步形成了国内轨道检测技术体系, 从检测系统类型划分为GJ-3、GJ-4、GJ-5三种类型 (如表1) , 三种检测设备代表了我国不同时期的轨道检测技术发展水平。其中, GJ-4、GJ-5型检测设备已成为我国既有线路轨道状态监控的主要手段, 最高检测速度达到200km/h。2009年3月27日, 由中国南车集团南京浦镇车辆厂自主研制的我国首辆200km/h轨道检测车顺利下线, 是专门用于检测高速铁路轨道和路基安全技术参数, 填补了我国在这一领域的研制空白。
三、无碴轨道检测系统测量原理
无碴轨道检测系统是用于轨道测量的设备, 通过全站仪及轨检小车内部高精度的传感器和现代高科技的通讯手段, 获取轨道线形的状态参数。具有无线传输、自动跟踪、自动检校、参数计算、性能稳定、操作方便等特点, 主要由轨检小车、全站仪 (内置电台) 、控制器组成, 如图1所示。
测量过程中使用控制器进行测量操作, 通过全站仪内置电台、主动跟踪目标功能和轨检小车上的蓝牙通讯系统把轨道检测系统连接成“三位一体”的检测工具。测量时首先利用控制器向全站仪发出测量指令, 并接收来自全站仪、轨检小车测量采集的原始数据, 然后使用控制器对原始数据进行综合处理, 计算出轨检小车测量位置的轨道调整参数 (主要包括线路中线偏差值、轨面高低偏差值、水平超高偏差值) , 最后通过控制器向轨检小车发出轨道调整信息, 跟踪轨道调整过程中轨检小车测量位置的轨道状态, 指导现场施工。控制器是轨道检测系统数据处理和信息传输的中枢, 通过电台信号和全站仪连接, 采用蓝牙通讯和轨检小车相连。目前, 轨道检测系统具有体积小、重量轻、容量大、功能全的特点。