【正文】 鐵路工作中的一項重要基礎(chǔ)工作。在MGV檢測列車中采用采用法國既有成熟的動力集中式TGV動車組，8節(jié)車輛的編組：Coach 1：用于測量車體、軸箱等加速度，測量鋼軌斷面并進一步計算軌道的幾何形位；Coach 2：用于接觸網(wǎng)檢測，受電弓接收到的電流、弓網(wǎng)的動力學(xué)參數(shù)以及磨耗情況；Coach 3：用于信號檢測，信號的傳播、信號傳播的速度、同軌道的固定接觸； Coach 4：其它雜項，如列車與軌道的通話，GSM，列車定位、列車速度、風(fēng)力等。Mauzin主要用于軌道幾何參數(shù)的檢測，可以檢測軌面高低、斷面、方向、扭曲、軌距等項目，采用13m和65m弦，檢測速度可以達到200km/h，目前在法鐵的高速線上有5輛Mauzin，每年對線路檢測2～3次。圖22 意大利“阿基米德號”綜合檢測列車意大利高速鐵路使用“阿基米德號”綜合檢測列車已經(jīng)形成了一整套檢測和維修養(yǎng)護體制。軌道質(zhì)量狀態(tài)的評定方法包括：摘取超限峰值，判斷和統(tǒng)計超過A、B、C 三個等級的個數(shù)和長度，以及計算500m區(qū)段的軌道質(zhì)量指數(shù)TQI、起撥道指數(shù)和搗固指數(shù)。檢測速度可達300km/h。 美國Ensco和ImageMap公司軌檢車美國各鐵路公司均擁有自主研發(fā)的軌檢車，美國聯(lián)邦鐵路署還委托Ensco公司研制了技術(shù)先進的T10型軌檢車，用于抽查各鐵路公司的線路質(zhì)量。一般認為，弦測法傳遞函數(shù)收斂性差，East－i采用了相應(yīng)的修正方法。該軌道檢測系統(tǒng)安裝在列車的第3號車輛上，這個車輛采用了與實際運行車輛相同的兩個二軸拖動轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)。在高速軌檢車上，激光、數(shù)字濾波及圖象處理技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，以計算機為數(shù)據(jù)處理主體，對軌檢信號進行模擬與數(shù)字混合處理，確保檢測結(jié)果不受軌檢車運行速度和運行方向的影響。由各檢測裝置測得的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸入計算機進行分析和處理。測量前后高低和左右水平時，采用慣性基準軌道不平順測量裝置。軌檢車由檢測裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)兩大部分組成。軌道檢查列車的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢張育飛2007115目 錄第一章 緒論 3第二章 國外軌道檢查車技術(shù) 4 日本East－i綜合檢測列車 4 美國Ensco和ImageMap公司軌檢車 5 奧地利Plasser公司EM－250型軌檢車 5 德國OMWE和RAILAB軌檢車 5 意大利“阿基米德號”綜合檢測列車 6 法國MGV綜合檢測列車 7第三章 我國的軌道檢測車 8 GJ3型軌檢車 8 GJ4型軌檢車 8 GJ5的原理及應(yīng)用 18 GJ5型軟件的自主研發(fā) 19 軌檢車的應(yīng)用情況及優(yōu)缺點 22 上海局的管理 22 濟南局的管理 23 TQI指數(shù)的優(yōu)缺點 25 我國軌檢車技術(shù)發(fā)展方向 27 軌檢車發(fā)展趨勢 29第四章 結(jié)論與建議 31 運用綜合檢測列車是必然選擇 31 提高檢測可靠性是軌道動態(tài)檢測技術(shù)的發(fā)展方向 32 建立科學(xué)合理的軌道動態(tài)檢測評價體系 34致 謝 36參考文獻 37第一章 緒論軌道檢測的設(shè)備主要是軌檢車。檢測裝置包括：慣性基準軌道不平順測量裝置、光點軌距測量裝置和多功能振動測量裝置等。該裝置應(yīng)用質(zhì)量彈簧阻尼系統(tǒng)構(gòu)成慣性基準，對軌道不平順和水平進行測量。處理結(jié)果打印成圖表，給出某段線路上各檢測項目的平均值、標準值、各級超限峰值幾最大超限值、累計超限罰分值等。與發(fā)達國家相比，我國軌檢車的性能和應(yīng)用標準還存在一定差距，主要表現(xiàn)在：尚沒有高速軌檢車，現(xiàn)有的準高速軌檢車也主要靠引進國外技術(shù)制造；部分關(guān)鍵傳感器未能國產(chǎn)化；對軌檢車的檢測數(shù)據(jù)還不能充分利用。East－i綜合檢測列車可在一次運行過程中實現(xiàn)對線路的綜合檢測功能，但各檢測項目之間的檢測數(shù)據(jù)并不綜合到一個統(tǒng)一的中心，各檢測單元有各自獨立的數(shù)據(jù)顯示、記錄、轉(zhuǎn)儲和地面分析、處理、維護管理決策等系統(tǒng)，全系統(tǒng)僅有位置、時間和速度是統(tǒng)一的。由于弦測法不能全部真實反映軌道狀況，在復(fù)原及逆濾波處理時僅能換算到40 m波長的測值，因此該方法存在一定的缺陷。T10型軌檢車采用慣性基準測量原理和非接觸式測量方法，應(yīng)用光電、伺服、數(shù)字濾波、局域網(wǎng)技術(shù)，最近還增加了鋼軌斷面測量系統(tǒng)，使軌檢車的功能更加齊全，檢測速度可達192km/h。 奧地利Plasser公司EM－250型軌檢車 為適應(yīng)奧地利高速鐵路的檢測需要，奧地利EM250型軌檢車檢測速度為250km/h，其主要技術(shù)特點是采用慣性基準原理、光電轉(zhuǎn)換技術(shù)和多處理技術(shù)等，除了測量軌道幾何參數(shù)和車輛振動參數(shù)外，還能測量鋼軌斷面、輪軌作用力并記錄環(huán)境圖像EM250 型軌檢車有兩種途徑評定軌道質(zhì)量：1）采用ADA－Ⅱ 程序來獲得軌道質(zhì)量系數(shù)，評定軌道區(qū)段的整體不平順狀態(tài)；2）采用ADA－Ⅲ程序來判斷超過規(guī)定限界值的幅值大小，并對不同等級軌道病害進行分類和統(tǒng)計并能及時發(fā)現(xiàn)危及行車安全的軌道病害，又能評定單元區(qū)段的線路質(zhì)量。 意大利“阿基米德號”綜合檢測列車“阿基米德號”綜合檢測列車又稱 Roger2000，是 MER MEC公司和TECNOGAMMA公司為意大利鐵路設(shè)計制造的，檢測速度可達220km/h。綜合檢測列車各子系統(tǒng)有獨立的存儲數(shù)據(jù)庫，在速度、時間、空間上保持同步，所有子系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)集成到車載中央數(shù)據(jù)庫，由中央數(shù)據(jù)庫將數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降孛娴腞FI數(shù)據(jù)處理中心進行綜合分析、比較，從而制定科學(xué)的維修保養(yǎng)計劃，指導(dǎo)養(yǎng)護維修。Helene主要用于信號的檢測，可以測量軌道電路中電流的強度、縱橫向交叉對話、軌道的橫向阻抗等，檢測速度200km/h，每兩個星期對線路檢測一次。其它車輛分別由餐車、臥鋪車等組成。截至2004年底，中國鐵路現(xiàn)役軌檢車按檢測系統(tǒng)類型劃分為四類共計26輛：GJ3型（7輛）、GJ－4型（12輛）、GJ－4G型（1輛）、GJ－5型（6輛）；按車輛速度等級劃分為：120km/h 等級（11輛）、140km/h 等級(12輛）、160km/h 等級（3輛）。圖31 GJ4 軌道檢測車GJ4在測量軌距、軌向的光電伺服機構(gòu)存在以下3個方面的問題：①軌距吊梁對行車安全構(gòu)成威脅。隨著列車運行速度的提高，安裝在軌距吊梁上的光電伺服機構(gòu)的故障率呈現(xiàn)增長態(tài)勢。 GJ4型軌檢車檢測系統(tǒng)，采用了先進的模擬－數(shù)字混合處理系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖32所示。兩個軌距分量之和可得到軌距值。光電傳感器位于軌頂面斜上方，與鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點之水平距離為 ()，與測量梁上伺服馬達水平距離為 ()。再經(jīng)信號處理器、功放、驅(qū)動馬達、使光電傳感器在伺服機械的推動下，跟蹤鋼軌位移。反之，度數(shù)小，曲率小，半徑大。圖34 測量曲率的傳感器分布由于一階模擬濾波器在處理模擬時間域信號時，其頻率特性是固定不變的，但在處理YAW所表示的空間域頻率信號時，其頻率特性就是變化的了。搖頭速率陀螺輸出信號經(jīng)B(s)一階模擬濾波處理后，進入計算機，再進行數(shù)字處理。用安裝于二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車體間的位移計DT2和DT3，測量二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體間的位移。曲線上的水平稱為超高。INCL測量中的低頻成分(包括車體靜止時的傾角) 。車體滾動角和車體與輪軸夾角相結(jié)合，計算出軌道傾角，由和兩軌中心線間距離(1500mm)計算出水平值。圖37 軌道水平測量信號流程（4） 高低高低指鋼軌頂面縱向起伏變化。LACC和RACC用于測量安裝位的車體慣性位移。M為車體質(zhì)量，K、C分別表示其彈簧和阻尼。合成濾波器W(z)的系統(tǒng)函數(shù)為：（5） 方向(軌向)方向指鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點沿軌道縱向水平位置的變化。方向測量傳感器安裝與原理如圖33和圖310。圖311 方向測量信號流程（6） 扭曲(三角坑)扭曲反映了軌頂?shù)钠矫嫘?。h即為基長L(斷面II與斷面IIII之間距)時兩軌道斷面的水平差。對200km/h線路而言，車體垂直及水平振動加速度是評價長波長軌道不平順和旅客舒適度的重要指標軸箱振動加速度是評價輪軌作用和噪聲的重要指標。（9） 速度及里程軌檢車輪對的轉(zhuǎn)動驅(qū)動光電編碼器同步轉(zhuǎn)動。GJ－5型軌檢車采用慣性基準法、非接觸式測量方式，由基于攝像原理的軌距軌向測量系統(tǒng)取代光電伺服機構(gòu)，所有傳感器均安裝在懸掛于轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上的檢測梁內(nèi)，取消了軌距吊梁。GJ－5 型軌檢車的檢測項目更加齊全。ImageMap公司提供了WinDBC、DefectEditor、DefectMonitor、OnDemandReport和TermiFlex軟件實現(xiàn)相應(yīng)的操作。（1） 超限編輯器GJ5型軌檢車超限數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器計算機的Access數(shù)據(jù)庫中。圖314 超限編輯器軟件的使用界面充分考慮了軌檢工作的實際需求，各項主要操作采用按鈕與快捷鍵結(jié)合的方式。公里輸入框可以迅速定位到需要的公里處，并計算該公里扣分，也可以通過雙擊表格內(nèi)的超限來計算當前公里的扣分。過濾顯示后的數(shù)據(jù)也可以通過打印功能以所見即所得的方式打印出來。圖315 報表生成軟件為了給工務(wù)維修部門提供更加詳實的檢測資料，報表生成軟件可以將數(shù)據(jù)庫內(nèi)的特定區(qū)段的檢測數(shù)據(jù)導(dǎo)出，結(jié)合超限數(shù)據(jù)查看軟件，工務(wù)維修部門就能夠獲得更加完整的軌檢車檢測數(shù)據(jù)。但是，由于我們不具有相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)，不能夠?qū)⒃撥浖职l(fā)給工務(wù)段等部門使用，而且ImageMap公司特有的GEO文件形式比較復(fù)雜，不僅包括波形數(shù)據(jù)還包括其他的一些數(shù)據(jù)，導(dǎo)致文件較大，平均檢測100km對應(yīng)60MB的波形數(shù)據(jù)，不利于數(shù)據(jù)的分發(fā)。不僅保證了檢測任務(wù)的執(zhí)行，而且為現(xiàn)場工務(wù)維修部門提供了更加豐富翔實的資料。在試驗的過程中，他們應(yīng)用每月兩次檢查所得的TQI數(shù)據(jù)，與現(xiàn)場靜態(tài)檢查結(jié)果進行對照試驗，對TQI指導(dǎo)線路養(yǎng)護維修的應(yīng)用技術(shù)進行摸索，使TQI數(shù)據(jù)和圖表在計劃編制、作業(yè)指導(dǎo)及軌道狀態(tài)管理方面發(fā)揮了更大作用。（2）注重動靜結(jié)合，以動為主。（3）通過對TQI技術(shù)的試驗與應(yīng)用，上海局正逐步形成一套行之有效的TQI管理體系，使TQI技術(shù)在養(yǎng)護維修工作中發(fā)揮更大作用。 濟南局的管理濟南局也是我國探索TQI較早，應(yīng)用較好的一個單位。在確定“TQI管理值”時，首先根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)類型，年通過總重，允許速度等條件，把線路劃分為若干個區(qū)段，然后進行軌道實際質(zhì)量狀態(tài)的全面調(diào)查(人工)和軌檢車的TQI檢測。表31 濟南局TQI管理值序號線路類型TQI管理值備注1無縫（Ⅰ）13．52無縫（Ⅱ）14．53普通（Ⅰ）14．54普通（Ⅱ）15．55普通（Ⅲ）16．5再用枕、木枕地段(2) 建立 “三