【正文】 三級(jí)管理”體系，實(shí)行養(yǎng)修分開采用軌道質(zhì)量指數(shù)指導(dǎo)維修，必須有一個(gè)科學(xué)合理的管理方式和體制與之相適應(yīng)。需要說明一點(diǎn)，濟(jì)南局在制定TQI管理值時(shí)，并沒有完全按照以上方法進(jìn)行，由于受投資，施工能力，管理體制等條件限制，目前尚無(wú)法做到該修的就有錢修，就有能力修，因此管理值定的太小(標(biāo)準(zhǔn)太高)應(yīng)修的數(shù)量就會(huì)過大(超過投資能力和施工能力等)則無(wú)法完成。在確定“TQI管理值”時(shí)，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(gè)區(qū)段，然后進(jìn)行軌道實(shí)際質(zhì)量狀態(tài)的全面調(diào)查(人工)和軌檢車的TQI檢測(cè)。（1）首先，根據(jù)自身特點(diǎn)，確定TQI管理值。 濟(jì)南局的管理濟(jì)南局也是我國(guó)探索TQI較早，應(yīng)用較好的一個(gè)單位。引用當(dāng)年試驗(yàn)時(shí)的數(shù)據(jù)，97年、98年相比，TQI大于15的單元區(qū)段數(shù)量由97年4月的143處下降到98年6月的94處。（3）通過對(duì)TQI技術(shù)的試驗(yàn)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(hù)維修工作中發(fā)揮更大作用。各工務(wù)段在了解圖表情況后，參照軌檢車波形圖，對(duì)TQI較大的區(qū)段進(jìn)行靜態(tài)核查和記錄，對(duì)線路變化情況進(jìn)行原因分析，對(duì)多次的核查進(jìn)行總結(jié)，然后有針對(duì)性地安排養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，必要時(shí)還可進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)重心的調(diào)整。（2）注重動(dòng)靜結(jié)合，以動(dòng)為主。在應(yīng)用TQI來指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修之前，首先要有一個(gè)科學(xué)的TQI管理限界值，超過TQI限界值的軌道區(qū)段應(yīng)編入養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃。在試驗(yàn)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(chǎng)靜態(tài)檢查結(jié)果進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，對(duì)TQI指導(dǎo)線路養(yǎng)護(hù)維修的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行摸索，使TQI數(shù)據(jù)和圖表在計(jì)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。 軌檢車的應(yīng)用情況及優(yōu)缺點(diǎn) 上海局的管理上海局是我國(guó)采用TQI指導(dǎo)維修較早的鐵路局。不僅保證了檢測(cè)任務(wù)的執(zhí)行，而且為現(xiàn)場(chǎng)工務(wù)維修部門提供了更加豐富翔實(shí)的資料。圖316 軌道幾何波形數(shù)據(jù)查看軟件軟件能夠?qū)崿F(xiàn)波形隨意縮放顯示，而且可以進(jìn)行超限幅值的測(cè)量，并進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)對(duì)比，可以將需要作業(yè)的地段打印出來，分發(fā)給作業(yè)單位，符合現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用習(xí)慣，方便了工務(wù)段維修作業(yè)管理。但是，由于我們不具有相應(yīng)的知識(shí)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(cè)100km對(duì)應(yīng)60MB的波形數(shù)據(jù)，不利于數(shù)據(jù)的分發(fā)。與外方提供的報(bào)表軟件相比，新的報(bào)表生成軟件不僅運(yùn)行速度快，而且功能更加豐富，使用更加靈活。圖315 報(bào)表生成軟件為了給工務(wù)維修部門提供更加詳實(shí)的檢測(cè)資料，報(bào)表生成軟件可以將數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的特定區(qū)段的檢測(cè)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(cè)數(shù)據(jù)。（2） 報(bào)表生成軟件報(bào)表生成軟件可以完成報(bào)表的生成、預(yù)覽、打印，區(qū)段數(shù)據(jù)的導(dǎo)出等功能，見圖214。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。在確認(rèn)線路中的嚴(yán)重超限后，可以通過車載GSM設(shè)備即時(shí)將超限信息以短信的形式發(fā)送到預(yù)設(shè)的路局工務(wù)維修管理人員的手機(jī)上，以便維修部門迅速進(jìn)行處理，對(duì)于保障安全運(yùn)營(yíng)具有非常重要的作用。公里輸入框可以迅速定位到需要的公里處，并計(jì)算該公里扣分，也可以通過雙擊表格內(nèi)的超限來計(jì)算當(dāng)前公里的扣分。通過定制可以使得各級(jí)超限以不同的顏色和字體顯示，不僅可以使嚴(yán)重超限更加醒目而且可以緩解視覺疲勞。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(shí)際需求，各項(xiàng)主要操作采用按鈕與快捷鍵結(jié)合的方式。通過網(wǎng)絡(luò)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)，目前可以完成超限數(shù)據(jù)的檢索、過濾、刪除和恢復(fù)、公里超限扣分的計(jì)算、超限數(shù)據(jù)的導(dǎo)出和打印功能。（1） 超限編輯器GJ5型軌檢車超限數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器計(jì)算機(jī)的Access數(shù)據(jù)庫(kù)中。在應(yīng)用GJ5型軌檢車進(jìn)行軌道檢測(cè)工作的過程中發(fā)現(xiàn)外方提供的部分軟件不能滿足實(shí)際工作需求，存在超限編輯軟件功能單一、報(bào)表生成軟件效率低等問題，嚴(yán)重影響了正常檢測(cè)工作。ImageMap公司提供了WinDBC、DefectEditor、DefectMonitor、OnDemandReport和TermiFlex軟件實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。VME計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集和軌道幾何數(shù)據(jù)的合成，由一臺(tái)運(yùn)行Windows2000系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)作為服務(wù)器，負(fù)責(zé)與VME計(jì)算機(jī)的通訊，獲取檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及超限判別等工作。GJ－5 型軌檢車的檢測(cè)項(xiàng)目更加齊全。由于不存在伺服機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)設(shè)備的故障率也大大降低。GJ－5型軌檢車采用慣性基準(zhǔn)法、非接觸式測(cè)量方式，由基于攝像原理的軌距軌向測(cè)量系統(tǒng)取代光電伺服機(jī)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(cè)梁內(nèi)，取消了軌距吊梁。根據(jù)輪周和每周1000個(gè)脈沖可計(jì)算出脈沖間距，通過計(jì)算機(jī)計(jì)算可得距離，而通過和時(shí)基計(jì)算可得到速度。（9） 速度及里程軌檢車輪對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)光電編碼器同步轉(zhuǎn)動(dòng)。車體振動(dòng)加速度測(cè)量用石英撓性伺服加速度計(jì)，而軸箱振動(dòng)加速度測(cè)量采用變電容式加速度計(jì)。對(duì)200km/h線路而言，車體垂直及水平振動(dòng)加速度是評(píng)價(jià)長(zhǎng)波長(zhǎng)軌道不平順和旅客舒適度的重要指標(biāo)軸箱振動(dòng)加速度是評(píng)價(jià)輪軌作用和噪聲的重要指標(biāo)。GJ4軌檢系統(tǒng)基長(zhǎng)可變。h即為基長(zhǎng)L(斷面II與斷面IIII之間距)時(shí)兩軌道斷面的水平差。扭曲會(huì)使車輛產(chǎn)生3點(diǎn)支持1點(diǎn)懸空，極易造成脫軌掉道，特別是當(dāng)列車從圓曲線向緩和曲線運(yùn)行時(shí)。圖311 方向測(cè)量信號(hào)流程（6） 扭曲(三角坑)扭曲反映了軌頂?shù)钠矫嫘?。由于加速度輸出信?hào)，包含著重力加速度、離心加速度以及振動(dòng)等影響，因此還必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償或?yàn)V除。方向測(cè)量傳感器安裝與原理如圖33和圖310。方向測(cè)量包括兩個(gè)部分：一部分是安裝于軌距測(cè)量梁中央位置的伺服加速度計(jì)(ALGN)，用于測(cè)量軌距測(cè)量梁中央位置的橫向慣性位移；另一部分是左右軌距測(cè)量裝置所測(cè)得的左右軌距分量SL和SR。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(diǎn)沿軌道縱向水平位置的變化。圖中加速度計(jì)A即為前述LACC(RACC)。M為車體質(zhì)量，K、C分別表示其彈簧和阻尼。根據(jù)它們的測(cè)值進(jìn)行必要處理，得到高低值。LACC和RACC用于測(cè)量安裝位的車體慣性位移。測(cè)量高低用的傳感器分布如圖27。圖37 軌道水平測(cè)量信號(hào)流程（4） 高低高低指鋼軌頂面縱向起伏變化。由于二階模擬濾波器處理模擬時(shí)間域信號(hào)時(shí)，其頻率特性固定不變，但在處理INCL所表示的空間域頻率信號(hào)時(shí)，其頻率特性有變化，因此二階數(shù)字濾波器的作用在于校正模擬濾波器引起的空間域特性變化，從而使信號(hào)在設(shè)計(jì)的通帶內(nèi)具有不變的空間域幅值特性。車體滾動(dòng)角和車體與輪軸夾角相結(jié)合，計(jì)算出軌道傾角，由和兩軌中心線間距離(1500mm)計(jì)算出水平值。由于車體搖頭會(huì)對(duì)INCL輸出產(chǎn)生附加影響，YAW為INCL提供補(bǔ)償信號(hào)。INCL測(cè)量中的低頻成分(包括車體靜止時(shí)的傾角) 。圖中傾角計(jì)INCL和滾動(dòng)陀螺ROLL用于測(cè)量車體的滾動(dòng)角。曲線上的水平稱為超高。通過和的結(jié)合計(jì)算出兩轉(zhuǎn)向架中心連線對(duì)應(yīng)于單位采樣距離的方向角，對(duì)信號(hào)進(jìn)行低通濾波，濾除不必要的波長(zhǎng)成分，最終獲得軌道曲率。用安裝于二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架和車體間的位移計(jì)DT2和DT3，測(cè)量二位轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車體間的位移。C(z)的輸出，是單位采樣距離對(duì)應(yīng)的車體方向角。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。數(shù)字濾波的作用，是對(duì)一階模擬濾波器引起的頻率特性變化進(jìn)行校正，使得模擬濾波和數(shù)字濾波混合處理后，在設(shè)計(jì)的通帶范圍內(nèi)，空間域幅值特性不受列車運(yùn)行速度的影響。圖34 測(cè)量曲率的傳感器分布由于一階模擬濾波器在處理模擬時(shí)間域信號(hào)時(shí)，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(hào)時(shí)，其頻率特性就是變化的了。測(cè)量曲率的傳感器分布如圖34。反之，度數(shù)小，曲率小，半徑大。圖33 軌距測(cè)量裝置（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)。再經(jīng)信號(hào)處理器、功放、驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、使光電傳感器在伺服機(jī)械的推動(dòng)下，跟蹤鋼軌位移。光電傳感器發(fā)出的光束以α角投射到左(右)軌面下16mm處，漫反射光被光電接收器接收。光電傳感器位于軌頂面斜上方，與鋼軌內(nèi)側(cè)面軌距點(diǎn)之水平距離為 ()，與測(cè)量梁上伺服馬達(dá)水平距離為 ()。光電傳感器和伺服機(jī)械安裝在車體下面的測(cè)量梁上。兩個(gè)軌距分量之和可得到軌距值。（1） 軌距如圖33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。系統(tǒng)框圖如圖32所示。預(yù)處理后的信號(hào)再通過信號(hào)轉(zhuǎn)接及監(jiān)視裝置后進(jìn)入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，根據(jù)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行信號(hào)解偏、修正、補(bǔ)償、濾波、合成計(jì)算出軌道幾何參數(shù)，同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、摘取超限值、打印報(bào)表、存貯顯示。 GJ4型軌檢車檢測(cè)系統(tǒng)，采用了先進(jìn)的模擬－數(shù)字混合處理系統(tǒng)。③軌距吊梁在特定檢測(cè)速度下產(chǎn)生共振，導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)失真。隨著列車運(yùn)行速度的提高，安裝在軌距吊梁上的光電伺服機(jī)構(gòu)的故障率呈現(xiàn)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。目前繁忙干線行車間隔只有幾分鐘，一旦出現(xiàn)軌距吊梁斷裂、脫落，將對(duì)后續(xù)列車的行車安全構(gòu)成重大威脅。圖31 GJ4 軌道檢測(cè)車GJ4在測(cè)量軌距、軌向的光電伺服機(jī)構(gòu)存在以下3個(gè)方面的問題：①軌距吊梁對(duì)行車安全構(gòu)成威脅。GJ－3 軌檢車的電路大多采用20世紀(jì)70年代末至80年代初的分離式元件，穩(wěn)定性差，加之安裝時(shí)間跨度大，即使同一種儀器使用的元器件也不盡相同，接口也不完全一樣，造成了備件選擇和備用上的極大困難，養(yǎng)護(hù)維修難度很大。截至2004年底，中國(guó)鐵路現(xiàn)役軌檢車按檢測(cè)系統(tǒng)類型劃分為四類共計(jì)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(jí)劃分為：120km/h 等級(jí)（11輛）、140km/h 等級(jí)(12輛）、160km/h 等級(jí)（3輛）。第三章 我國(guó)的軌道檢測(cè)車隨著我國(guó)鐵路提速戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)列車的安全、舒適性提出了更高的要求，同時(shí)運(yùn)行速度的提高和重載列車的開行，對(duì)軌道的破壞作用加大，導(dǎo)致軌道狀態(tài)的惡化加劇。其它車輛分別由餐車、臥鋪車等組成。MGV是專為法國(guó)高速鐵路研制的綜合檢測(cè)列車，該列車的主要特點(diǎn)是集成以上各系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)速度達(dá)到320km/h，這樣在正常運(yùn)營(yíng)（發(fā)車間隔3～4分）的情況下就可以對(duì)線路設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，軌道幾何的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸化。Helene主要用于信號(hào)的檢測(cè)，可以測(cè)量軌道電路中電流的強(qiáng)度、縱橫向交叉對(duì)話、軌道的橫向阻抗等，檢測(cè)速度200km/h，每?jī)蓚€(gè)星期對(duì)線路檢測(cè)一次。 法國(guó)MGV綜合檢測(cè)列車目前在法鐵的線路上主要應(yīng)用著三種檢查車，分別為Mauzin、Helene和Melusine。綜合檢測(cè)列車各子系統(tǒng)有獨(dú)立的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，在速度、時(shí)間、空間上保