轨道检测列车介绍PPT课件

1、轨道检查车介绍，蔡小培北京交通大学蔡小opei 2011年11月，2、轨道检查车介绍，第一部分国外轨道检查车发展概况，第二部分中国轨道检查车发展现状，第三部分轨道检查内容，第四部分多功能安全综合检查车介绍，3、 第一部分国外轨道检测车的发展概况轨道检测车是检测轨道病害、指导轨道整治、保障运行安全的大型动态检测设备，也是实现轨道科学管理的重要手段，因此各国铁路重视轨道检测车的开发与应用。 到目前为止，轨道检测车的发展已有一百多年的历史，1877年首辆轨道检测车诞生，到1960年代瑞士、联邦德国、美国、法国、日本都有轨道检测车。 这一时期的钢轨检查车主要是接触式钢轨检查车，采用测量速度低、项目少、技术落后的弦检查法。 50年代和60年代，轨道检测车已经改变为电气式，仪表电子化，项目增加，速度提高，开始应用惯性原理的检测方法。 四、七十年代以来，轨道检测车的发展很快，欧美、日本等多个发达国家相继研究了各种先进的轨道检测技术和新的测量原理，如惯性原理、光电、电磁、静电容量等无接触传感器，伺服跟踪、自动补偿和修正技术广泛应用于轨道检测车，车载计算机进行轨道检测数据处理，检测精度80年代以来，激光、数字滤波、图像处理等广泛应用于轨道检测车。 以计算机为中心，对轨道检测信号进行模拟和数字混合处理，保证轨道检测结果不受列车速度和运行方向的影响。 采用数字滤波技术，扩大了轨道不平滑的可测波长范围，改善了轨道检测系统的传递函数特性，大大提高了检测精度和可靠性。 5、日本铁路检查车的发展，East-i综合铁路检查车，6、日本于1964年建设东海道高速新干线，建设山阳、东北、上越、山形、秋田、长野等新干线，共计2049公里。 日本铁路为了确保新干线的安全运行，从1975年开始相继装备了4列电气化轨道综合试验车，负责新干线的电气化和轨道状态的动态检查，每列车由7台车组成。 其中第5台是轨道检查车，其他检查车检查电力、通信信号、接触网、电源电路的状态，最高检测速度为210km/h。 1998年以来，轨道检测车取得了很大的技术进步，车辆转向架由3台变为2台，传统弦测量法由等弦变为不等弦测量，传递函数明显改善。 日本以传统的轨道检测技术为基础，开发出适合新干线高铁的电气轨道综合检测列车，称之为“黄医师”。 East-i是日本完全利用国内技术开发的综合性检测列车，由6辆检测车组成，可检测轨道几何参数、接触网、通信信号、轨道力、环境噪声等，最高检测速度可达275km/h。 该轨道检测系统搭载于列车第3号车辆，该车辆采用与实际运行的车辆相同的两个双轴拖动台车结构。 日本轨道检测车的发展7、日本电气轨道综合检测列车“East-i”(i为Inspection检测、智能和集成综合)由6台检测车组成。 East-i在一次运行中可以实现线路的综合检测功能，但各检测项目之间的检测数据没有统一的中心，各检测单元分别具有独立的数据显示、记录、转储和地面分析、处理、维护管理决策等系统，全系统只有位置、时间和速度统一弦测量法认为传递函数的收敛性差，East-i采用相应的校正方法。 弦测量法无法完全反映轨道状况，因此在复原和逆滤波处理时只能换算成40m波长的测量值，因此该方法存在一定的缺点。 惯性基准法对速度的影响大，不适合低速检测，在高速时有利。另外，East-i套装设备和软件都是日本品牌和自主开发的产品，我国设备和软件不兼容，不利于系统的后续使用和二次开发。 日本铁路检车的发展，8、意大利铁路检车的发展，阿基米德号综合检车，9、9、9,1966年意大利成为开始建设高铁的国家之一。 迄今为止，意大利正在建设连接南北和东西的1200km的高速铁路。 其中南北高速线(米兰-那不勒斯)，全长740km，最高运行速度250km/h。 东西高速线(热那亚-米兰-威尼斯)，全长460km，最高运行速度270km/h。 意大利的MERMEC公司主要致力于铁路维修、养护、基础设施检查行业，MERMEC公司作为网络公司(RFI )制造的“阿基米德”高速综合检查车由二流制E402B系列机车、拖车4台和1台驾驶车构成。 意大利铁路检车发展起来，10、意大利高铁采用阿基米德号综合检车，形成了检修养护体制。 列车各子系统有独立的存储数据库，在速度、时间、空间上保持同步，将所有子系统的检测数据集成到车载中央数据库中，中央数据库通过无线网络在地面传输数据的射频干扰数据处理中心进行综合分析、比较，科学的维护其轨道检测在较低速度下采用弦测量法，在较高速度下采用惯性标准法，充分发挥了两种测量原理的优越性。 为更好地发挥“阿基米德号”综合列车检测的作用，意大利铁路基础设施检测中心和MERMEC共同开发了“阿基米德号”综合列车检测技术合作项目。 实现铁路基础设施现代化检测、科学管理、科学预测，满足铁路长期高速、安全、稳定、舒适的运输需求。 意大利铁路检车的发展，11、意大利“阿基米德号”综合检车的测量、分析和维护计划，12、法国铁路检车的发展，记录了冲击性铁路列车时速的法国“V150”列车，法国国营铁路公司于1981年建设了东南、大西洋、北方、地中海线的高速铁路13、2006年法国国营铁路公司(SNCF )开始改造三流制TGV网络型列车，经过一年以上的车辆调整，改造为基础设施的高速检测列车iris 320 (命名为mgv )，于2006年使用。 法国SNCF安全综合检测列车“MGV”、14、MGV检测周期预计每两周一次，设计目标是在列车正常运行条件下检测各基础设施参数。 该车检测项目比较完善，主要检测功能： (1)轨道检测(第一节车载):轨道几何(采用激光检测)车身加速度轴箱加速度，车辆噪声轨道表面图像记录； 线路环境数字图像采集固定件、枕木、剪切检测。 (2)接触网检测(搭载于第二节车辆):电流检测(电弧、电压、电流、弓网图像)接触网的动态参数(冲击和硬点、垂直加速度、接触网的高度和引出值)。 下一步研究接触丝磨削网的厚度测量。 (3)信号检测(搭载于第三节车辆):机车信号传输参数(TVM ) (机车信号)；列车速度控制信标参数(KVB ) (列控制信息)；轨道上的点响应。 下一步研究ERTMS标准和。 (4)通信检测部(搭载于第四节车辆):车-地通信无线罩GSM和GSM-R的无线罩。 (五)其他检查项目(设置于第四节车辆):列车定位、速度、气象条件、风速、道口。 15、一是高速铁路，综合检测列车越来越受到重视，日本的Easti、意大利的“阿基米德”、法国的IRIS320和中国的高速综合检测列车为高速铁路、有线高速区间的安全和高效运营提供了保障。二是综合测量列车技术构想，各专业测量相对独立，同时共享时间、距离和速度信息，实现测量信息的时间和空间同步。 第三，检测内容越来越丰富，从业务道床、枕头、扣件、轨道、轨道几何、隧道边界到电气化设备和通信信号设备，开发了相应的检测技术和设备。 四、激光和成像检测技术应用广泛，提高了检测速度、精度和可靠性。 总结了轨检车的发展趋势，16、随着我国铁路加速战略的实施，对列车安全、舒适性提出了更高的要求。 同时运行速度的提高和重载列车的运行，对轨道的破坏作用大，导致轨道状态的恶化。 因此，加强轨道动态测量力度，及时把握轨道质量状况，正确指导线路养护维修，确保铁路运输安全，已成为铁路工作的重要基础。 截至2004年，中国铁路现役轨道检车按检测系统类型分为GJ-3型、GJ-4型、GJ-4G型、GJ-5型。 第二部分我国轨道检测车的发展现状，17，GJ-3型轨道检测车的技术特征采用惯性原理，应用传感器技术和计算机技术，以传感器电压信号为直接不平滑超限依据，计算机直接收集超限水平和数量计算减分，绘图仪记录不平滑波形，高低、水平、三角坑、车身垂直和GJ-3轨道检测车的电路多采用20世纪70年代末到80年代初的分离型部件，不仅稳定性差，而且设置时间宽，因此同一设备所使用的部件也不同，接口也完全不同，备件的选择和备份非常困难，养护的维护非常困难GJ-4型轨道检测车根据美国的T10型轨道检测车，采用惯性基准原理，应用由“传感器-模拟信号处理-数字信号处理”组成的综合补偿系统补偿校正各种误差信号，检测项目比较完善，线路质量状态的轨道距离、轨道方向、高低、水平、 除了评价三角坑及车身水平和垂直振动加速度等指标外，还可识别道口、桥梁等地面具有显着特征的标志，方便作业人员寻找轨道病害场所。 18、GJ-4轨道检车外观，19、GJ-4轨道检车组成，GJ-4型轨道检车检车系统采用先进的模数混合处理系统。 传感器信号首先进入信号中继和监视装置之后，传送至信号模拟预处理装置以进行预处理。 预处理后的信号通过信号中继和监控装置进入计算机数据处理系统，根据数学模型进行信号偏移、修正、补偿、滤波、合成，计算轨道几何参数，同时对检测数据进行统计分析，提取超值，打印报告，存储显示。 几何参数被进行DA变换，经过信号传输和监视装置在绘图仪上记录波形。 为克服20、GJ-4型钢轨检测车钢轨距离吊梁存在的上述问题，本世纪初我国铁路从美国ImageMap公司引进了配备Laserail钢轨测量系统的GJ-5型钢轨检测车。 GJ-5型轨道检测车采用惯性标准法、非接触式测量方式，取代基于摄像原理的轨道测量仪到测量系统的光电伺服机构，所有传感器都安装在台车架上悬挂的检测梁上，取消了轨道测量仪悬挂梁。 经过一系列减震，梁工作中受到的振动和冲击大幅度降低，安全性显着提高，同时检测设备也不可能以特定的检测速度谐振。 由于不存在伺服机构的往复运动，检测设备的故障率也大幅度降低。 GJ-5型轨道检测车，21，轨道检测车的结构，GJ-5型轨道检测车的基本检测原理是用光纤陀螺仪和加速度计构建该检测梁的惯性空间基准，用激光成像传感器和图像处理技术获得左右轨道距离检测梁的横向和纵向偏移值，进行坐标转换，数字滤波检查项目更加充实。能够进行轨道、轨道方向、高低、水平、三角孔、曲率、车身加速度、轨道波研和轨道磨损和断面等项目的测量，其计算机系统由1台VME计算机和数台Windows平台计算机构成，通过TCP/IP协议构成车载lan。 VME计算机负责数据采集和轨道几何数据的合成，以运行Windows2000系统的计算机为服务器，负责与VME计算机的通信，获取检查数据，同时进行数据存储和超限判别等工作。 其馀的Windows平台计算机可以运行相应的软件，通过网络与服务器进行通信，以完成查看、超限编辑、打印报告和英里检查等任务。 ImageMap提供了WinDBC、DefectEditor、DefectMonitor、OnDemandReport和TermiFlex软件以实现正确的操作。 22、自主开发软件，2004年，铁路部已引进5辆GJ-5型轨道检测车，分别隶属铁路部基础设施检测中心、兰州铁路局、乌鲁木齐铁路局。 在使用GJ-5型轨道检测车进行轨道检测的过程中，发现部分外部提供的软件不符合实际工作需求，存在超限编辑软件功能单一、报告编制软件效率低等问题，严重影响了正常检测工作。 针对这些问题，开发了超限编辑、报告、超限数据分发、几何波形数据分发等车载数据处理软件。 (1)超限编辑器GJ-5型轨道的超限数据存储在服务器计算机的Access数据库中。 超限编辑器采用ADO数据访问引擎。 通过网络访问数据库，目前已完成超限数据的检索、过滤、删除和恢复、超限得分计算、超限数据的导出和打印功能。 结合车载GSM邮件模块，还可实现重大超限信息的即时发送。23、软件还具有导出数据的功能，可以以Excel格式导出表中显示的超限数据，对于其他应用程序非常有用。 过滤后的数据也可以按照打印功能中看到的那样进行打印。 本软件还可以运行多个实例。 也就是说，通过同时运行多个超限编辑器，打开不同的测量数据，可以在测量过程中显示历史数据，更好地进行超限确认作业。24、(2)报告软件报告软件完成报告的创建、预览、打印、导出段数据等功能。 可以合并数据库中的任何历史数据，以生成相应的重大超限报告、曲线数据报告、超限报告、轨道质量指数报告、波浪磨损报告和节摘要报告。25，(3)轨道几何波形阅读软件ImageMap公司为轨道检查车提供的WinDBC软件，在计算机画面上显示波形数据，提供数据测量、打印输出等功能，并且能够比较历史数据，非常强大。 但是，由于我们没有相应的知识产权，因此无法将该软件分发到商业区等部门使用，ImageMap公司特有的GEO文件格式复杂，不仅包括波形数据，还包括其他数据，文件较大，平均100km或100km .26、第三部分轨道检测的内容、27、检测坐标系的定义、28、轨道检查车的检测项目的正号定义、规格(偏差)的正负：实际规格大于标准规格时，规格的偏差为正、反之为负高低正负：高低向上为正、向下为负轨道加负：轨道检查车为正、轨道向左为正、 向右负水平负：正轨检车为正，左轨高为正，反之为负曲率正负：正轨检车为正，右弯曲曲率为正，左弯曲曲率为负车体水平加速度：平行车体地板，垂直于轨道方向，轨道检车为正方向，左方向为正车体垂直加速度：垂直于车体地板，向上为正方向。 轨道检查车的正方向：梁位于轨道检查车的二位端，将从二位端到一位端的方向定义为轨道检查车的正方向，轨道检查车的行驶方向与轨道检查车的