【《高速铁路轨道检测技术发展分析的国内外文献综述》4500字】

高速铁路轨道检测技术发展研究的国内外文献综述1.1国内轨道检测技术的发展及背景伴随着中国铁路运行里程和我国的人口数量,在铁路轨道养护服务能力和技术水平方面提出更高的要求。为了满足对高速列车的运行以及旅客安全和舒适的需求,铁路工务部门正在逐步提高对铁路轨道服务质量的技术标准要求,对于铁路轨道的日常维修技术水平也将会提出更大的挑战。欧洲、美国、日本等发达国家利用各种先进的钢轨测量工具技术,研制出了大批钢轨自动化检测装置,在实际工作中起到了重要的作用。这也推动了我国在轨道检测方向的发展，已经有许多单位都研制出了一种比较好的适合我们国情的铁路安全检测装置,但由于生产成本的问题,推广的速度变得极其缓慢，这已然成为了一个大问题。随着“大提速”下轨道质量要求的不断提高，最早的人工静态测量速度慢、操作人员劳动强度大等弊端逐渐显现，已不能适应高速铁路建设和维护的要求。在保证列车运行安全、线路运行率和旅客舒适度的前提下，进一步提高和优化轨道状态检测系统的检测能力和性能是十分必要的。高精度轨道检测系统的研发，可以实时检测和同步测量轨道几何参数，监测轨道状态，实现对轨距、高度、轨道方向、曲率、三角坑、磨耗等的实时测量，为轨道维护、维护和管理提供保障，掌握轨道现状及变化趋势，指导工务部门检修人员进行有针对性的维护，从而节约铁路日常运营成本，提高了工务部门的工作效率，这也在一定程度上帮助我们实时了解线路设备状态，以应对一些突发事件，这也在一方面提高了铁路运营的安全可靠性。自20世纪末以来，我国经过长期不断的探索研究，成功研制出了GJ-3、GJ-4、GJ-5和GJ6这四种类型的轨道检测技术。如表1-1我国铁路运输中轨道检测系统所示。这也代表了我国在铁路运输中轨道检测技术方面取得了优越的进步。这也说明了，我国已逐渐形成了具有中国特色的铁路运输日常轨道检测体系。（1）GJ-3型轨道探测系统。自1980年开始，我国成功研制出GJ-3型轨道探测系统，它采用了当时最先进的计算机应用技术与惯性法相结合，第一次在实际操作中实现了计算机技术对车身高低、水平、三角坑、垂直和水平加速度的实时检测，并通过观察数字波形、检测值来实时获悉轨道数据，成功实现了我国首次铁路运输上的计算机检测，它标志着长期以来的人工检测方式将逐步退出世界舞台。（2）GJ-4轨道探测系统。从1990年开始，为了解决上一代轨道检测系统稳定性差这一不足之处，提高轨道检测系统的可靠性，我国采用了新一代的自动控制原理技术、数字滤波技术、激光摄影技术，在上一代轨道检测系统的基础上，研究小组还增加了，例如轨道间距是否在允许偏差内、轨道接头平整度及内测错差、轨面前后高低等创新型检测项目。新一代的轨道检测技术引领我国的轨道检测技术从人工操作走向了智能，而这也将成为日后我国的主要检测方式。就目前而言，新一代的轨道检测技术已经成功应用到我国的各大城市并得到了工务部门的充分肯定。（4）为了在上一代的轨道检测系统的基础上提高系统的安全可靠性、稳定性、高效率性，我国将新一代的网络技术、传感器技术以及卫星定位技术成功应用于新一代的轨道检测系统。在2000年初期，GJ-5型轨道检测系统在国内研究小组的不断攻坚下成功研制出。这一系统的成功研制，也将这一系统推向了市场，目前以成为我国的主要检测设备。相较于上一代的检测技术，此次检测技术成功将检测梁从轴箱移动到了车架上，这在一方面提高了检测性的安全性，同时也满足了检测系统的高速检测要求。（4）新型高速轨道探测系统。目前我国的铁路轨道检测系统最高只能检测200km/h，而我国的高铁运行速度已经远远超过了200km/h这一速度，现阶段的轨道检测系统已经无法满足我国高速铁路的检测要求。这就需要我国的轨道检测技术具有更快的检测速度、更高的检测效率、更精确的检测数值。最新一代的GJ-6型检测系统仍需要做出不断的改进，我国的轨道检测设备也应该向着高速、高效、高精度方向继续探索研究，实现真正意义上的同步动态检测。表1-1我国铁路运输中轨道检测系统时间检测系统主要应用技术优点20世纪80年代GJ-3轨道探测系统计算机应用技术和惯性基准测量技术结束人工识别超限，开始计算机自动识别20世纪90年代GJ-4轨道探测系统激光、数字滤波技术提高设备可靠性、稳定性21世纪初GJ-5轨道探测系统计算机局域网技术、惯性传感器技术、卫星定位技术等提高了检测的安全性并实现了高速检测现如今新型高速轨道探测系统无线传输技术检测更加全面，提高了检测速度、精准度由上表不难看出，伴随着每一次的科技进步，我国的轨道检测系统也在不断地更新换代。未来我国的轨道检测系统应该紧随着时代的脚步，甚至引领全世界的轨道检测技术。我们也不应该单单只为满足高速铁路发展的需求，更应该走在铁路发展的前方。1.2国外轨道检测技术的发展国外部分国家较我国铁路发展是你更加得早，一些国家利用新技术研究出了一系列位居世界切的检测技术。国外轨道检测技术发展现状见图1-1。图1-1国外轨道检测技术发展现状其中弦测法一般检测项目为加速度、轮轨力、轨道几何，传感器通常位于车体。而惯性法一般检测项目为加速度、轨道几何、波浪磨耗、钢轨断面，传感器通常位于转向架。从图1-1可以看出，在铁路发展时间更加长久的国家，在检测方法和技术上比我国都具有一定的优势，其对轨道和列车的检测更加仔细。采用先进的网络技术、无线传输技术、卫星定位技术、数字可视化技术，轨道检测技术也变得更加完善。通过与时俱进的检测技术，铁路运输方面、工务检修检测方面也将进行更加新颖、更加便捷的铁路检测管理。1.3国内外轨道检查车概况轨道检测车是用来检测轨道几何状态和不平顺，从而评价轨道几何状态的专用车辆。它是保证行车安全性、稳定性和舒适性，指导轨道养护的重要工具。根据轨道检查车的记录，找出轨道平顺性差的地方，以便采取抢修或限速措施，确定计划维修的里程区段，制定维修计划。就目前而言，我国轨道检测技术一般利用惯性法原理，采用检测波束结构、激光相机、惯性补偿技术、数字同步技术以及数字图像处理等技术对轨道的波纹度、轮轨力等方面进行检测。为了快速适应高速铁路的发展，我国轨道检测系统还需进行一些关键性检测问题的进一步探索。本次毕设将通过弦测法原理，对轨道不平顺进行相关计算，从而根据计算值得出轨道的平顺值，用以判断轨道的实时状况。目前激光相机技术已经成为铁路运输中轨道检测技术的一个主要手段。通过激光相机技术可以准确的对机车车辆行车中的轨道几何参数实时监测，并通过计算机的检测计算，了解轨道的状况。目前日本、美国、德国、奥地利、法国、意大利、韩国等国家的轨道检测系统处于世界领先地位，如east-i、imagemap、ensco、omwe、Plasser公司生产的em-250系统。作为发国家的日本，其轨道检测行业更是处于世界领先。“东一号”综合检查列车由六辆轨道检查车组合而成，它的轨道最高检查速度与其列车最快的星速度相同，可达275km/h，真正意义上实现了同步协调检测。它与大多数轨道检查车一样，通过检测系统实时监测轨道几何状态，同时它还具备了一次作业完成对机车车辆的全部检测。身为世界强国的美国，其TGMS检测系统在检测速度方面完全领先多数国家，最高速度可达350km/h，虽然这只是其实验测试的速度，但也可见其优越性。它采用了激光相机技术、差分测量技术等高新技术，从而得出轨道几何参数，进而得出轨道的实际状态。奥地利的Em-250型轨道检查车采用了惯性基准原理技术、数字图像处理技术，通过光信息转换成电信息的技术，对轨道的几何状况进行测量并形成可视图像。相较于日本的检测速度，其检测速度有所降低。德国的轨道检测系统采用PSD技术，其最高检测速度可达300km/h，其铁路上的轨道检查车通过测量各种位移并结合轨道检查车上的多个传感器，计算出其位置变化，并通过构件空间坐标得出轨道几何状况。意大利的阿基米德综合检测列车是专门根据其本国铁路运输情况所设计的，具有检测轨道几何参数、钢轨断面、波纹度、车体和轴箱加速度、轮轨力等119个不同参数的能力，通过两种测量方式，完美实现了轨道几何状态的检测。MGV是一种具有定期检测功能的轨道检查车，它根据法国的实际使用需求，对轨道的几何状态、轨面情况进行相关测量，其轨道检测速度可超过300km/h。目前世界上多利用弦测量法和惯性基准法这两种轨道检测方法进行铁路运输方面的轨道检测。绝大数国家通过采用数字滤波技术、激光相机技术、非接触式技术、无线传输技术实现对铁路运输的轨道检测。由于我国的铁路运输行业相比较于绝大多数国家发展较为落后，但随着我国的经济实力、科技实力的不断提高，我国的铁路运输业已经处于世界领先，同时我国的轨道检测技术和相应的轨道检测系统也在不断地发展，甚至在有些方面已经领先他国。从一开始我国的铁路轨道检查车利用机传动已经被电驱动所取代，轨道检测系统也从最初的GJ-3逐步升级成GJ-6轨道检测系统。我国最新一代的轨道检测系统GJ-6型，其检测速度已经成为了世界第一速度。它通过数字图像处理技术可以实时获悉列车运行途中轨道的健康状况，相较于前几代的轨道检测系统，它的检测速度更快、数据回馈更准确、更快速。我国的轨道检测设备与其他国家有所不同，他国更倾向于适应本国铁路运输中得到检测，而我国的轨道检测设备完全可以适应各种类型的轨道检测，这也体现了我国铁路运输行业向着各方面全面发展的目标。众所周知，轨道不平顺可分为短、中、长这三种轨道不平顺，而我国早对长波轨道不平顺有着领先优势。在新时代的高速发展的背景下，我国的铁路运输业也将向着更加繁荣的方向发展。面对日益积累的发展问题，未来的轨道检测技术将更加全面、更加智能、更加完善。同时铁路运输的工务部门也将协调发展其管理技术，使得我国的轨道检测技术更高一层楼。这是我国铁路人，也是全世界铁路人的共同理想。参考文献任志强.GJ-5型高速轨检车在轨道不平顺试验中的应用[D].西南交通大学,2011.熊仕勇.轨道不平顺检测系统中关键技术研究[D].西南交通大学.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,2008,000(012):82-86.崔屹.数字图像处理技术与应用[M].北京:电子工业出版社出版,1997.张文斌,芮丽珺.高铁无碴轨道检测技术发展综述[J].河南科技,2010(21):89-90.王仲楠.铁路轨道主要静态参数测量技术中的关键问题研究[D].哈尔滨工业大学,2009.杨广春.浅谈如何加强我国铁路安全管理[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2010(3):10-11.盛莉.重载铁路线路的养护[J].科技资讯,2008,000(031):108-108.张文生.重载线路的最新养护与维修技术[J].内蒙古科技与经济,2010,000(007):98-99.严志军.浅谈铁路线路维修及养护[J].科技创新与应用,2012,000(004):22-22.周凤云.重载铁路线路的养护探讨[J].煤炭技术,2009,28(008):181-182.马德礼,冯汉卿,刘朝峰,等.重载条件对铁路工务安全管理工作的思考[J].太原铁道科技,2013,000(003):11-13.苏树明,赵英杰,陈峰.轨道静态检测数据应用分析[J].电脑与信息技术,2015,23(001):43-45.王潘亮.高速铁路轨道几何状态检测技术与实现[D].中南大学,2013.孙博.轨道不平顺动态检测技术及其应用[J].中国安全科学学报,2020,30(S1):109-114.李萍,王君明,刘默耘.轨道动态检测系统设计[J].制造业自动化,2018,v.40(01):4-7.袁长卿,高月婷.轨道不平顺性对高速铁路的影响[J].铁道建筑技术(z2):109-112.张伟.基于轴箱谱的轨道短波不平顺识别方法研究[D].北京交通大学,2008.蔡文锋.遂渝线无砟轨道不平顺统计规律研究[D].西南交通大学,2008.许贵阳.客运专线综合检测列车技术方案的研究和应用[J].铁道建筑,2008,000(002):95-98.龚增进,余祖俊.铁路综合检测列车采集分析系统总体设计方案[J].铁路计算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