城市轨道交通轨检系统

成都唐源电气股份有限公司轨道检测系统介绍二○一七年西南交通大学成都唐源科技有限责任公司目录1轨道检测系统背景2国内外轨道检测车简介3轨检系统发展史4轨检小车测量参数5人工测量参数6轨检系统主要测量参数及指标7系统组成89技术特点工作原理模块安装应用展示数据分析101112成都唐源科技有限责任公司轨道检测系统—背景随着我国轨道交通产业的迅猛发展，国铁、地铁、城铁等轨道交通系统运营速度提高、建设里程的增加以及线路日趋繁忙，引起轮轨动力作用增大。轨道在动力作用下产生各种轨道不平顺和表面磨耗及缺陷。各种轨道不平顺向上引起轨道车辆平稳性和舒适度的变化，甚至造成脱轨、倾覆等恶性事件；向下引发轨道扣件松动、轨下基础设施破坏等结果；对轨道本身而言，可能轨道裂纹，最终导致轨道断裂，严重缩短钢轨的使用寿命。因此，轨道动态检测系统是各种轨道交通系统所必需的设备。轨道检测车是轨道检测设备的主要载体，它是检查轨道病害、指导轨道维护、保障行车安全的大型动态监测设备，也是实现轨道科学管理的重要手段。成都唐源科技有限责任公司日本East－i综合检测列车由6辆检测车组成可检测轨道几何参数、接触网、通信信号、轮轨作用力、环境噪声等各检测系统相对独立，仅有位置、时间和速度统一最高检测速度可达275km/h轨道检测方法采用弦测法国内轨检车和世界绝大多数国家轨检车普遍采用惯性基准法与我国设备和软件的兼容性差，不利于系统的后续使用和二次开发国内外轨检车简介成都唐源科技有限责任公司国内外轨检车简介采用惯性基准测量原理和非接触式测量方法，用于抽查各铁路公司线路质量应用光电、伺服、数字滤波、局域网技术具备钢轨断面测量系统检测速度可达192km/h激光摄像、高速图像处理技术取代了光电伺服技术它采用惯性基准原理、非接触式测量方法可测量钢轨几何状态及磨耗检测速度可达300km/h美国Ensco公司轨检车美国ImageMap公司轨检车成都唐源科技有限责任公司国内外轨检车简介德国OMWE和RAILAB轨检车车下建立测量框架车内安装与框架相连的三轴稳定性平台，建立惯性导航系统可检测轨道的高低、水平、轨向值检测速度可达300km/h摘取超限峰值判断和统计超过A、B、C三个等级的个数和长度计算500m区段的轨道质量指数TQI起拨道指数和捣固指数道质量状态的评定方法成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统简介基于惯性基准的轨道不平顺测量装置、二维激光轨距测量装置和多功能振动测量装置及强大的数据处理系统检测快捷，准确，可靠，智能适用于铁路及城市轨道交通（地铁、轻轨、有轨电车）等轨道几何状态检测，是轨道科学维护管理的基础，同时也为轨道结构设计、病害原因分析及维护标准制定等提供科学依据。成都唐源科技有限责任公司轨道检测系统发展史国内外目前对轨道几何参数采用3种测量方式：基于轨道车或25T客车车载检测设备基于轨道小车，人工推行检测采用道尺和弦线等测量工具进行检测轨道检测设备轨检小车人工测量成都唐源科技有限责任公司轨道检测设备轨道检测设备轨检1轨检2轨检3轨检4轨检5轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司轨检1水平三角坑轨距第一代轨道检测设备起源于20世纪50年代。采用弦测法，机械传动。人工读取超限数据。轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司轨检2水平三角坑高低轨距第二代轨道检测设备起源于60年代后。采用弦测法，电动传动。人工读取超限数据。轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司轨检3水平三角坑高低车体振动加速度轨向第三代轨道检测设备起源于80年代初。采用弦测法，电动传动。人工读取超限数据。轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司轨检4水平三角坑轨距曲率高低车体振动加速度轨向第四代轨道检测设备起源于80年代中期。采用弦测法。计算机缺陷统计。第四代轨道设备比第三代设备更加稳定。唐源公司轨道检测系统简介成都唐源科技有限责任公司轨检5水平三角坑轨距钢轨磨耗曲率高低车体振动加速度轨向第五代轨道检测设备起源于21世纪初期。采用惯性基准法。计算机缺陷统计，并增加了TQI报表、公里报表和曲线报表。增加钢轨断面检测。轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司国内外生产轨检小车厂家均采用弦测法对钢轨几何参数进行测量。轨检小车轨距水平三角坑高低轨向轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司人工测量轨距、水平采用线路测量工具轨道尺对钢轨进行测量。高低、轨向采用30米弦线对轨道进行测量。钢轨磨耗采用磨耗尺对轨道进行测量。目前现场人工借用外界测量设备只能对轨距、水平、高低、轨向、钢轨磨耗，测量的值只要做为静态参考，不能对真实反映动态线路存在的问题，如线路存在空掉和弹性道床动态下变化情况等。剩余三角坑和正矢等几何参数是通过测量参数进行计算得出。轨道检测系统发展史成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—技术特色特色12345基于世界先进的轨检五技术，起点高采用梁结构方式的惯性测量，检测更加准确基于二维激光传感器测量，用于钢轨断面的非接触检测检测项目全，精度高，系统更加智能化、人性化，可扩展性高功能强大的数据统计及分析报表系统成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—主要检测参数及指标序号测量项目测量范围精度备注1左右钢轨的高低(1m＜波长≤25m)±50mm±0.8mm左右钢轨的高低(25m＜波长≤70m)±100mm±1.5mm2左右钢轨的轨向(1m＜波长≤25m)±50mm±1.0mm左右钢轨的轨向(25m＜波长≤70m)±100mm±3.0mm3水平（超高）±225mm＜±1.5mm4扭曲（三角坑，2.5m）±100mm＜±1.5mm5轨距1415～1480mm＜±0.7mm6曲率±23°/30m≤0.05°/30m7车体垂直、横向加速度±1g＜±0.01g8钢轨左右垂直磨耗0～15mm＜±0.2mm9钢轨左右侧面磨耗0～22mm＜±0.2mm10检测速度0～120km/h＜±0.2km/h成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—主要检测参数及指标序号参数名称基长/测量范围测量误差1轨距变化率2.2m＜±0.8mm/m2曲率变化率18m＜0.05°/30m/m扩展检测参数成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—主要检测参数及指标序号曲线名称1《缺陷等级1、2、3、4》2《TQI总结》3《TQI公里总结》4《公里总结》5《区段总结》6《曲线统计表》报表输出成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统组成—设计框架预留接口（波磨和扣件识别检测设备）中央数据处理系统线路数据库速度里程输出轨向客户端轨距磨耗惯性包高低水平三角坑车体加速度成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统组成—设备布局成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统组成—检测梁布局全断面轨检梁由4台2D激光传感器及惯性包组成惯性包含加速度传感器、陀螺、倾角仪等采用最新设计轨检方案成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—轨距定义：在轨道同一横截面、钢轨顶面以下16mm处，左右两根钢轨之间的最小内侧面距离相对于相当于标准轨距的偏差。通过两台2D激光器获取钢轨顶面以下16mm处钢轨内侧特征经数字图像处理技术分析、计算轨距成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—磨耗定义：钢轨顶磨：轨面1/3处与标准轨比较相对值钢轨侧磨：轨面下14mm处与标准轨比较相对值在外侧增加传感器可形成全断面检测，更完整、可靠的监控钢轨断面及磨耗借助轨距检测2D激光器获取钢轨内侧轮廓，结合标准轨道模型进行对比分析，从而计算钢轨磨耗。成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—磨耗成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—高低轨检梁惯性包测得整个轨检梁的姿态从而得左、右轨顶面相对应轨检梁的加速度大小通过两次积分得到相对惯性位移，进而计算左右轨高低定义：轨道高低不平顺是指左右轨顶面纵向起伏变化成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—轨向轨检梁惯性包测得整个轨检梁的横向加速度通过两次积分得到检测梁相对惯性位移，进而计算左右轨轨向定义：轨向指钢轨内侧面轨距点沿轨道纵向水平位置的变化成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—水平（超高）轨检梁惯性包测得梁对大地的水平角（摇头陀螺消除离心），经低通滤波合成后得梁对地的绝对倾角2D激光装置测得与轨道顶面的距离，进而得与梁的夹角综合惯性包及2D测试结果，分析得到相对水平超高值定义：轨道同一横断面内左右钢轨顶面的高度差（在曲线上定义为超高）成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—曲率轨检梁惯性包测得检测梁在轨道面上的转动角积分并对30m基长作差，得到曲率进而换算可得正矢及曲线变化率（18m基长）定义：曲率测量定义为一定弦长的曲线轨道（如30M）对应之园心角θ（度/30米）。度数大、曲率大、半径小；反之，度数小、曲率小、半径大。成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—三角坑三角坑为按水平值一定基长换算得到对一转向架来说，三角坑基长取2.5m，即2.5m内最大水平的差对一车体来说，基长取18m，即18m内最大水平的差定义：三角坑反映轨顶的平面性。h成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—车体加速度通过安装在车体上的横向加速度传感器和垂向加速度传感器测得。车体加速度能直观准确体现车体振动幅度，进而反映乘车舒适度。成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统检测原理—定位速度、公里标通过编码器计算得到公里标通过电子标（车站）签进行校正，以纠正累积误差成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—技术特色轨检系统—控制设备轨检控制设备主要控制机柜和显示设备组成。控制机柜工作台成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统模块安装-2D模块轨检系统--2D模块左外轨2D左内轨2D右内轨2D右外轨2D2D模块主要由4个2D传感器组成，分别安装于左右钢轨内外侧，对钢轨轨距和钢轨磨耗进检测。成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统模块安装-车体加速度模块轨检系统--车体加速度车体振动加速度，主要由横向加速度和垂向加速度组成。车体垂向加速度车体横向加速度车体成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统模块安装-高低模块轨检系统—高低测量模块高低测量模块安装在左右钢轨上方，主要用于测量钢轨高低不平顺。1435mm左高低右高低成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统模块安装-惯性包模块轨检系统—惯性包模块惯性包模块主要用于建立轨检梁惯性基准，其模块由倾角、陀螺、加速度传感和激光位移传感器组成。1435mm惯性包成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统模块安装-2D模块轨检系统—定位模块定位模块主要用于里程定位和消除公里误差，其模块由射频编码器、射频天线和电子标签组成。轴箱盖轴箱盖速度传感器里程定位设备速度传感器电子标签设备成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示重庆地铁六号线轨道检测车第五代轨道检测系统由2台2D激光传感器及惯性包组成典型应用一成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示沈阳有轨电车轨道检测车第五代轨道检测系统由2台2D激光传感器及惯性包组成典型应用二成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示西安地铁轨道检测车第四代轨道检测系统由2台2D激光传感器、陀螺仪、倾角仪等组成典型应用三成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示杭州地铁2号线轨道检测车第五代轨道检测系统由4台2D激光传感器、陀螺仪、倾角仪等组成典型应用四成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示杭州地铁4号线轨道检测车第五代轨道检测系统由4台2D激光传感器、陀螺仪、倾角仪等组成典型应用五成都唐源科技有限责任公司唐源公司轨道检测系统—应用展示南昌地铁1号线轨道检测车第五代轨道检测系统由4台2D激光传感器、陀螺仪、倾角