基本介紹
- 中文名：軌檢車
- 外文名：Track inspection car
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背景,軌道檢測車,國內現狀,
背景
列車速度的提高，對列車的安全、舒適性提出了更高的要求。同時，運行速度的提高和重載列車的開行，增大了對軌道的破壞作用，導致軌道狀態的惡化加劇。因此，加強軌道動態檢測力度，及時掌握軌道質量狀態，正確指導線路養護維修，確保鐵路運輸安全，已成為鐵路工作中的一項重要基礎工作。軌道檢測的設備主要是軌檢車（軌道檢查車）。
已開發國家大多數擁有自己研製生產的中高速或高速軌檢車。在高速軌檢車上，雷射、數字濾波及圖象處理技術得到廣泛套用，以計算機為數據處理主體，對軌檢信號進行模擬與數字混合處理，確保檢測結果不受軌檢車運行速度和運行方向的影響。與已開發國家相比，我國軌檢車的性能和套用標準還存在一定差距，主要表現在：尚沒有高速軌檢車，現有的準高速軌檢車也主要靠引進國外技術製造；部分關鍵感測器未能國產化；對軌檢車的檢測數據還不能充分利用。這些都是急待研究和改進的地方。
我國XGJ-1準高速（140~160km/h)軌檢車可檢測13項內容，包括：左右軌的前後高低、左右軌的軌向、水平、左右軌的不平順、曲線外軌超高、曲線半徑、軌距、線路扭曲、車體水平和垂直振動加速度、左右軸箱垂直振動加速度等。除檢測軌道幾何形位外，還可以從輪軌相互作用和行車平穩性等方面對軌道狀態作出綜合評價。
軌距檢測採用光電式軌距測量裝置，套用光學、磁學和電學原理，通過不同的感測器把軌距幾何量值的變化轉換成電容、電感和電流或電壓等電氣參數的變化，實現動態條件下軌距的無接觸測量，這種測量方法不僅適用於常速軌檢車，在高速軌檢車上也普遍適用。測量前後高低和左右水平時，採用慣性基準軌道不平順測量裝置。該裝置套用質量-彈簧-阻尼系統構成慣性基準，對軌道不平順和水平進行測量。車體和軸箱振動加速度檢測採用多功能振動測量裝置。
軌檢車載數據處理系統能對測試結果進行實時處理。由各檢測裝置測得的模擬信號通過模數轉換器轉化為數位訊號，輸入計算機進行分析和處理。處理結果列印成圖表，給出某段線路上各檢測項目的平均值、標準值、各級超限峰值及最大超限值、累計超限罰分值等。同時，模擬信號還被記錄在波形記錄儀或模擬磁帶機上，供進一步分析和處理用。
軌道檢測車
1、日本East－i綜合檢測列車
East－i是日本完全利用其國內技術開發的綜合檢測列車，由6輛檢測車組成，可以檢測軌道幾何參數、接觸網、通信信號、輪軌作用力、環境噪聲等，最高檢測速度可達 275km/h。該軌道檢測系統安裝在列車的第3號車輛上，這個車輛採用了與實際運行車輛相同的兩個二軸拖動轉向架結構。East－i綜合檢測列車可在一次運行過程中實現對線路的綜合檢測功能，但各檢測項目之間的檢測數據並不綜合到一個統一的中心，各檢測單元有各自獨立的數據顯示、記錄、轉儲和地面分析、處理、維護管理決策等系統，全系統僅有位置、時間和速度是統一的。
East－i綜合檢測列車是相對成熟的產品，在保障日本高速鐵路的運行安全中發揮了重要的作用。其軌道檢測方法為弦測法，而目前國內軌檢車和世界絕大多數國家軌檢車普遍採用慣性基準法，在測量原理上採用兩種不同的技術路線。
一般認為，弦測法傳遞函式收斂性差，East－i採用了相應的修正方法。由於弦測法不能全部真實反映軌道狀況，在復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。慣性基準法受速度影響較大，不適宜低速檢測，在高速時更具優勢。另外，East－i整套設備及軟體均為日本的品牌和自主開發的產品，與我國設備和軟體的兼容性差，不利於系統的後續使用和二次開發。
2、美國Ensco和ImageMap公司軌檢車
美國各鐵路公司均擁有自主研發的軌檢車，美國聯邦鐵路署還委託Ensco公司研製了技術先進的T10型軌檢車，用於抽查各鐵路公司的線路質量。T10型軌檢車採用慣性基準測量原理和非接觸式測量方法，套用光電、伺服、數字濾波、區域網路技術，增加了鋼軌斷面測量系統，使軌檢車的功能更加齊全，檢測速度可達192km/h。
ImageMap公司研製的Laserail軌道測量系統採用雷射攝像、高速圖像處理技術取代了光電伺服技術，體現了軌道檢測技術的發展方向。它採用慣性基準原理、非接觸式測量方法，系統包括兩個光纖陀螺和兩個加速度計及其模擬處理板，4個雷射器、10台攝像機等，可測量軌距、左右軌向、左右高低、超高、水平、三角坑、曲率、鋼軌頂磨和側磨等。檢測速度可達300km/h。
3、奧地利Plasser公司EM－250型軌檢車
為適應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，其主要技術特點是採用慣性基準原理、光電轉換技術和多處理技術等，除了測量軌道幾何參數和車輛振動參數外，還能測量鋼軌斷面、輪軌作用力並記錄環境圖像EM250 型軌檢車有兩種途徑評定軌道質量：
1）採用ADA－Ⅱ 程式來獲得軌道質量係數，評定軌道區段的整體不平順狀態；
2）採用ADA－Ⅲ程式來判斷超過規定限界值的幅值大小，並對不同等級軌道病害進行分類和統計並能及時發現危及行車安全的軌道病害，又能評定單元區段的線路質量。
4、德國OMWE和RAILAB軌檢車
德國OMWE軌檢車和RAILAB軌檢車的技術特點是在車下建立測量框架，在車內安裝與框架相連的三軸穩定性平台，採用3個陀螺和3個伺服加速度計組成了慣性導航系統，為軌道幾何參數的測量構建了慣性平台，結合安裝在測量框架上的光電感測器，測量相對平台的位移量，經計算機處理合成即可得出軌道的高低、水平、軌向值。檢測速度可達300km/h。軌道質量狀態的評定方法包括：摘取超限峰值，判斷和統計超過A、B、C 三個等級的個數和長度，以及計算500m區段的軌道質量指數TQI、起撥道指數和搗固指數。
5、義大利“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公司為義大利鐵路設計製造的，檢測速度可達220km/h。檢測項目包括軌道幾何參數、鋼軌斷面、鋼軌波浪磨耗、接觸網及受流狀態、通信和信號、車體和軸箱加速度、輪軌作用力等。車上有57台計算機，每秒鐘可處理30G數據，有24個雷射器、43個光學攝像感測器、47個加速度計以及大量的強度速度、定位以及溫度感測器，以及用於航空電子領域的慣性平台。
6、法國MGV綜合檢測列車
目前在法鐵的線路上主要套用著三種檢查車，分別為Mauzin、Helene和Melusine。
Mauzin主要用於軌道幾何參數的檢測，可以檢測軌面高低、斷面、方向、扭曲、軌距等項目，採用13m和65m弦，檢測速度可以達到200km/h，法鐵的高速線上有5輛Mauzin，每年對線路檢測2～3次。
Helene主要用於信號的檢測，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。
Melusine主要用於檢測列車的舒適度以及鋼軌斷面的繪製，可以測量列車的位置和速度、轉向架和車體的加速度、受電弓、鋼軌表面、接觸網電流等到項目，檢測速度300km/h，每15到30天對線路進行一次檢測。
MGV是專為法國高速鐵路研製的綜合檢測列車，該列車的主要特點是集成以上各系統，並實現檢測速度達到320km/h，這樣在正常運營（發車間隔3～4分）的情況下就可以對線路設備進行檢測，軌道幾何的檢測實現無接觸化。在MGV檢測列車中採用採用法國既有成熟的動力集中式TGV動車組，8節車輛的編組：
Coach 1：用於測量車體、軸箱等加速度，測量鋼軌斷面並進一步計算軌道的幾何形位；
Coach 2：用於接觸網檢測，受電弓接收到的電流、弓網的動力學參數以及磨耗情況；
Coach 3：用於信號檢測，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、風力等。
其它車輛分別由餐車、臥鋪車等組成。
該車檢測項目比較齊全，幾乎包括了從接觸網及受流狀態、通信信號、軌道幾何、鋼軌斷面、鋼軌表面、線路環境數字圖像、扣件、軌枕、道碴等各項基礎設施和運行狀態。
國內現狀
中國鐵路現役軌檢車按檢測系統類型劃分為四類：GJ-3型,GJ－4型,GJ－4G型,GJ－5型；按車輛速度等級劃分為：120km/h 等級、140km/h 等級、160km/h 等級。
我國首輛200km/h軌道檢測車於今年3月27日在中國南車集團南京浦鎮車輛廠順利下線。南京浦鎮車輛廠科技人員廣開思路，大膽創新，使200km/h軌檢車首次引入RAMS管理模式，實現了六大系列的十多項技術創新和突破。該軌檢車採用浦鎮廠研製的PW220型無搖枕轉向架，在京九線的肅寧――大宮亭區間最高試驗速度達177km/h。
隨著2007年4月18日鐵路第六次大提速200-250km/h動車組的開行，出現了新型的綜合檢測車（200km/h等級），不僅具有GJ-5的功能，還可以檢測供電接觸網、信號檢測、列車運行動力學指標等。
