深圳市地铁集团有限公司 广东 深圳 518000
【摘 要】轨道检测车是一种用来检测轨道几何状态和不平顺状况以便评价轨道几何状态的特种车辆，该车已广泛应用于全国各铁路局及各城市轨道交通领域中，作为轨道线路维护的重要手段之一。随着国内自发研制的轨检系统的不断升级、完善，轨检系统设备的稳定性、检测数据的准确性及可靠性得到了进一步的提升。针对近年本人负责的轨道检测车轨检系统升级改造工程项目，就目前国内市场上较为普遍及先进的GJ-6型轨道检测系统结构组成、功能、升级改造等技术方面进行探讨。
【关键词】轨道检测车；轨道线路维护；GJ-6型轨道检测系统；技术
引言
线路检查分为静态检查和动态检查，线路静态检查是通过人工使用轨距尺或轨道检查仪来实现的，主要检查轨道的几何尺寸、线路状态、线路标志等；线路动态检查主要通过轨道检测车来实现，检测线路在列车运行状态下的线路几何尺寸和列车运动状态；两种检查方式相互弥补，两者缺一不可。轨道检测车的使用对地铁工务维保部门轨道线路设备的维护保养具有指导性作用，结合轨检车的检测数据，可以发现轨道平顺状态不良的地点，以便采取紧急补修或限速措施，并确定应进行计划维修的处所，编制维修作业计划。此外，根据轨检车的记录也可评定轨道的养护水平和整修作业质量。由此可见，轨道检测车检测技术对保障轨道线路设备质量起着关键作用，因此轨检数据的准确性与可靠性至关重要，使用更为先进的轨检系统替代较落后的轨检系统则显得很有必要。
一、国内地铁轨检系统现状：
1.目前国内发达城市地铁早期采购的轨道检测车大部分采用的是DGJ-4型轨道检测系统，较为发达城市的地铁均已开通运营十余年，轨道检测车大部分于第一条线开通时期购买，针对该类已使用十余年的轨道检测系统，部分关键电子器件（如电容、电感、三极管等）已逐步老化，造成检测数据误差增大，系统可靠性降低等问题；
2.DGJ-4型轨检系统部分部件厂家已停止生产，给维保工作会带来极大的困难；
3.DGJ-4型轨道检测车为上世纪90年代设计的产品，检测系统采用伺服跟踪式移动部件，目前最新的GJ-6型轨检系统采用国际先进的激光摄像方式，性能及稳定性远优于DGJ-4型轨检系统。
二、GJ-6型轨检系统结构组成
GJ-6型轨道检测系统主要由激光摄像组件、惯性测量组件、信号处理组件、数据处理组件、机械悬挂装置、同步定位组件等六部分组成，激光摄像组件与惯性测量组件直接安装于检测梁，检测梁悬挂于车体转向架；信号处理组件包括模拟信号处理组件和数字信号处理组件两部分；数据处理组件由实时采集计算机、数据应用计算机、网络打印机、交换机组成车载局域网系统，如图2-1所示。
GJ-6型轨道检测系统配置四台计算机，分别是：实时采集处理计算机、图像处理计算机、服务器计算机、数据应用计算机。功能如下：
实时采集处理计算机安装了实时操作系统QNX6.41及轨道检测的实时处理软件；
图像处理计算机安装了WINDOWS操作系统及图像处理软件；
服务器计算机安装了WINDOWS和数据库管理系统、数据服务软件RTECH、波形分析软件WAVERS、数据分析软件；
数据应用计算机，安装了WINDOWS操作系统，安装了里程校准软件、波形分析软件WAVERS、数据分析软件。其中波形分析软件、数据分析软件与服务器上安装的同名软件功能相同。
三、轨检系统主要检测项目
轨道不平顺是机车车辆产生振动的主要根源，直接影响车辆的振动、轮轨相互作用力，增大列车对轨道的附加动力作用，使轨道质量更加恶化从而加剧钢轨和车辆的磨损，降低旅客乘车舒适度。严重的轨道不平顺将引起列车脱轨，危及行车安全。
轨道不平顺可以分成高低、水平、三角坑、方向、轨距不平顺等。
通过轨检车对轨道线路进行动态检测，从而了解轨道不平顺极其特征、分布，及时提供对轨道进行养护维修的依据，对恢复轨道平顺状态有十分重要的意义。
轨检系统主要的检测项目如下：
3.1高低
是指钢轨顶面沿轨道延长方向上的垂向凹凸不平顺，如图3-1所示。
3.2轨向（方向）
钢轨内侧沿轨道延长方向上的横向凹凸不平顺。
3.3轨距
两股钢轨轨头顶面下16mm范围内，两钢轨作用边之间的最小距离，标准轨轨距的标称值为1435mm。
3.5水平
同一横截面上左右轨顶面相对所在水平面的高度差，但不含曲线上按规定设置的超高值及超高顺坡量，水平由超高计算得出。
3.6三角坑（扭曲）
左右两轨顶面相对轨道平面的扭曲，用相距一定基长水平的代数差表示。三角坑应包含缓和曲线超高顺坡造成的扭曲量。
3.7复合不平顺（左右轨）
复合不平顺值为轨向不平顺值与轨道动态水平值的逆相加权和（计算式为：复合不平顺＝∣X－KY∣，式中X为轨向不平顺值，Y为水平不平顺值，K为系数，初期可选为1.5），其结果应具备可选择空间曲线（轨道实际不平顺波形）。
3.8曲率
单位距离内轨道的转角，如图3-3所示。
3.9里程
按线路里程标核对的实测距离。
3.10速度
单位时间内经历的里程。
3.11线路位置标志
用于检测客运专线线路上，包括道口、道岔、桥梁、曲线拉杆等标志。
轨道不平顺的特征除了用它的大小即幅值描述之外，还需要考察不平顺的波长。因为不同车速的车辆，运行在不平顺的不同波长轨道上，不平顺对车辆的影响是大不一样的。
四、轨检系统升级改造方案、工艺及技术要求
4.1施工方案
由DGJ-4型轨检系统升级改造为GJ-6型轨检系统。应采用当前世界最先进的激光摄像原理，代替原有老化的伺服机械式移动方式。重新设计检测梁和安装全新激光摄像组件，并且配套安装相应的工控机、电路板等。更换原有老化的电路板、电源箱等。同时，升级更新所有的软件系统。硬件更换、软件更新完毕，对整车轨检系统进行静态调试、重新标定。
更换的主要硬件有：激光摄像组件、机械悬挂装置、分线器、高精度电源组、模拟信号监视模块、模拟信号调理模块、实时处理机、图像处理机、数据服务器、数据分析机、显示器等；
升级的主要软件有：QNX实时多任务操作系统、Windows操作系统、SQLServer数据库管理系统、轨道几何激光摄像图像处理软件、轨道几何参数动态实时处理软件、轨检数据波形软件、轨检数据分析软件、数据集中及分发控制软件等。
4.2升级改造工艺
（一）、拆除原DGJ-4型轨检系统中轨距检测设备及其线缆
1.拆除原检测梁吊臂、检测梁吊座、检测梁内部分传感器及其线缆；
2.拆除安装在车体内的传感器以及机柜内电路板卡等相关设备。
（二）、安装GJ-6型检测梁及图像处理设备，安装相关软件
1.设计加工GJ-6型检测梁及连接杆，进行探伤并查看报告；
2.安装GJ-6型检测梁，安装激光摄像组件；
3.在机柜内安装图像处理设备及电源控制箱，按照GJ-6型轨检系统工艺要求布置线缆及防护管；
4.安装轨向、ALD等传感器及其信号线；
5.升级系统软件部分，连接图像处理机和车载网络系统；
6.按照《GJ-6型轨道检测系统标定规范》标定激光摄像检测参数；
7.完成静态调试、标定，安排正线动态调试。
4.3技术要求
在轨检系统安装、静态调试、标定完成后，应进行正线动态调试，确保轨检系统正常工作和满足GB/T25021-2010《轨道检查车》的精度要求，轨检系统进行正线动态调试完毕且满足技术要求之后，应根据原铁道部的相关规定，对设备进行检定。轨检系统的检测项目有：轨距、高低、轨向、水平（超高）、三角坑、曲率、轨距变化率、横向加速度、垂向加速度、车辆运行速度、地面标志物等，正线动态调试时轨检系统应达到以下技术要求：
五、结语
伴随现今城市轨道交通的迅速发展，轨道检测车在轨道交通中作为一种重要的检测手段，其数据的准确性、可靠性至关重要。因此，本文通过结合本人前期负责的轨检系统升级改造工程项目，提出一些个人对轨检系统升级改造方面的看法，以供大家探讨。
参考文献：
[1]柴东明,王彦春,田新宇,王卫东,陈东生,许贵阳,周正,刘伶萍,樊戈平.轨道检查车.中华人民共和国国家标准,2010(GB/T 25021-2010).
[2]程志全.轨道检测车的运用.中国铁路，2015(5).
论文作者:眭建飞
论文发表刊物:《低碳地产》2016年8月第15期
论文发表时间:2016/11/10
标签：轨道论文; 平顺论文; 系统论文; 轨距论文; 组件论文; 数据论文; 线路论文; 《低碳地产》2016年8月第15期论文;