哈尔滨地铁集团有限公司 黑龙江省哈尔滨市 150000
摘要：至2017年，我国铁路运营里程达12.4万km，高铁运营里程已达2.2万km，居世界第1位；旅客列车运营速度达到350?km/h；覆盖全国的“四纵四横”高铁路网已基本建成。在自然环境和机车车辆长年累月的作用下，铁路线路会发生轨道几何尺寸变化、钢轨表面擦伤和内部伤损、路基道床变形、扣件丢失或偏移等多种病害问题。轨道病害不仅会影响车辆运营，严重时更会危及行车安全。轨道状态检查是及时发现病害、保证铁路运输安全性和可靠性的重要手段之一。
关键词：城市轨道交通；轨道巡检系统；应用
引言
轨道巡检系统结合线路基础设施检测的应用需求，基于非接触式检查测量理念，以数字高清成像、视觉测量、图像处理、模式识别等技术，对轨道图像信息进行采集、分析和处理。系统采用先进的高分辨率、低噪声、小畸变的图像传感器，设计高速实时图像采集系统实现线路轨道设施（钢轨表面、扣件、弹条、轨道板表面、信号装置、道口、道岔、护轨区域、排水沟、道床表面和轨枕等）的高清连续成像，从而达到自动巡视检查道床、扣件、钢轨及线路环境的目的。
1轨道巡检系统的组成及应用
1.1轨道巡检系统的组成
轨道巡检系统主要由轨道巡查系统、轨道轮廓测量系统组成以实现完整的轨道基础设施检测功能。每个子系统都有独立的数据采集和处理设备。都含有一套智能识别系统用于对图像或测量数据的自动识别和判断。通过图像处理的方式对系统所采集的数据进行测量、分析和识别等。
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1.2轨道巡检系统的安装
该系统主要安装于检测车上，可以单独安装在检测车上作为独立的线路巡检车，也可以和其他系统如轨检系统、接触网检测系统、限界检测系统等组合安装于检测车作为综合检测车。线路巡检系统最高检测速度可达160Km/h及以上，符合城市轨道交通工程车辆正线运行速度要求，同等条件下可以大幅度提高线路巡检效率。线路巡检系统能够自动完成对线路基础设施的图像采集、分析和数据测量且识别精度和效果好，可以在很大程度上替代人工巡道检查，从而减少线路巡道工作的大量人力和物力投入。
1.3轨道巡检系统的应用
据调查统计巡检系统巡道检查与人工巡道检查对比如下表：
巡检系统按照55km/h检测速度计算，工作时长3小时，巡检车辆整备和收车时间约1小时，在相同时间内，巡检系统里程和扣件检查为人工巡检的16-20倍。更突出特点是巡检系统能将各种病害统计分析，可以节省大量的人力进行专门的统计和分析工作，巡检人员只需要对检测出的线路缺陷进行复核确认，发生细微变化时能及时发现处理，将问题病害隐患消除，确保设备安全可靠。巡检系统大大缩短检测时间，提高缺陷识别能力、统计分析及优化养护作业方案，弥补人工巡检的不足。
线路基础设施的缺陷可以通过巡检系统软件自动判定，并通过良好的人机界面显示给检测人员，包括缺陷的类型和缺陷的位置等信息。巡检人员通过辨别缺陷的图像和缺陷的测量信息确认是否为真实缺陷。巡检系统能为检测人员提供便捷的判定手段和清晰的显示界面显示缺陷的类型和信息。巡检系统能够输出表格和图像两种缺陷报告，包括检测的时间、缺陷的类型、缺陷的里程信息、操作者的备注信息、缺陷的图像信息、缺陷的测量信息以及其它线路信息。
2当前巡检工作存在的问题
1）巡检点的定位：分布面广，数量众多是城市轨道交通巡检点的一个显著特点，而在实际操作过程中却未有效落实制定的点巡检标准，不能对每台设备做出准确定位。点检工作在人员组织分工上缺乏有效性与准确性，迫切的需要以电子标签的方式对每台设备进行定义和定位。
2）城市轨道交通设备配备的点检记录：本记录的书面数据既不能保证数据的正确性，更无法利用其进行统计分析，因此，需要对采集的数据进行量化和记录，以利于数据分析之用。
3线路巡检系统主要检测功能
3.1扣件区域检测
（1）检测有碴和无碴线路安装在钢轨两侧的所有扣件异常，如扣件丢失，松动，弹条歪斜，螺栓丢失；（2）可以检测垫板螺栓丢失和其表面裂纹病害，检测轨道垫，夹轨器和绝缘片的异常情况；（3）可自动检测扣件丢失或脱落以及扣件相对与钢轨轨底的位置是否正确。（4）可自动对弹条脱落、歪斜或变形进行检测。扣件和弹条状态识别通过与系统内设置的标准模型对比实现，系统预先设置扣件模型，若所检测的扣件与其不同则会报告扣件或弹条异常信息。
3.2轨道区域检测
（1）检测轨道线路区域溢出或缺失道砟，干浆区，轨枕空吊和植物超限，异物干扰等。（2）检测信号装置如应答器和计轴器。（3）自动检测道砟超限，道砟高度检测参考轨底高度，道砟高度超高或缺失根据买方，定义的离轨底距离标准判定。道砟高度判定可根据道砟参考轨枕顶面平均高度之间距离。将其与预先设置做比较可判定其超高或缺少。（4）对轨道中央信号装置和线路中心其他装置进行检测。（5）对轨道外侧信号装置和其他装置进行检测。（6）对接近钢轨的异物进行识别和检测，所检测异物的尺寸和大小可根据要求进行设定。（7）可自动识别和检测道岔和护轨区域以及道口等线路设施。（8）可检测排水沟及其他异物情况。
3.3钢轨轨头缺陷检测
（1）可检测有碴和无碴线路钢轨轨头表面异常，如钢轨头表面烧伤，砟印，起皮，压溃和波磨等缺陷。（2）可检测断轨和轨顶线性病害检测，对钢轨断轨和钢轨轨顶扩展至整个轨头的横向裂纹进行检测并显示。（3）对轨缝大小进行检测，轨缝通过光学对比其标准尺寸自动检测，系统可诊断轨缝不足或太大用于指导维修。（4）可检测钢轨表面擦伤和剥离等缺陷。
结语
目前城市轨道交通的线路巡视检查工作仍以人工巡道检查为主，对轨道的智能巡检还出在起步阶段。随着近年国内城市轨道交通的快速发展，投入运营的线路将会越来越多，需要检查的轨道基础设施将会越来越多，人工巡检的方式将难以满足浩繁的轨道设施检查需要，高效智能化车载轨道巡检系统的应用将势在必行。
参考文献
[1]许贵阳,史天运,任盛伟,韩强,王登阳.基于计算机视觉的车载轨道巡检系统研制[J].2013,34(01):139-144.
[2]徐其瑞，石永生，许贵阳，等．GTC-80型钢轨探伤车及其运用[J]．中国铁路，2013(11)：55-58.
论文作者:王宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/21
标签：轨道论文; 系统论文; 扣件论文; 钢轨论文; 线路论文; 缺陷论文; 病害论文; 《建筑学研究前沿》2017年第34期论文;