2012.11中国铁道科学研究院 轨检系统介绍及常见故障维修 (2)

1、轨检系统介绍及常见故障维修基础所技术部二一二年十一月2022年3月12日基础设施检测研究所第2页 共 35 页一、我国轨检系统的发展二、轨道几何检测系统基本概念三、轨检系统基本检测原理四、轨检系统基本设备组成五、轨检系统常见故障分析及处理六、讨论及交流2022年3月12日基础设施检测研究所第3页 共 35 页一、我国轨检技术的发展 检查轨道病害 指导线路养护维修 保障行车安全 1型轨检车： 50年代，弦测法，机械传动式。 2型轨检车： 60 年代，弦测法，电传动式，人工判读超限。 GJ-3型轨检车：80年代，惯性基准法，组合式系统结构，缺少轨距轨向项目，计算机评分。2022年3月12日基础设施

2、检测研究所第4页 共 35 页GJ-4型轨检车：90年代中惯性基准法捷联式系统结构检测项目齐全计算机处理全部数据2022年3月12日基础设施检测研究所第5页 共 35 页90年代中后期大提速吊梁式伺服跟踪轨距梁振动冲击大移动部件，维修工作量大安全问题2022年3月12日基础设施检测研究所第6页 共 35 页 GJ-5型轨检车2000年以后引进激光摄像式检测梁安装在转向架上维修成本高备件供应困难2022年3月12日基础设施检测研究所第7页 共 35 页 GJ-6型轨检车2008年开始自主研制激光摄像式高速数字摄像机最高时速400km/h检测梁组件轻巧长波长检测2022年3月12日基础设施检测研究

3、所第8页 35 页 描述轨道几何状态的几个重要检测项目：1、高低：钢轨顶面沿轨道延长方向上的垂向不平顺。2、轨向：钢轨内侧沿轨道延长方向上的横向不平顺。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。 二、轨道几何检测系统基本概念2022年3月12日基础设施检测研究所第9页 共 35 页4、超高：同一横截面上左右轨顶面相对所在水平面的高度差。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。 2022年3月12日基础设施检测研究所第10页 共 35 页6、三角坑（扭曲

4、）：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。2022年3月12日基础设施检测研究所第11页 共 35 页7、曲率：单位距离内轨道的转角。8、里程：按线路里程标核对的实测距离。9、速度：单位时间内经历的里程。10、地面标志：线路道口、道岔、桥梁、曲线拉杆等线路标志。 2022年3月12日基础设施检测研究所第12页 共 35 页三、轨检系统基本检测原理高低：1、弦测法 利用车体及三个轮对，建立测量的“基准线”，前后两轮与轨道接触点的连线作为测量的基准线，中间轮与轨道接触点，偏离基准线的大小作为高低不平顺的测量结果。LxHcos1)(

5、L/2n-12n(2n-1)/2|H（x）|201备注n为正整数2022年3月12日基础设施检测研究所第13页 共 35 页2、惯性基准法一个质量-弹簧-阻尼系统安装在底座上，设W为质量块相对底座的位移，H为底座的位移，Z为质量块的位移，则：H=(-W)+Z，将质量块的振动加速度进行二次积分可得到Z，用位移计可测得质量块相对底座的位移W，经拉普拉斯变换得惯性基准法的传递函数：1)()()(sHsZsW加速度信号在低速时信噪比低，误差较大，因而惯性法有最低检测速度的限制。 2022年3月12日基础设施检测研究所第14页 共 35页 轨距：1、激光光点伺服跟踪式轨距测量2、激光摄像式轨距测量激光器

6、发出扇形光带摄像机捕捉到激光线的图像计算机视频图像处理得到轨道几何数据LXLXSDYY2 轨向：1、弦测法2、惯性基准法RXRXSDYY22022年3月12日基础设施检测研究所第16页 共 35 页 超高和水平： 倾角计INCL和滚动陀螺ROLL用于测量车体的倾角，位移计LPDT和RPDT用于测量车体与轮轴间的相对夹角，两者代数和可得到轨道的倾角，由轨道倾角和两轨中心线间距离可计算出超高和水平值。 曲率： 摇头速率陀螺YAW，测量车体每经过一定时间后车体方向角的变化值，同时采用3个车体相对转向架的横向位移计测量车体相对两转向架中心连线转角的变化值，结合光电编码器提供的速度距离信息，即可算出一定

7、距离的曲线轨道对应的圆心角（弧度/km），即曲率。2022年3月12日基础设施检测研究所第17页 共 35 页 速度及里程：1、光电编码器与轮轴同步转动。光电编码器每转一周输出一定数量的脉冲个数。2、根据轮子周长和每周多少个脉冲（光电编码器参数）可计算出脉冲间距，计算机对脉冲间距进行累加可得距离。3、在两个脉冲间距中通过计时可得速度。4、GJ-4型车和GJ-5型车脉冲数的设置 2022年3月12日基础设施检测研究所第18页 共 35 页 轨道几何状态检测项目的极性定义1、轨距：宽轨距为正，窄轨距为负。2、高低：向上为正，向下为负，按照轨检车左右定义确定左高低或右高低。3、轨向：按照轨检车左右定

8、义确定左轨向或右轨向，向左为正，向右为负。4、水平和超高：左轨高为正，右轨高为负。5、曲率：按照轨检车前后及左右定义，右转弯为正，左转弯为负。6、三角坑：一定基长内，后通过位置的水平减去先通过位置的水平。2022年3月12日基础设施检测研究所第19页 共 35 页正挂与反挂的轨检车波形极性2022年3月12日基础设施检测研究所第20页 共 35 页 车下主要设备组成（GJ-5型系统）底座、吊臂、检测梁激光器、摄像机、惯性包轴端编码器地面标志传感器四、轨检系统基本设备组成2022年3月12日基础设施检测研究所第21页 共 35 页 车下主要设备组成（GJ-6型系统）吊臂、检测梁左右激光摄像组件轨

9、向加速度计地面标志传感器横向位移计左右高低组件轴端编码器2022年3月12日基础设施检测研究所第22页 共 35 页 VME计算机 图像处理卡、接口卡 服务器 波形机 编辑机 车体加速度 地面标志 速度里程装置 GPS接收模块机柜设备组成（GJ-5型系统）2022年3月12日基础设施检测研究所第23页 共 35 页 系统电源 模拟信号处理装置 实时处理计算机 服务器 波形机 激光摄像温控电源 图像处理计算机 信号发生器、示波器机柜设备组成（GJ-6型系统）2022年3月12日基础设施检测研究所第24页 共 35 页五、轨检系统常见故障分析及处理GJ-5型车型车水平水平曲率曲率异常、异常、高低、

10、高低、轨向轨向无输无输出出(关关注速注速度度)2022年3月12日基础设施检测研究所第25页 共 35 页GJ-4G型车型车轨向轨向干扰干扰（高（高低点低点修正修正信号信号开路开路未加未加进去）进去）2022年3月12日基础设施检测研究所第26页 共 35 页检测列检测列车左高车左高低异常低异常（缺少（缺少位移信位移信号）号）2022年3月12日基础设施检测研究所第27页 共 35 页GJ-5型车惯性包信号异常2022年3月12日基础设施检测研究所第28页 共 35 页GJ-5型车编码器断线导致预处理机箱开关电源损坏2022年3月12日基础设施检测研究所第29页 共 35 页GJ-6型系统超高

11、异常型系统超高异常(关注倾角计信号关注倾角计信号)2022年3月12日基础设施检测研究所第30页 共 35 页跟踪式轨距类型GJ-4型车轨距不能跟踪（可能修正用光电位移计坏、或功放模块坏）2022年3月12日基础设施检测研究所第31页 共 35 页判断故障方法通过波形图判断故障所在激光器是否发光、温度和电流是否正常钢轨影像是否正常采用左右线缆对调或板卡对调等措施，判断传感器及器件好坏从原始传感器输入、处理电路板输出到计算机采集到的原始信号等信号通路上，逐级判断问题所在。给传感器一定的输入，检查计算机波形上相应输出信号。加速度传感器消除1g开关是否设置正确。检查接头焊点极少见问题：电路板芯片烧坏、稳压电源模块干扰或损坏流汤、车体带电烧坏电路板、传感器安装方向错误等等。GJ