铁路工务检测技术(第二版)
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第一节 轨道动态检测技术发展

轨道动态检测是检查线路设备质量状态、保障列车运行安全的一个极其重要手段,因此,检测数据必须科学、准确、公正、及时。先进的科学方法和技术原理是轨道动态检测技术发展的先决条件。

目前轨道动态检测融合光学、精密机械、电子、计算机、自动控制、图像处理、机器视觉等先进技术,直接或间接与被测对象接触或非接触,获取原始信息,实现物理量向电量转换,经过计算机数学模型的处理和分析,得到所需要的测量结果,不改变被测对象的几何形状,不破坏其结构,不影响其工况,测量结果真实可靠。

一、激光传感技术

激光传感技术以光电子学为基础,综合光学、电子学、计算机等技术,主要用于测量高低、轨向、轨距等轨道几何参数及复线间距、限界检测等。轨距测量基于激光器发射线形结构光照射到钢轨上,高速相机捕获钢轨断面轮廓线图像,测得轨距点在以检测梁为基准的坐标系中的坐标变化,即单边轨距,由左右单边轨距合成轨距。

二、图像处理技术

图像处理技术采用高速相机拍摄图像,计算机实时分析处理,以获得被测目标的数据信息,主要用于钢轨断面轮廓、表面擦伤、道床状态及扣件松动等检测。钢轨断面轮廓检测采用线结构光垂直“切割”钢轨、摄像传感器捕获钢轨断面轮廓图像,计算机实时处理图像,得到钢轨轮廓及磨耗信息。

三、振动测量技术

列车运行中受轨道不平顺等因素的影响产生振动,车辆的振动很复杂,振动测量技术基于惯性测量系统,利用加速度计及陀螺等惯性敏感器件和计算机技术,实时测量车体姿态变化,最终达到测量轨道不平顺的目的。

四、计算机技术应用

计算机技术的突飞猛进极大地推动了轨道动态检测技术的发展。计算机在轨道动态检测技术中的应用,丰富了检测项目,提高了检测精度以及系统的稳定性和可靠性,实现了实时同步检测。计算机在轨道动态检测技术中有三个方面作用:一是与传感器、模拟处理系统构成统一的模拟数字混合处理检测系统,完成轨道的检测;二是对测量结果进行统计分析及评价,绘制成图表,即时打印,并适时传输给主管部门及维修机构,为轨道科学管理和维修处理提供科学依据;三是为未来数字化、小型化轨道检测系统的研发提供了技术平台支撑。