第三節　重載綜合檢測車總體方案

朔黃鐵路公司綜合檢測車是世界首列用于重載鐵路的綜合檢測車。方案設計過程中沒有成型設備可以借鑒，朔黃鐵路公司聯合國內外設備廠商、技術供應商和科研院所，結合朔黃鐵路實際，通過大量的調研和技術論證，研發了重載鐵路檢測相關技術，逐步形成了適合重載鐵路檢測、具有朔黃特色的綜合檢測車設計方案。

一、總體設計

采用新型25T型客車，集成了路基道床、軌道、鋼軌超聲波探傷、接觸網、信號動態、無線通信場強、紅外線軸溫探測設備檢測等七大檢測系統，技術架構如圖1-10所示。實現對貨運重載鐵路的路基道床、鋼軌、接觸網、通信信號等系統的數百個參數進行實時檢測，具有時空同步定位、實時數據傳輸、存儲和分析功能。檢測車所配備的軌道檢測系統、鋼軌探傷系統、接觸網檢測系統、路基道床檢測系統等都具備雙向檢測能力，檢測精度不受列車走行方向的影響。

配套建立地面數據分析處理系統，對所有檢測數據、波形、圖表進行綜合顯示、處理分析，并生成綜合超限報表、超限/傷損統計圖表、數據對比報告，具備線路檢測計劃管理、嚴重病害閉環管理、檢測報告生成、數據下載管理等功能；實現對軌道幾何波形數據、接觸網波形數據、巡檢圖像數據、鋼軌傷損數據、設備臺賬的同步GIS系統動態展示，能與設備臺賬聯動，提供專業的分析手段。

檢測速度達到80km/h，最高運行速度達到120km/h。

1.軌道幾何檢測系統

采用慣性基準原理、高速圖像處理和高速激光攝像測量技術，實時對軌道幾何和變化率、車輛加速度數據進行采集、處理及統計分析并顯示，可自動進行超限判斷、數據庫存儲、超限編輯和報表打印等。能夠獨立執行檢測任務，同時將檢測結果發送到綜合系統進行數據綜合分析、管理。

2.軌道狀態巡檢系統

采用視覺測量方法，應用模式識別技術，實現鋼軌表面缺陷、軌枕及扣件狀態動態檢測，并具備缺陷自動判別、分類和報表打印等功能。

3.鋼軌波浪磨耗檢測系統

采用慣性法原理，實現對鋼軌頂面波浪磨耗的動態在線檢測。在軌頂面每隔10mm采集一個點的波磨，將每個點的磨耗值顯示在波形圖上，通過編輯軟件對超限數據進行Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級統計，能輸出報表打印，指導鋼軌打磨、銑磨工作。

4.限界檢測系統

采用非接觸式激光掃描和鋼軌斷面檢測技術相結合的方法，實現建筑物全斷面輪廓檢測，實時計算限界超限并發出報警。

5.接觸網檢測系統

接觸網檢測系統采用接觸式和非接觸式兩種檢測方式，能夠在車輛運行時，對受電弓/接觸網的相互作用力、接觸網幾何位置、結構等信息進行動態采集和實時處理，進而對接觸網系統質量、幾何結構、動態特性等進行評估，并對接觸網的缺陷和傷損進行定位。

6.通信檢測系統

測試450MHz無線列車調度系統場強覆蓋情況，評估LTE無線通信網絡性能。450MHz無線列調系統在軟件上通過對控發設備的控制，實現鐵路沿線場強分布測試，以強度—距離的曲線形式描述當時的場強分布；將測試終端接入LTE網絡，對交互式參數進行測試，利用DT/WT1800采集設備測試LTE網絡廣播信道中的偵聽式參數。

7.信號檢測系統

運用數字信號處理、模糊運算分析等技術，實現列車動態情況下對軌道電路傳輸特性、頻譜特性、補償電容、不平衡電流、機車信號運行狀態等全方位信號檢測；以區段為單位對傳輸特性、頻譜特性、補償電容狀態進行等級評價考核。通過多任務、多線程的處理方法，采取屏幕動態移動的方式，對機車信號顯示狀態、信號頻譜分布、地面連續信息、軌道電路補償電容、不平衡電流、列車運行速度、線路狀況等信息同步并行顯示。

8.鋼軌探傷系統

采用超聲波檢測方法，對鐵路在役鋼軌內部傷損進行高速檢測，并能夠將各超聲通道的數據進行空間轉換后進行智能識別，識別后的數據以B顯圖的形式顯示出來。該系統能夠將傷損數據進行自動存儲，支持線下的回放分析和處理。

9.路基道床檢測系統

基于探地雷達（GPR）技術，根據雷達波在不同物質中的傳播速度差異以及在不同物質界面的反射及散射特性，向地下發射雷達波，經地層分界面或物體反射回地面被接收天線所接收，對返回的雷達波進行處理和分析，推斷地下目標體的空間位置、結構、幾何形態，從而實現對道床和路基的探測。

10.紅外軸溫探測設備檢測系統

在檢測車上加裝模擬車輪、模擬軸箱等裝置，檢測車發送模擬軸溫，地面設備采集模擬軸箱溫度和方位尺溫差，經無線數據傳輸至檢測車，通過系統分析和標準比對，給出檢測結果，檢驗地面探測站設備的測溫精度和探測角度。

11.綜合系統

主要實現檢測車的精確定位，發布列車統一的速度、時鐘和里程信息，實現列車運行后方環境的晝夜實時監測，實現軌道、接觸網檢測數據的綜合顯示及基于GIS的綜合展示等功能，包括同步定位、環境視頻監測、數據綜合顯示、列車數據網絡及多媒體展示等系統。

12.地面數據處理中心

由基礎網絡系統、服務器硬件、應用軟件系統組成。應用軟件分為設備動態質量綜合分析系統（也稱波形綜合展示系統）軟件和檢測數據綜合分析處理軟件。檢測數據綜合分析處理軟件實現對軌道、接觸網、路基道床以及鋼軌探傷、紅外軸溫、波浪磨耗、巡檢及限界等檢測數據、波形、圖表進行綜合顯示、處理分析，并生成綜合超限報表、超限/傷損統計圖表、數據對比報告，同時提供了線路檢測計劃管理、嚴重病害閉環管理、檢測報告生成、數據下載管理等功能；管理軌道資料并及時更新軌道狀態數據。波形綜合展示系統實現對軌道幾何波形數據、接觸網波形數據、巡檢圖像數據、鋼軌傷損數據、設備臺賬的同步展示，并能與設備臺賬聯動，為專業工程師和主管領導提供專業的分析手段。

二、重載綜合檢測車組成

重載綜合檢測車由三輛25T型客車車輛改裝而成，整車無運行動力，檢測時由機車牽引。

（一）1號車

1號車集成了路基道床、鋼軌超聲波探傷、無線通信場強以及信號動態檢測系統。

路基道床檢測系統安裝有2GHz和400MHz雷達天線。2GHz雷達檢測深度為1.2m，400MHz雷達檢測深度達2.5m。檢測對象是道床層及路基層的內部質量、結構等，能夠分析評價道床厚度、道床臟污情況、道床底面平整度及道床底面含水量，同時對道床及路基缺陷進行定位。

鋼軌探傷系統能夠以80km/h的速度進行傷損檢測，自動判別傷損類別、位置和傷損程度。

無線通信場強檢測系統既可完成450MHz無線列調場強測試，也可完成LTE-R無線網絡服務質量、應用業務測試，能夠智能分析測試數據，為網絡優化提供參考。

信號檢測系統可對區間軌道電路、補償電容、左右軌電流及不平衡電流等項目進行實時檢測，以區段為單位全面評價軌道電路的傳輸特性和頻譜特性、補償電容工作狀態和軌道電流不平衡率等指標。

此外，1號車還設有會議室和多媒體演示系統。會議室獨立設置在車體二位端，與檢測作業區隔離，利用集中控制系統，通過大屏幕工業液晶監視器，可以查看各種視頻信息以及各系統檢測波形等。

（二）2號車

2號車是綜合檢測車的核心，集成了軌道檢測、接觸網檢測和綜合系統。

軌道檢測系統主要包括軌道幾何、波磨、斷面磨耗、軌道巡檢、建筑限界和環境監視等六個子系統。軌道幾何檢測系統檢測項目為高低、軌向、軌距、水平、三角坑、軌距變化率和車體橫向、垂向加速度等。鋼軌波磨檢測系統可以檢測鋼軌頂面短波不平順，用于指導鋼軌打磨和銑磨作業；鋼軌斷面磨耗檢測系統可以檢測鋼軌的垂直磨耗、側磨和總磨耗，輔助實現鋼軌壽命管理；軌道狀態巡檢系統可自動判斷鋼軌表面傷損和扣件異常，可部分代替人工巡道，同時可用于鋼軌探傷輔助判斷；建筑限界檢測系統是測量線路全斷面限界的檢測裝置，能夠輸出基于鋼軌頂面的建筑物輪廓數據，判斷建筑物和構筑物是否侵限，對超限運輸提供支持；環境監視系統可對線路周邊環境進行實時視頻監視，可以監測線路狀態、路料管理和護網狀態。

接觸網檢測系統采用接觸式和非接觸式兩種測量方式。接觸式測量采用測力受電弓，實現接觸網接觸力、硬點、網壓等參數的精確測量。非接觸測量采用光學測量原理，可以檢測接觸線高度、拉出值、接觸線磨耗、錨段關節處接觸線相互位置等參數。

綜合系統采用時空同步定位裝置向各專業檢測系統發布統一的時空信息，實現了軌道和接觸網檢測同步波形顯示，便于進行關聯分析；具備檢測數據實時傳輸、超限大值自動發送短信和GIS展示等功能。

（三）3號車

3號車主要為全車提供電力供應和生活保障，并安裝紅外線軸溫探測設備檢測系統。

紅外線軸溫探測設備檢測系統主要檢測地面紅外探測設備的測溫精度和內外探頭角度，評價紅外線軸溫探測站的工作性能。

3號車二位端設置發電設備艙，配備有一臺220kW主發電機組和一臺70.6kW備用發電機組，為檢測車提供工作及生活用電，可滿足最大1600km的檢測用電需求。車組為所有檢測設備提供穩定的AC220V不間斷電源，通過UPS及電池組為檢測設備供電，可連續為設備供電2h。

3號車設置12個軟臥鋪位供工作人員長時間作業后休息。休息室旁設有盥洗室。