第四節　重載綜合檢測車技術創新

作為世界首列用于重載鐵路檢測的高集成度綜合檢測車，朔黃鐵路公司在開發初期，緊盯國內外最先進的檢測技術，采用國內外主流、成熟的檢測設備，在整車系統集成、檢測技術改進、數據綜合處理等許多方面進行了技術創新。

一、整車技術創新

（一）研制了國內外首列重載鐵路綜合檢測車

目前，世界各國的綜合檢測車均是針對高速鐵路開發的，包括日本“黃色醫生”和“East-i”、法國的“IRIS320”、意大利“阿基米德”、英國“NMT”等高速綜合檢測車，以及我國0號、CRH380A-001、CRH380B-002等高速綜合檢測車。對重載鐵路基礎設施進行動態檢測的專業檢測車主要有軌道檢測車、電務檢測車、接觸網檢測車、鋼軌探傷車、紅外軸溫檢測車、試驗車等，這些專業檢測車通常只安裝一種檢測系統，針對某一類型的基礎設施進行檢測，尚無集成多專業檢測系統的綜合檢測車。朔黃鐵路重載綜合檢測車是世界首列重載鐵路綜合檢測車，通過一次檢測能夠對全部鐵路基礎設施進行病害查找和安全狀態評定。

（二）首次集成了路基道床、鋼軌探傷等檢測系統

1.集成了路基道床檢測系統

現有的高速綜合檢測車均未集成路基道床檢測系統，其原因是多方面的。一是大部分高速鐵路為無砟軌道、整體道床，二是高速鐵路軸重小、路基道床病害少，三是現有探地雷達在高速檢測時分辨率低、不能滿足定位病害和評定質量的需要。

重載鐵路大軸重、大密度、大運量的運輸，路基道床受力較為惡劣，道床容易出現彈性不足、臟污板結、翻漿冒泥等病害，導致基床土進入道床，道砟擠入基床，道床、基床、軌道結構同時惡化。所以，檢測道砟囊、軟黏土、底砟厚度及濕土區等病害，評定路基道床的質量，對保障重載鐵路路基的穩定性、確保行車安全有極其重要的現實意義。鑒于重載鐵路檢測的需求，綜合檢測車集成了路基道床檢測系統。對路基道床進行檢測，根據檢測數據進行分析，評估道床、路基層的質量、結構、成分，定位路基和道床的病害、缺陷。

2.集成了超聲波鋼軌探傷檢測系統

重載鐵路軌道承載大，鋼軌傷損發展快，迫切需要高效、準確的車載探傷系統與地面手推式探傷儀相結合，共同把好鋼軌防斷關，所以集成探傷檢測系統是重載鐵路檢測的客觀需要。重載綜合檢測車檢測速度80km/h，具備集成超聲波鋼軌探傷系統的條件。集成超聲波鋼軌探傷檢測系統，是重載綜合檢測車相對于高速綜合檢測車的又一創新。

3.集成了紅外線軸溫探測設備檢測系統

重載鐵路沿線均布設有紅外線軸溫探測站，是探測和識別運行列車的問題車軸、防止燃軸和切軸的重要設施，其探測準確性、穩定性直接影響行車安全。目前，檢測紅外軸溫探測站工作性能主要靠人工定期巡視，作業效率低，不能及時發現問題，發現問題定量分析不準確。

紅外線軸溫探測設備檢測系統主要用于檢測鐵路沿線紅外線軸溫探測設備工作情況，檢測項目為測溫精度、探頭的方位偏移程度和磁鋼的工作情況，適應車速范圍為3～160km/h。鑒于檢測速度的限制，現有國內外高速綜合檢測車均未安裝該系統。根據重載鐵路的客觀需要和技術可行性，重載綜合檢測車集成了紅外線軸溫探測設備檢測系統，對地面紅外線軸溫探測設備進行動態實時、準確、快速、全自動的檢測。

（三）研發了國內外首套基于同一時空檢測數據的綜合分析系統

綜合利用各專業同一時空檢測數據，分析軌道幾何狀態、路基道床狀態、鋼軌傷損的病害成因和關聯關系，以及軌道幾何和接觸網病害之間的關系，鋼軌表面狀態和內部傷損的關聯關系，可實現多專業、任意多次歷史數據的對比分析，從而查找設備病害真正原因，為設備維護提供依據。

二、各檢測系統技術創新

（一）路基道床檢測系統

6通道高速（80km/h）數據采集系統首次應用于鐵路，SIR-30型4通道探地雷達主機在國內首次應用，為朔黃鐵路定制專用的道床臟污評價標準。

（二）鋼軌探傷系統

速度為80km/h的轉向架式探傷系統首次用于75kg/m重載鐵路。

（三）接觸網檢測系統

接觸網檢測數據的實時分析處理及超限輸出。接觸網動態檢測過程中，實現了接觸網檢測數據的實時波形分析、實時歷史數據對比功能，能夠實時掌握接觸網狀態；同時，實現了接觸網檢測超限實時輸出，保證了檢測超限能夠及時有效處理，保障接觸網的安全運營。

（四）通信檢測系統

1.研發基于鐵路里程的LTE網絡檢測方法

現有的測試設備可以利用GPS對每個檢測參數進行定位，但鐵路設備的維護更習慣于采用鐵路里程來定位，而在隧道內更無法用GPS進行定位。因此，對于鐵路無線網測試參數的定位，應以線路里程為坐標。雖然鐵路其他無線通信系統的覆蓋測量通常采用軸頭脈沖傳感器換算成里程來與測試結果相對應，但這種測試方法還沒有應用到鐵路LTE網絡測試上。本創新解決了LTE網絡測試參數與里程相對應的問題。

2.研發基于對同址雙網同時檢測的鐵路LTE網絡檢測方法

在雙網都不關閉的情況下，一次將LTE雙網的特征覆蓋參數RSRP、RSRQ、SINR等同時獲取并分成A、B網同時顯示測試結果，既提高了測試效率，又不對網絡運行可靠性產生影響。

（五）紅外軸溫探測設備檢測系統

（1）模擬軸箱控溫精度大大提高。模擬軸箱靜態控溫精度小于0.5℃，動態控溫精度小于1℃，優于原系統靜態小于1℃和動態小于3℃的指標。在車速急劇變化時，模擬軸箱溫度過沖小于2℃，遠低于原系統的20℃。

（2）在檢測車上新增加了探頭方位尺，用于檢測地面紅外軸溫設備的探測位置及角度；新增加激光測距儀來測量車輪相對鋼軌的位移，以及軸頭相對掃描器的位移，配合方位尺可以更精確檢測地面紅外軸溫設備的探測位置及角度。該技術目前屬國內領先水平。

（3）減小了檢測系統功耗。由于采用新型航天加熱技術，獨特的模擬軸箱設計和基

于PC總線PIV工控機軟件智能控溫方法，系統功耗遠小于早期檢測系統的40kW，同

時減小了系統工作噪聲和干擾，提高了檢測車運行的安全性、經濟性。（4）軟件易于擴充、修改、維護，操作界面簡單、易操作。只需簡單設置，在選定運

行線路后，即可由軟件根據GPS定位自動進行模擬車輪上電、方位尺加溫；到達探測站

時數據處理、通信以及接收數據后的存儲、分析和報告顯示打印等，全部智能自動

實現。

三、地面數據處理中心技術創新

在綜合檢測車各檢測系統時空同步技術的基礎上，數據綜合處理系統通過統一計劃任務的數據組織方式，對檢測數據進行集中統一管理，實現了軌道檢測、接觸網檢測、鋼軌探傷等檢測系統的數據集成。通過病害集中度分析、關聯分析、趨勢分析等方法，對檢測數據進行深入綜合分析，實現基礎設施狀態的整體評價；同時，以動態檢測數據的關聯性分析為基礎，分析病害產生的原因，用于指導養護維修，為維修計劃的制定提供數據支撐。

（一）檢測數據統一管理

根據軌道幾何檢測、接觸網檢測、路基道床檢測、鋼軌波浪磨耗檢測、鋼軌斷面磨耗檢測等各類動態檢測數據的特點，實現了多專業動態檢測數據的統一接口和存儲管理，保證多種檢測數據關聯分析的需要。

（二）設備嚴重病害閉環管理

對軌道幾何、接觸網、鋼軌探傷、巡檢、路基道床的嚴重病害，實現檢測、分析、現場檢查維修、反饋、效果復核等環節的閉環管理。

（三）設備質量概況分析

通過基礎設施各項評價指標的統計、指標的變化趨勢分析等手段，對基礎設施總體質量狀況進行評價與預測。

（四）設備病害綜合分析

綜合利用各專業同一時空檢測數據，分析軌道幾何狀態、路基道床狀態、鋼軌傷損的病害成因和關聯關系，以及軌道幾何和接觸網病害之間的關系，鋼軌表面狀態和內部傷損的關聯關系，可實現多專業、任意多次歷史數據的對比分析，從而查找設備病害真正原因，為設備維護提供依據。

1.軌道幾何尺寸、路基道床、鋼軌傷損檢測數據關聯綜合分析

軌道幾何尺寸與路基道床質量、軌道幾何尺寸與鋼軌傷損以及路基道床質量與鋼軌傷損存在一定因果關系。如路基道床存在道砟囊及道床板結等對軌道幾何尺寸及鋼軌傷損都存在一定影響，通過綜合關聯分析同一時空路基道床檢測系統數據，可以找到發生軌道幾何尺寸超限及鋼軌傷損的真正原因。

2.接觸網和軌道幾何尺寸檢測數據關聯綜合分析

對于綜合檢測車而言，軌道幾何尺寸的變化也會影響到接觸網的檢測結果。對接觸網動態檢測波形進行歷史對比分析，同時對接觸網狀態不良處所的軌道幾何尺寸狀態進行關聯綜合分析，可以找出接觸網檢測數據超限的真正原因。

3.鋼軌傷損綜合分析

鋼軌傷損除了由于疲勞應力作用造成的內部傷損外，鋼軌表面也會受到接觸應力的作用產生裂紋，形成軌面傷損，在受到銹蝕等作用下有可能發展成重傷。通過對線路巡檢系統的鋼軌表面傷損數據的積累和深入分析，結合探傷車檢測數據，分析鋼軌表面傷損、鋼軌磨耗、鋼軌內部傷損的發生和發展變化規律，分析病害產生的原因。