1.轨道几何动态检测原理和标准以及数据应用
GJ6轨道检测的原理及应用
GJ6轨道检测的原理及应用1. 概述GJ6轨道检测是一种用于检测铁路轨道状态和性能的技术。
该技术基于高精度的传感器和数据处理方法，能够实时监测轨道的几何形状、轨道偏差、弯曲变形以及轨道振动等指标。
本文将介绍GJ6轨道检测的原理和应用。
2. 原理GJ6轨道检测的原理主要包括传感器的工作原理和数据处理方法。
2.1 传感器的工作原理GJ6轨道检测采用了高精度的测距传感器和振动传感器。
测距传感器通过发射激光束并测量激光束的返回时间，从而得到轨道几何形状的数据。
振动传感器则可以测量轨道的振动频率和振幅。
2.2 数据处理方法GJ6轨道检测的数据处理方法主要包括数据采集、数据传输、数据处理和数据分析等步骤。
在数据采集阶段，传感器会将实时的数据传输给数据处理系统。
数据处理系统会对数据进行预处理，包括噪声滤波和数据校正等操作。
然后，数据分析算法将对数据进行分析和处理，从而得到轨道的几何形状、偏差、弯曲变形和振动等指标。
3. 应用GJ6轨道检测在铁路行业具有广泛的应用。
3.1 轨道维护和修复GJ6轨道检测可以实时监测轨道的状况，包括轨道的几何形状和偏差等指标。
通过监测这些指标，铁路维护人员可以及时发现轨道的问题并进行修复，从而保证铁路的安全和正常运行。
3.2 轨道运维优化GJ6轨道检测还可以提供轨道的弯曲变形和振动等指标，对于轨道的运维和优化非常有帮助。
通过监测轨道的弯曲变形，可以及时调整轨道的弯曲直径，减少车辆在弯道上的侧向力，提高列车的安全性和舒适度。
同时，监测轨道的振动可以提供对轨道结构的评估，以及对列车运行的影响等信息，从而优化轨道的设计和维护。
3.3 风险预警和故障诊断GJ6轨道检测可以通过对轨道的几何形状和偏差进行分析，提供轨道结构的健康状态评估，为铁路运营管理部门提供风险预警和故障诊断的依据。
通过及时发现轨道的异常变化，可以提前采取措施进行修复或维护，从而避免可能发生的事故和延误。
3.4 轨道设计与改造GJ6轨道检测可以提供轨道的几何形状和偏差等指标，为轨道的设计和改造提供依据。
轨道动态检测课件
详细描述
轨道动态检测市场需求的主要推动因素是提 高运行安全和运输效率。通过实时监控轨道 状态和使用先进的检测设备，可以及时发现 潜在的安全隐患，减少事故发生的可能性。 同时，通过优化轨道布局和使用高效的检测 技术，可以提高列车的通过速度和运输效率
。
社会效益与经济效益
总结词
社会效益和经济效益显著
详细描述
案例三：矿区铁路线路检测案例
总结词
矿区铁路线路具有复杂的地形和恶劣的环境条件，其 维护难度较大。轨道动态检测技术可以在矿区铁路线 路的维护中发挥重要作用，提高线路的安全性和稳定 性。
详细描述
矿区铁路线路面临着复杂的地形和恶劣的环境条件，如 山岭重丘、长大坡道、曲线半径小等，给线路的维护带 来了很大的难度。通过轨道动态检测技术，可以在列车 运行过程中对线路的平直度、轨距、高低差、水平差、 曲线半径等参数进行全面、准确、实时的检测，及时发 现和解决潜在的安全隐患，提高线路维护的针对性和效 率。同时，轨道动态检测技术还可以为矿区铁路线路的 改线和扩建提供准确的数据支持。
轨道动态检测技术的广泛应用将带来显著的社会效益和 经济效益。通过提高运行安全和运输效率，可以减少事 故的发生和交通拥堵，提高公众出行的舒适度和安全性 。同时，轨道动态检测技术的发展也将带动相关产业的 发展，创造更多的就业机会和技术转化机会。
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05 轨道动态检测实 际案例
案例一：铁路线路检测案例
总结词
通过运用轨道动态检测技术，对铁路线路进行全面、准确、实时的检测，为线路维护和安全管理提供及时、可靠 的数据支持。
详细描述
铁路线路是列车运行的基础设施，其状态直接影响到列车运行的安全和效率。通过轨道动态检测技术，可以在列 车运行过程中对线路的平直度、轨距、高低差、水平差、曲线半径等参数进行全面、准确、实时的检测，及时发 现和解决潜在的安全隐患，提高线路维护的针对性和效率。
轨道几何动态检测项目及病害成因分析
轨道几何动态检测项目及病害成因分析作者：赵旭江来源：《大陆桥视野·下》2017年第09期【摘要】近年来，随着我国铁路建设的快速发展以及铁路精细化管理的推行，对铁路线路的质量提出了更高的要求。
因此，加强轨道动态检测力度，提高轨道检测数据质量，及时掌握轨道质量状态，正确指导线路养护维修，确保铁路运输安全，提升铁路服务质量已成为铁路工务工作的一项重要基础工作。
本文通过对GJ-6型轨道检测系统和波形图的介绍，结合兰州铁路局WX999335号轨道检查车的运用情况，从轨道几何动态检测项目入手，浅析了铁路线路病害的主要形成因素及消除方法，对提高轨道检测数据质量，指导一线对铁路线路进行科学合理地养护维修具有积极作用。
【关键词】轨道；动态检测；波形图1.轨道几何动态检测系统测量原理GJ-6型轨道几何测量系统使用激光摄像组件测量钢轨相对于检测梁的纵横向位移，使用位移计、陀螺、加速度计等多种传感器测量检测梁及车体的姿态变化，将需要检测的位移、速度、加速度等物理量转换为相应的电模拟信号，通过信号转接及监视单元输入到信号处理单元。
信号处理单元对信号进行放大和滤波处理后，再经过信号转接及监视单元输入到数据采集和数据处理计算机，并进行A/D模数转换、存储、滤波、修正和补偿处理，最后经过综合运算、得到所需要的轨道几何参数，在Waver机上实时显示轨道几何波形图。
另外，轨道几何状态参数通过网络传输给数据应用计算机，将轨道几何参数和超限数据存放到数据库中，同时显示轨道几何波形，或显示超限数据并可对超限数据进行编辑，形成检测报表，轨道几何参数波形图和检测报表可由网络打印机随时打印。
2.轨道几何动态检测波形图GJ-6型轨道几何测量系统的测量结果可通过Waver软件显示，该软件以波形曲线的形式实时显示测量结果，即通常所说的“波形图”。
波形图可以通过不同的通道实时显示不同的测量项目和参数，并可以自定义显示比例和显示颜色。
历史检测数据也可以在实时检测数据上重叠显示，以对同一线路不同检测时间的检测结果进行比对，观察线路病害的整治或发展情况，可作为现场查找病害的依据。
轨检车检测原理及注意事项课件
轨检车检测数据处理
轨检车检测数据处理是整个检测过程中的关键环节，主要包括数据预处理、特征 提取和结果输出等步骤。
数据预处理主要是对原始数据进行滤波、去噪等处理，以提高数据的质量和精度 ；特征提取是根据实际需求，从预处理后的数据中提取出有用的特征信息；结果 输出则是将处理后的数据以图形、表格等形式展示出来，便于分析和应用。
案例概述
某高铁线路为了提高运 行效率和安全性，采用 了轨检车进行线路检测 。
检测原理
轨检车采用高速激光和 雷达技术，实时检测轨 道几何尺寸、表面缺陷 等数据，并将数据传输 至分析系统进行处理。
注意事项
在应用过程中，需要特 别注意轨检车的运行速 度和稳定性，确保检测 数据的准确性和可靠性 。
THANKS
轨检车技术发展面临的挑战和机遇
技术创新
01
轨检车技术发展需要不断进行技术创新，攻克技术难关，提高
检测性能和稳定性。
市场竞争
02
随着轨检车市场的不断扩大，竞争将越来激烈，企业需要不断提高产品质量和技术水平，以获得竞争优势。
政策支持
03
政府可以出台相关政策，鼓励和支持轨检车技术的发展，推动
行业进步。
轨检车在高铁线路检测中的应用
高铁线路对安全性要求极高，因 此需要高精度的轨道检测设备， 轨检车正是高铁线路检测中的重
要工具。
轨检车在高铁线路检测中主要检 测轨道的几何尺寸、表面缺陷以 及钢轨内部的损伤，确保高铁列
车的安全运行。
高铁线路的检测要求高精度和高 效率，轨检车的运用能够大大提 高检测的效率和精度，为高铁的
该系统通过在车辆运行过程中实时采集轨道数据，能够检测 轨道的几何尺寸、线路方向、高低变化、水平状态、扭曲度 等参数，为铁路维护和检修提供重要依据。
轨道几何状态检测系统在城市轨道车辆上的应用
轨道几何状态检测系统在城市轨道车辆上的应用摘要以城市轨道车辆为前提，介绍了轨道几何状态检测系统的整体方案和系统组成，分析了轨道几何参数的检测原理和轨道检测的功能需求，结论证明安装此系统可以实现轨道几何参数的动态实时检测。
关键词轨道检测实时检测激光测量1.前言轨道几何状态是轨道结构部件综合性能的表现，直接反映了轨道质量状态的优劣。
较差的轨道几何平顺状态直接影响车辆的安全性能，并且缩短轨道的使用寿命，增加轨道运营维护成本。
轨道几何状态检测系统采用激光器和惯性导航系统等检测手段，应用了激光测量原理和综合数据分析软件，对轨道状态进行几何不平顺检测，检测项点包括：线路轨距、左右轨向、左右高低、水平（超高）、三角坑、曲率等。
并通过里程定位装置，实现异常位置定位。
2.检测系统的组成与原理2.1系统组成轨道几何状态检测系统主要由激光摄像组件、惯性测量组件、里程定位装置、检测主机等几个部分组成，采用惯性基准原理、无接触测量方式。
轨道几何状态检测系统的主要传感器都安装在特殊设计的检测梁上。
检测梁容易安装、维护和检修。
其它设备安装在工作间的机柜内。
从传感器到机柜之间有信号线和电源线连接。
检测梁安装示意图如图1所示。
图1轨道几何状态检测系统安装示意图2.1.1激光摄像组件检测梁左、右两侧各安装1-2个激光摄像组件，保持固定的相对几何位置。
激光摄像组件主要由激光传感器、摄像机等组成。
激光器发射激光平面与被测钢轨走行方向垂直，激光照射到钢轨上，形成钢轨断面轮廓线。
摄像机从一定的角度获取含有钢轨断面轮廓线的图像。
当激光器和摄像机的相对空间位置固定后，激光平面上的物点和图像上的像点也有确定的对应关系。
建立适当的坐标系，即可用数学方法对物点与像点的对应关系进行描述。
激光摄像组件示意图如图2所示。
图2激光摄像组件示意图2.1.2惯性测量组件惯性测量组件安装在检测梁上，主要由陀螺仪、加速度计等组成。
能够测得检测梁的运动姿态，提供车辆的侧滚、点头和摇头等运动参数，为信号处理时考虑车速、离心加速度等因素带来的影响而做出相应的补偿。
动态检查
⑹复合不平顺是指轨向不平顺值与轨道动态 水平值的逆相加权和。其计算式如下：
4.高低、水平、轨距示意图
5.超高示意图
6.曲率示意图
曲率测量定义为一定弦长的曲线轨道（如30m） 对应之园心角θ（度/30米）。度数大、曲率 大、半径小。反之，度数小，曲率小，半径 大。
轨检车通过曲线时（直线亦如此），测量车 辆每通过30米后车体方向角的变化值，同时 测量车体相对两转向架中心连线转角的变化 值，即可计算出轨检车通过30米曲线后的相 应圆心角θ变化值。
8.车体加速度示意图
车体振动加速度(垂向、横向加速度)
车体振动加速度是一种或多种轨道不平顺引起的车 辆综合响应，振动加速度的大小与人的舒适性感觉 和行车安全都有密切关系。由于车体振动加速度不 能区分是有何种轨道不平顺引起的，并且同一幅值 和波长的轨道不平顺，在不同行车速度时引起的车 体振动加速度大不相同，因此车体振动加速度不能 用确切地定量评定轨道的平顺状态。
综合检测车(动检车)
要确切掌握对高速行车有重要影响的轨道不平顺， 轨道检查车等检测设备的性能必须满足高速条件下 的要求。
㈠对高速铁路轨道平顺状态检测设备的基本要求 1.可测波长范围
高速行车条件下长波不平顺的影响已变得不可忽 视，因此高速轨检车的可测波长必须增大。需要检 测的波长可根据客车车主振频率和行车速度确定。
波形识别(岔区超限)
波形识别(异常)
波形识别（辅助判断）
波形识别（阳光干扰）
轨道动态检测课件
案例三：高速铁路的轨道动态检测
检测目的
确保高速铁路安全、稳定运行，提高列车运 行速度和乘客舒适度。
检测内容
轨道几何尺寸、无砟轨道、道岔等。
检测方法
采用高精度测量技术，如卫星定位、惯性导 航等。
数据分析
对检测数据进行处理和分析，评估轨道状态 ，预测维修周期，优化列车运行图。
检测方法
采用非接触式测量技术，如激光雷达、红外 线等。
数据分析
对检测数据进行处理和分析，评估轨道状态 ，预测维修周期。
案例二：铁路轨道的轨道动态检测
检测目的
确保铁路运输安全，预防轨道断裂、下沉等故障。
检测内容
轨道几何尺寸、钢轨表面损伤、轨枕状态等。
检测方法
采用接触式测量技术，如轨道测量车。
数据分析
检测标准
01
GB50157-2013《地铁设计规范》：规定了地铁轨 道动态检测的标准和要求。
02
TB10621-2014《高速铁路设计规范》：规定了高速 铁路轨道动态检测的标准和要求。
03
UIC518-2004《国际铁路联盟铁路设施振动指南》 ：国际铁路联盟制定的轨道动态检测标准。
03
轨道动态检测应用
轨道动态检测课件
目录
• 轨道动态检测概述 • 轨道动态检测技术 • 轨道动态检测应用 • 轨道动态检测案例分析 • 轨道动态检测发展趋势与挑战
01
轨道动态检测概述
定义与特点
定义
轨道动态检测是指通过使用各种检测设备和技术，在列车运行状态下对轨道的 几何尺寸、结构状态、动力学响应等进行实时监测和评估的过程。
03
02
高速铁路线路规划
轨道检测技术及其应用20190326
三、轨道动态几何不平顺容许偏差管理
2.区段均值管理。 （1）区段均值评价指标为轨道质量指数（TQI）。
速度等级
左高低mm 右高低mm 左轨向mm 右轨向mm 轨距mm 水平mm 三角坑mm TQI值
V≤80km/h
2.2~2.5 2.2~2.5 1.8~2.2 1.8~2.2 1.4~1.6 1.7~1.9 1.9~2.1 13~15
20 —
8 —
12 —
20 24 12 16 24 26 — —————
轨向(mm)
1.5～ 42m 1.5～ 70m
5 6
7 10 12 5 8 12 16 8 10 16 20 10 14 20 23 8 12 — — — — — — — — — — — — —
轨距(mm)
+4-3
+8-4
+12-6 +15-8
正线
线
υmax≤80 km/h正线
项目
Ⅰ级
Ⅱ级
Ⅳ级
Ⅲ级
（限速 160km/
Ⅰ级
h）
Ⅱ级
Ⅳ级 Ⅲ级 （限速 Ⅰ级
120km/h）
Ⅱ级
Ⅲ级
Ⅳ级 （限 速 Ⅰ级 80km/ h）
Ⅱ级
Ⅳ级 （限 Ⅲ级 速 45km/ h）
高低(mm)
1.5～ 42m 1.5～ 70m
5 6
8 12 15 6 10 15 10 15 — — — —
三、轨道动态几何不平顺容许偏差管理
二、线路动态检查
（5）水平 指轨道上左右两股钢轨面的水平状态。在直线地段，钢轨顶 面应保持同一水平，在曲线地段，应满足外轨设置超高的要求。 水平正负：顺轨检车正向，左轨高为正，反之为负。
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为正，反之为负；
曲率正负：顺轨检车正向，右拐曲
线曲率为正，左拐曲线曲率为负；
车体水平加速度：平行车体地板，
垂直于轨道方向，顺轨检车正向，
向左为正；
车体垂向加速度：垂直于车体地板
，向上为正。
轨道动态检测项目 轨道不平顺定义：轨距点
“线规”规定实际钢轨顶面以下钢轨内侧16mm 处轮轨接触点。
目前轨检车检测的是16mm点。
轨道不平顺定义：三角坑
轨道平面的扭曲，沿 轨道方向前后两水平 代数差。
也称作扭曲，基长为 3m。
曲率
半径的倒数。 可以通过单位长度角
度变化计算。
轨检车检测项目正号定义
位端，定义二位端至一位端方向为 轨检车正向，轨检车行使方向与轨 检车正向一致时为正向检测，反之
为反向检测。
轨距（偏差）正负：实际轨距大于
标准轨距时轨距偏差为正，反之为
负；
高低正负：高低向上为正，向下为
负；
轨向正负：顺轨检车正向，轨向向
左为正，向右为负；
水平正负：顺轨检车正向，左轨高
轨道几何动态检测原理 和标准以及数据应用
中国铁道科学研究院基础设施检测研究所 2016.06.29
主要内容
Part1：前言 Part2：国外动态检测介绍 Part3：我国轨道动态检测项目 Part4：我国检测系统原理 Part5：轨道几何状态检测标准 Part6：轨道检测波形辨识 Part7：检测数据应用
轨道动态检测项目 轨道不平顺定义：轨距
同一轨道横截面内左右钢轨两轨距点之间的最 短距离。
目前轨检车检测16mm点间距离。
轨道动态检测项目
轨距变化率
只要满足列车通过条 件连续不变，小轨距 有利车辆动力性能。 轨距检测受标定误差 影响，常产生检测系 统误差。
由相隔3m的两点实际 测量的轨距差除以3m 得到。
“MAUZIN”自走行轨检车
“Melusine”可遍挂动车 组中检测车
二、法国
轨道动态检测项目
轨道动态检测项目
三、德国
用于高速和普通线路设备检测的主要是专业化自走行检 测车和部分专业综合项目检测编组列车。其中：德国路网公 司DB Netz配属高速轨检车（200km/h以上检测速度）2辆（ OMWE、Railab）、既有线路轨检车4辆（GMTZ）、DB Systemtechnik公司配属ICE检测列车、VT612检测列车各1 列，分别由3辆车编组组成。其中ICE检测列车采用ICE2车 体和ICE3转向架，最高运行速度280km/h，主要检测轮轨作 用力和弓网参数；VT612检测列车是内燃动车组，最高速度 200km/h，主要检测轨道动态响应、轮轨力、车轮踏面等效 锥度、钢轨断面等项目。
四、英国
轨道动态检测项目
ห้องสมุดไป่ตู้
轨道动态检测项目
各国都发展了自己的检测设备，检 测原理不尽一致。检测项目都包含了轨 距、水平、三角坑、轨向、高低等。各 国的轨距、水平和三角坑国内外定义相 同，轨向和高低并不一致。
Part3：我国轨道动态检测项目
17
轨道动态检测项目
动态检查包括轨道动态不平顺 和车辆动态响应。
可以分别按不同弦长的 正矢和不同波长范围的 空间曲线输出。
轨道动态检测项目
轨道不平顺定义：水平、超高
中国水平：同一轨道横 截面上左右钢轨顶面所 在水平面的高度差。不 含圆曲线上设置的超高 和缓和曲线上超高顺坡 量。
UIC水平 超高：曲线地段外轨顶
面与内轨顶面设计水平 高度之差。
轨道动态检测项目
中国轨检车检查项目主要包括 左右高低、左右轨向、水平、 三角坑、曲线超高、曲线半径 、轨距、车体水平和垂直振动 加速度、左右轴箱垂直振动加 速度等。
新型轨检车还增加了钢轨断面 、波磨、断面磨耗、轨底坡、 表面擦伤、道床断面、线路环 境监视等项目检测。
轨道动态检测项目
轨检车正向：检测梁位于轨检车二
即使轨道、路基和桥梁结构在强度方面完全满 足要求，而轨道不平顺不良时，在高速条件下各种 轨道不平顺引起的车辆振动、轮轨噪声也会大幅增 加，使平稳、舒适、安全性严重恶化，甚至导致列 车脱轨。
1
前言
一、前言
随着科技的快速发展，国内越来越重视轨道不 平顺动态管理，根据自己的现场实际和使用习惯开 发了相应的轨道检测系统，并制定了轨道不平顺动 态管理标准。以下对轨道动态检测原理、检测标准 、检测数据应用及案例等进行概述。
轨距变化率直接影响 轮轨接触几何，危及 行车安全和舒适性。
轨道动态检测项目
轨道不平顺定义：轨向
钢轨内侧轨距点垂直于轨 道方向偏离轨距点平均位 置的偏差。分左右轨向两 种。
轨向也称作方向。 可以分别按不同弦长的正
矢和不同波长范围的空间 曲线输出。
轨道动态检测项目
轨道不平顺定义：高低
钢轨顶面垂直于轨道方 向偏离钢轨顶面平均位 置的偏差。分左右高低 两种。
三、德国
轨道动态检测项目
轨道动态检测项目
四、英国
英国铁路路网公司Network Rai依照路网运输的情况，积极 引进和吸收国外高速铁路检测技术，研制开发了多种用于基 础设施设备状态检测的专业检测车：轨道几何状态检测车（ TIC）、轨道检测记录车（TRU）、超声波钢轨探伤车（ UTC）、轨道限界检测车（RRV）等，用于对铁路基础设施 进行检测和管理。
1
Part2：国外动态检测介绍
7
轨道动态检测项目
一、日本
1926年日本首次采用弦测法原理，利用机械传动方式、 接触式测量技术，应用于轨道几何状态检测。从而掀起了世 界性的轨道动态检测技术的革命。
日本采用弦测法测量原理。
黄医生
East-i
一、日本
轨道动态检测项目
轨道动态检测项目
二、法国
具有单独检测功能的专业检测车：如MAUZIN轨道检查车、 Melusine轨道动态响应检测车，检测速度最高160km/h； 后期检测速度有所提高，可编挂在动车组中一起运行的新造 Melusine轨道动态响应检测车检测速度可达300km/h。。
1
Part1：前言
3
前言
一、前言
轨道的平顺性问题是影响列车安全运输的关键 问题，在轮轨粘着、机车车辆等牵引条件满足的情 况下，轨道的平顺状态是制约列车速度提高的主要 因素。如果轨道的平顺状态满足要求，列车的振动 和轮轨间的附加动荷载都会在允许范围内，行车安 全和平稳舒适就能得到保证。
1
前言
一、前言