轨检车数据在指导现场维修中的运用

时间：2024-07-28

芦荣

(内蒙古集通铁路有限责任公司工务处，呼和浩特 010050)

线路检查分为静态检查和动态检查，轨道检查车(以下简称“轨检车”)是检查列车运行下铁路轨道动态几何状态、发现轨道病害、评定线路动态质量的动态检查设备，通过从动态检查轨检数据中(包括统计报表和波形图资料)掌握线路局部的不平顺(峰值管理)，线路区段整体不平顺(均值管理)的动态质量，对线路养护维修工作进行指导，对工务部门的工作质量进行有效评价，从而实现轨道的科学管理工作。集通公司从现场养修的实际需要出发，配置了GJ-4G型轨检车，通过1年多的运用，不断总结轨检车数据运用的思路和方法，并在工务设备养修中不断实践，取得了良好效果。

1 GJ-4G型轨检车工作原理简介

GJ-4G型轨检车使用激光摄像系统测量钢轨相对于检测梁的横向和纵向位移，使用加速度计、陀螺、位移计等多种传感器测量车体的姿态变化。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。信号处理单元将信号进行放大、滤波、修正以及补偿处理，然后经过综合运算，合成得到所需的轨道几何参数，并在其显示器上实时显示轨道几何波形图，同时完成超限判断和数据的发布。轨道几何状态参数通过网络传输给数据应用计算机，由该计算机将轨道几何参数及超限数据存放到数据库中。其余终端计算机可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、汇总和报表生成。最后，可由网络打印机打印出轨道几何参数的超限数据报表或波形图。

2 轨检车检测的主要内容和评价方法

2.1 检测内容

GJ-4G型轨检车可完成对高低、轨向、轨距、水平、三角坑、超高、曲率、车体横向加速度、车体垂向加速度、地面标志、里程和速度等参数的测量，涵盖了所有线路平顺性评价的指标。

GJ-4G型轨检车检测系统提供的轨检报告有轨道一级超限报告表、轨道二级超限报告表、轨道三、四级超限报告表、公里小结报告表、区段总结报告表、轨道质量指数报告表和扣分分布报告表等。

2.2 评价方法

轨道状态的评价包括幅值管理和均值管理两个方面，铁道部颁布的《铁路线路维修规则》以及后续的相关通知对此均进行了明确规定。

幅值管理是根据检测波形幅值超过管理值的程度来定义级别，铁路线路轨道动态几何尺寸允许偏差管理值按线路的允许速度V分为5个等级，目前共规定了 V≤120 km/h、120＜V≤160 km/h、160＜V＜200 km/h、200≤V≤250 km/h、300≤V≤350 km/h 等 5 个速度级。表1列出了部分标准值。

根据此标准管理值线路状态的评定是以每公里扣分总数的不同而划分的，具体标准为Ⅰ级扣1分、Ⅱ级扣5分、Ⅲ级扣100分、Ⅳ级扣301分;对每公里也是按照扣分高低来评价的，优良为50分及以下，合格为5l～300分，失格为301分及以上。

均值管理是对轨道不平顺质量指数的评价。轨道不平顺质量指数是铁科院在20世纪90年代提出的评价指标。该值的大小与轨道状态平顺性密切相关，TQI数值的大小表明200 m区段线路状态离散的程度，即数值越大表明轨道的平顺程度越差、波动性也越大。各单项轨道不平顺的统计值同样也反映出该单项几何不平顺的平顺程度。

表1 动态质量允许偏差管理值(部分)

TQI的计算方法是以200 m为基长，计算该区段内左高低、右高低、左轨向、右轨向、轨距、水平、三角坑的标准差，求和得到 TQI。TQI的管理值如表2所示(部分)。

表2 200 m区段轨道不平顺质量指数TQI管理标准 mm

3 轨检车数据的分析及运用

3.1 病害定位方法

根据检测波形图识别线路情况，找出线路上实际存在的病害。在轨检车波形图上查找原因，首先要认定该线路的允许速度及判定等级，并且按Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级的先后顺序在波形图上把病害圈出，确定相应里程，确定超限值和病害长度，为了比较准确地将图上病害在现场复核查实，一般有三种方法可参考，①直接复查法:按波形图纸或自己算好的里程在现场查找图上的病害(要求里程准确)。②找特征点法:在图上量好病害与特征点的距离(如:道岔、道口、桥梁、曲线等)，先找到特征位置，再加上相距里程，确定病害位置，此方法在实际操作中比较实用。③相对参照法:对轨检车的出分公里地点，先在现场找寻容易确认的相对位置，不管超限是几级，再搬到图上的病害点，查看图上与现场对应的位置是否有病害，在现场确定病害位置和里程。

对图查找病害时，特别对加速度的病害一定要在图纸上用尺将加速度扣分点的相同位置的各项检查项目和波形仔细分析，确定波长、峰值，确认加速度病害的复合因素。

3.2 利用TQI指标指导线路维修

利用轨道不平顺质量指数(TQI)指导线路维修。充分利用轨检车的检测成果，用于指导线路维修。现阶段可以将所有的检查成果刻录光盘全部交给工务段，但是在现行体制下，各级管理人员最关心的是Ⅲ、Ⅳ级超限多少个，优良、失格多少，只关心峰值管理结果，要提高线路的综合质量，必须要从TQI管理开始，通过TQI指导线路维修有以下3个优点:

1)轨道不平顺质量指数更能反映出列车通过时轨道的实际状态。轨道不平顺质量指数是由轨检车通过对七项指标(几何尺寸)检测、处理，从分析到最终评价轨道不平顺状态，全部数字化，由计算机完成。且检测是在动态下进行，与静态检查相比，更符合实际，更能反映出列车通过时轨道的实际状态。因此，使用TQI可以使轨道管理工作开始由静态为主向动态为主过渡，由定性管理向定量管理过渡，由经验管理向科学管理过渡。

2)TQI能够真实地反映轨道不平顺的实际状态，并且以数值的方式准确地表示轨道区段的质量好坏程度。现行的线路峰值管理的扣分法带有惩罚性，特别是当线路超限情况处在临界点附近时，往往只有一毫米或更小些的差别，质量评定可相差达20倍，而实际上的质量差异却是很小的，而且扣分法仅对超限峰值进行加权计算，而不是所有轨道测点的采样值都参与运算，同一级扣分中只统计超限个数不考虑病害幅值的大小及波长等等，这都会导致对某些轨道区段评价的失真。而采用轨道质量指数评价线路，每200 m取800个测点，测七项指标，共5 600个数据全部参与运算，用七个单项参数的标准差之和作为TQI指数。没有人为的奖惩思想干预，能够反映线路的真实质量。

3)采用TQI指导编制维修计划，可以打破传统的周期修的框框。以前编制计划，不管状态如何，都按部就班地安排维修，往往造成真正状态不好的区段由于投资或能力不足失修，而在轨道状态普遍较好的区段过度修。把TQI值作为安排计划的依据，根据轨道结构类型、年通过总重、允许速度等条件，把线路划分为若干个区段，然后进行轨道实际质量状态的全面调查(人工)和轨检车的TQI检测。把人工调查确定的必须维修的区段列出，并查出其相应的TQI值，通过统计分析，根据综合因素确定维修计划。