【52监测网】第89期 一种动静合一轨道检测技术
 52监测网专家报告分享-第89期 一种动静合一轨道检测技术（创建地铁线路健康信息化管理体系） 韩云飞 萨伏威成都轨道测量技术有限公司 博士 内容介绍 地铁线路健康检查 ◎线路设备是地铁运营设备的重要组成部分，其可靠性直接决定着列车运营的安全性、平稳性和舒适性。保证线路设备健康极为重要。 ◎加强数字化、信息化管理手段是确保线路健康的关键，大数据、云计算、人工智能是地铁运营管理的发展方向，线路健康管养不能例外。 ◎目前地铁线路检测采用动静态检测组合模式，使用轨检车和人工检测。 ◎急需改变“时间紧、任务重、靠手工、速度慢、质量差、成本高”现状 轨道不平顺 ◎轨道平顺性是衡量线路设备质量的最重要参数； ◎不平顺检测是运营期地铁线路维修工作的重点
平顺与不平顺
绝对不平顺与相对不平顺 ◎轨道测量数据中包含有设计信息和非设计信息； ◎线形属于设计信息，是绝对平顺的； ◎非设计则是绝对不平顺； ◎绝对不平顺包含有相对平顺和相对不平顺
动静态检测设备、方法和特点
◎动态检测： 设备：轨道检测车、动检车； 方法：惯性基准法； 特点：速度快、精度差，用于快速监测。 ◎静态检测： 设备：道尺、弦绳、精测小车、轨检仪； 方法：绝对测量法和弦测法； 特点：精度高、速度慢、用于轨道修整。 不平顺检测与基准
现有检测技术缺陷 ◎检测行业存在“快则不准、准则不快”定律； ◎平顺性概念定义模糊不清，缺乏统一量化标准； ◎设备不同、方法不同、基准不同、结果不同； ◎轨检车速度快、项目全，精度低，用于线路区间质量评估和发现局部病害； ◎静态检测准确性高、易使用，速度慢、盲区多、人力成本高、信息化水平低； ◎难以实现线路管养的数字化和信息化。 发明与创新 ◎重新定义轨道不平顺概念，发明新的量化方法； ◎发明一种新型线路检测方法和设备，实现轨道线路几何状态的快速、精准检测； ◎用里程方向测量替代点位测量，依靠激光测距仪和惯性导航设备实现无接触式的线路测量； ◎采用数据采集与数据处理分离工作模式，提高在线工作效率； ◎数据采集工作结束后，上传至云计算中心进行统一处理，保证数据处理质量，实现数字化、信息化管理。 工作原理 ◎不平顺是指一定长度内线形所呈现周期性变化； ◎用里程和方向角测量代替点位测量。 ◎在方向里程坐标系中描述线路几何形状。 ◎对线路形状进行处理分析，确定理想线形，并以此为基准，确定几何不平顺。
固定测量与移动测量方式对比
系统结构、设备结构及工作模式
数据采集设备 ◎功能：测量里程、轨距和方向角、倾斜角和横滚角。 ◎特点：体积小、重量轻、结构简单、使用方便。 ◎优点：无速度限制、独立工作、精度高、自动化。
后处理软件 ◎完成测量数据的整体智能处理，计算各种状态信息，输出所有动静态不平顺检测数据的波形图和报表，速度快、精度高、项目完整。
动静合一检测设备 ◎使用统一设备、不同工装，安装在重量不同的载体上，快速完成线路动静态检测。 ◎保证动静态检测结果的一致性。
技术指标 ◎测量轨道线路平面和纵断面理想线形参数； ◎测量轨距、轨距变化率、水平、高低、轨向、三角坑、TQI、曲率、曲率变化率。 ◎测量横向加速度、横加变化率、垂直加速度； ◎输出检测数据波形图及报表； ◎生成轨道调整方案、扣件更换表、扣件材料统计表、峰值管理值、均值管理值； ◎不平缓检测精度静态0.1毫米，动态1毫米； ◎动态检测速度任意，静态检测20公里/小时。 测量精度
创新检测技术的优点 ◎自带“调线调坡”功能，根据线路世纪状况建立努力想线路； ◎里程和方向测量不受载体重量的速度影响，数据密度大、精度高、速度快、无需参照、移动式测量，可用于动态和静态检测，保证检测结果的一致性； ◎外挂式动检仪无需专人配备车辆和人员，不占用工作点； ◎惯导校车检测机械化、自动化，确保测量数据的额质量； ◎动静态检测数据集中统一处理，无需人工输入，保证数据的真实和完整，方便信息化管理。 两大技术发明 ◎精密GPS惯导轨道检测系统； 一项专门用于高铁、普铁、地铁和其他城市轨道交通的轨道平顺性检测设备； ◎移动RTK(MRTK)线路快速测量技术 一种高精度线路快速测量技术，用于铁路、公路、桥梁、大坝、管道等大型线形工程测量与监测。 精细化、信息化管理模式 ◎快速密集采集动静态数据，精准定位到每个扣件，形成大数据。 ◎以云计算方式统一处理和管理数据，计算线路几何状态信息、峰值管理均值管理等数据，输出报表和波形图，自动完成线路维修计划和调轨方案，生成扣件更换表和材料统计表。 ◎做到以扣件为单位的精细化管理，实现精准定位、精准维护和精准管理。 ◎建立分布式信息交换系统，实现精准定位。 分布式线路信息交换系统 ◎在每个轨枕上布设一个RFID电子标签，存储对应轨枕位置线路设备的状态信息； 位置信息：里程、轨枕编号（用于精准定位）； 状态信息：线形信息、扣件型号、几何不平顺； 健康信息：健康指数、超限项目、轨面磨耗、剩余寿命； 修整任务：调整量、作业时间、负责人员、修整结果； ◎使用专用车辆读写RFID数据，实现每天与云计算中心的数据同步。 ◎工班领班用手持读写设备在线读取工作任务，负责输入任务实施进度。 线路健康的信息化管理 ◎实现由数据采集设备、云计算中心和RFID电子标签所组成的信息化管理系统。
技术发展路径 ◎以动静结合一检测技术实现线路健康检测自动化，完成线路状态测量数据的快速密集采集，形成大数据； ◎以云计算方式统一处理测量数据，实现线路健康维护管理数字化、信息化、智能化； ◎线路中布设大量电子标签，完成在线的精准定位和数据交换； ◎开发轨道修整机器人，实现线路修整自动化； ◎逐步实现无人测量、无人维修和无人管理。 传统隧洞监测方法 ◎沉降监测：使用静力水准仪，缺点：成本高，不易安装； ◎变形监测1：使用全站仪测量若干观测点的相对位置。缺点：观测距离受限、远距离精度差、有盲区。 ◎变形监测2：用激光扫描仪测量点云位置。缺点：测量精度差，数据处理困难。 隧道沉降变形快速监测： ◎使用惯导小车沿轨道进行移动式测量，使用惯导观测运行轨迹，综合监测隧道纵向变形和轨道不平顺； ◎使用激光测距仪测量隧道的高度和等高宽度，根据变化率确定隧道切面变形。
移动RTK线路快速测量技术 ◎常规RTK主要用于平面点位测量； ◎移动RTK采用RTK设备和移动式测量方法采集数据，通过算法，提高线路测量精度； ◎测量精度是传统RTK2～3倍，达到水准仪精度水平，速度提高数十倍。 应用案例
大型线型工程测量中的应用
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2021-07-07
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