9月14日上午,一列试验列车从成都东站出发,新建川青铁路青白江至镇江关段的运行试验启动,这是新建铁路线段开通前的关键环节。川青铁路是“八纵八横”高铁网中兰广通道的重要组成部分,是我国首次穿越龙门山断裂带的铁路线,填补了川西北地区没有铁路的空白。
试验列车在川青铁路镇江关站
截止到2023年,全国铁路预计投产新线3000公里以上,营业总里程将超过15.8万公里,其中高铁投产新线2500公里,营业总里程将达4.45万公里左右!不断增长的高铁通车里程也给铁路运营维护市场带来了巨大机遇,同时传统轨道精测手段也面临难以克服的困境。
不为人知的辛勤
现在我们在乘坐高铁时,可以在以350公里时速运行的高铁车厢中“闲庭信步”,在车窗边上竖硬币不倒,都有赖于高铁线路的高平顺性。一旦轨道不够平顺,就会导致机车车辆出现系统震动,对轮轨噪声、轮轨相互作用力以及乘车舒适性、安全性等都会产生直接影响。
为最大限度保证轨道的平顺性,工作人员需要精准获取轨道的三维位置坐标、轨道间距等,实现轨向、高低、轨距、水平等各项几何参数的高精度测量。在早期建设和维修铁路时,技术人员需要使用轨距尺手动测量轨道,作业效率非常低。
轨距尺手动测量轨道
后期,高精度全站仪被用于进行轨道测量,测量人员会在轨道中线上临时架设一个三脚架,然后将高精度全站仪架在三脚架上,以光电扫描的方式测得选取样点的信息,进而再推算钢轨的坐标数据,每根轨枕都要重复一次,一个小时只能测量200-300米。
高精度全站仪架工作画面
“惯导小车”横空出世
随着中国高铁建设的飞速发展,轨道精测技术也在不断演进。惯性组合导航铁路轨道几何状态测量仪,也叫“惯导小车”应运而生,基于惯性技术的路轨检测车则可以自动地测量轨道高低、轨向、水平、扭曲和轨距等轨道参数,从而寻找到轨道不平顺之处。
技术人员使用“惯导小车”工作中
“惯导小车”上主要包括由陀螺仪、加速度计组成的惯性导航系统以及卫星定位系统等。因为小车是在三维空间里进行运动的,因此可以通过建立空间坐标轴,加上测量过程中收集到的3个方位的各项数据,通过计算机计算出轨道各部分的空间坐标,再进一步计算连续点位数值是否存在非正常偏差。
“惯导小车”工作照
有了惯性导航技术,用一台测量小车设备就能对任意位置的轨道几何形位进行精准定位,测量数据实现了一站式集成处理,在保证精度的同时显著提高了作业效率,检测效率可达2km/h~4km/h,较传统光学设备提高近10倍。而且,将铁路轨道数据采集模式交给惯导小车后,只需轻推小车就可实现自动采集,数据自动处理,基本不需要现场做过多的操作。
目前,中国高铁和中国速度也已经享誉世界。随着技术的发展,基于惯性精密测量的自主化轨道检测车用惯性技术将为高铁轨检提供日渐专业的服务,成功助力中国高铁腾飞!