文章编号：１６７１—４５９８（２００７）０２一０２７１一０４中图分类号：ＴＰ２１６文献标识码：Ｂ
新型轨道静态几何参数检测仪的研制及应用
应立军，贾文强
（中南大学交通运输工程学院，湖南长沙４１００７５）
摘要：从智能化仪器仪表的角度描述了一种新型的轨道静态几何参数检测仪的设计过程，给出了轨距、高低、轨向、水平、里程参数测量的数学模型以及硬件电路的设计思路，并在控制系统误差处理中采用实时自校准方法修正由于各种漂移、增益不稳定等因素引起的系统误差，提高仪器的测量精度；最后文中给出了应用该仪器的实际检测案例，结果表明该设计完全可以达到精度的要求，具有很好地推广应用前景和重大的经济效益。
关键词：轨道；静态参数；智能仪器；数据采集系统
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Ｏ引言铁路的线路质量直接影响着铁路运输的安全和效率。随着列车运行速度和列车载重的不断提高，列车对线路的质量要求不断提高。同时，高速重载的列车必然不断加大对轨道结构的破坏作用，而且可用于进行养护维修作业的列车间隔时间也越来越短。为了保证线路经常保持稳定和良好状态，就必须加强对轨道的养护维修，使铁路轨道各组成部分尺寸如水平、方向、高低符合规定的标准，保持路基的稳定、坚固，轨道各部分无病害并且有整洁的线路外观。在这种情况下，加大对轨道的检测，提供高精度数据，指导大型养路机械对线路进行维修，已成为必然趋势。在对轨道参数检查中，静态检查是线路日常养护的主要信息来源。目前，在我国轨道状态的日常检查和作业质量验收的过程中，静态检查主要由经验丰富的工人人工拉弦线进行轨向检测，轨道尺检测水平和轨距，巡道工进行道钉及其他缺陷检查。人工检查存在着诸多问题，已不能满足铁路高速化的需要。因此，运用智能检测技术，研制一种便捷、轻巧、精度高、连续测量，具有数据显示、存储、传送等功能的轨道参数
检测仪器势在必行。为此本文采用智能化仪器仪表的理念设计
了一种新型的轨道静态几何参数检测仪。
１轨道静态几何参数检测仪的设计
检测仪的机械结构因测量的轨道参数和机械机构的不同共
分为３种结构形式：Ｈ、Ｔ和Ｉ型。其中Ｈ型其主要是用来测
量双股轨向和高低、轨距、水平和里程７个参数；Ｔ型用于测量单股的轨向和高低以及轨距、水平和里程５个参数；Ｉ型主要是用于测量轨距、水平和里程３个参数。
考虑到现场对仪器的功能和价格的要求本次设计采用Ｔ型结构，其结构的形状如图１所示。轨道静态几何参数检测仪设计成人工动力的小型推车。检测仪在Ｔ型的机械结构上安装检测装置，整个检测仪由锂电池供电，检测系统中的微型计算机系统自动控制整个检测过程和记录数据，能实时显示所测参数，包括里程、轨向、轨距、水平、高低，并具有人机对话功能，可以在自动检测过程中随时记录轨道的各种缺陷。检测
系统将现场检测的数据存储在ＩＣ卡内，在交班时可将所有测量数据经过ＵＳＢ接口的读卡器导入到ＰＣ机中以便做进一步的数据处理和分析。为了能提高检测精度，轨道静态参数检测仪能适应被测参数的变化，并根据其变化实现自动进行补偿、自动校准、自动寻找故障、自动掉电保护、数字信号处理等功能。
收稿日期：２００６一０４—１８；修回日期：２００６—０５—２７。
作者简介：应立军（１９６４一），男，浙江东阳人，副教授，博士，主要从
事工况检测及故障诊断方向研究。图１轨道静态几何参数检测仪外观图
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