第三节　重载综合检测车总体方案

朔黄铁路公司综合检测车是世界首列用于重载铁路的综合检测车。方案设计过程中没有成型设备可以借鉴，朔黄铁路公司联合国内外设备厂商、技术供应商和科研院所，结合朔黄铁路实际，通过大量的调研和技术论证，研发了重载铁路检测相关技术，逐步形成了适合重载铁路检测、具有朔黄特色的综合检测车设计方案。

一、总体设计

采用新型25T型客车，集成了路基道床、轨道、钢轨超声波探伤、接触网、信号动态、无线通信场强、红外线轴温探测设备检测等七大检测系统，技术架构如图1-10所示。实现对货运重载铁路的路基道床、钢轨、接触网、通信信号等系统的数百个参数进行实时检测，具有时空同步定位、实时数据传输、存储和分析功能。检测车所配备的轨道检测系统、钢轨探伤系统、接触网检测系统、路基道床检测系统等都具备双向检测能力，检测精度不受列车走行方向的影响。

配套建立地面数据分析处理系统，对所有检测数据、波形、图表进行综合显示、处理分析，并生成综合超限报表、超限/伤损统计图表、数据对比报告，具备线路检测计划管理、严重病害闭环管理、检测报告生成、数据下载管理等功能；实现对轨道几何波形数据、接触网波形数据、巡检图像数据、钢轨伤损数据、设备台账的同步GIS系统动态展示，能与设备台账联动，提供专业的分析手段。

检测速度达到80km/h，最高运行速度达到120km/h。

1.轨道几何检测系统

采用惯性基准原理、高速图像处理和高速激光摄像测量技术，实时对轨道几何和变化率、车辆加速度数据进行采集、处理及统计分析并显示，可自动进行超限判断、数据库存储、超限编辑和报表打印等。能够独立执行检测任务，同时将检测结果发送到综合系统进行数据综合分析、管理。

2.轨道状态巡检系统

采用视觉测量方法，应用模式识别技术，实现钢轨表面缺陷、轨枕及扣件状态动态检测，并具备缺陷自动判别、分类和报表打印等功能。

3.钢轨波浪磨耗检测系统

采用惯性法原理，实现对钢轨顶面波浪磨耗的动态在线检测。在轨顶面每隔10mm采集一个点的波磨，将每个点的磨耗值显示在波形图上，通过编辑软件对超限数据进行Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级统计，能输出报表打印，指导钢轨打磨、铣磨工作。

4.限界检测系统

采用非接触式激光扫描和钢轨断面检测技术相结合的方法，实现建筑物全断面轮廓检测，实时计算限界超限并发出报警。

5.接触网检测系统

接触网检测系统采用接触式和非接触式两种检测方式，能够在车辆运行时，对受电弓/接触网的相互作用力、接触网几何位置、结构等信息进行动态采集和实时处理，进而对接触网系统质量、几何结构、动态特性等进行评估，并对接触网的缺陷和伤损进行定位。

6.通信检测系统

测试450MHz无线列车调度系统场强覆盖情况，评估LTE无线通信网络性能。450MHz无线列调系统在软件上通过对控发设备的控制，实现铁路沿线场强分布测试，以强度—距离的曲线形式描述当时的场强分布；将测试终端接入LTE网络，对交互式参数进行测试，利用DT/WT1800采集设备测试LTE网络广播信道中的侦听式参数。

7.信号检测系统

运用数字信号处理、模糊运算分析等技术，实现列车动态情况下对轨道电路传输特性、频谱特性、补偿电容、不平衡电流、机车信号运行状态等全方位信号检测；以区段为单位对传输特性、频谱特性、补偿电容状态进行等级评价考核。通过多任务、多线程的处理方法，采取屏幕动态移动的方式，对机车信号显示状态、信号频谱分布、地面连续信息、轨道电路补偿电容、不平衡电流、列车运行速度、线路状况等信息同步并行显示。

8.钢轨探伤系统

采用超声波检测方法，对铁路在役钢轨内部伤损进行高速检测，并能够将各超声通道的数据进行空间转换后进行智能识别，识别后的数据以B显图的形式显示出来。该系统能够将伤损数据进行自动存储，支持线下的回放分析和处理。

9.路基道床检测系统

基于探地雷达（GPR）技术，根据雷达波在不同物质中的传播速度差异以及在不同物质界面的反射及散射特性，向地下发射雷达波，经地层分界面或物体反射回地面被接收天线所接收，对返回的雷达波进行处理和分析，推断地下目标体的空间位置、结构、几何形态，从而实现对道床和路基的探测。

10.红外轴温探测设备检测系统

在检测车上加装模拟车轮、模拟轴箱等装置，检测车发送模拟轴温，地面设备采集模拟轴箱温度和方位尺温差，经无线数据传输至检测车，通过系统分析和标准比对，给出检测结果，检验地面探测站设备的测温精度和探测角度。

11.综合系统

主要实现检测车的精确定位，发布列车统一的速度、时钟和里程信息，实现列车运行后方环境的昼夜实时监测，实现轨道、接触网检测数据的综合显示及基于GIS的综合展示等功能，包括同步定位、环境视频监测、数据综合显示、列车数据网络及多媒体展示等系统。

12.地面数据处理中心

由基础网络系统、服务器硬件、应用软件系统组成。应用软件分为设备动态质量综合分析系统（也称波形综合展示系统）软件和检测数据综合分析处理软件。检测数据综合分析处理软件实现对轨道、接触网、路基道床以及钢轨探伤、红外轴温、波浪磨耗、巡检及限界等检测数据、波形、图表进行综合显示、处理分析，并生成综合超限报表、超限/伤损统计图表、数据对比报告，同时提供了线路检测计划管理、严重病害闭环管理、检测报告生成、数据下载管理等功能；管理轨道资料并及时更新轨道状态数据。波形综合展示系统实现对轨道几何波形数据、接触网波形数据、巡检图像数据、钢轨伤损数据、设备台账的同步展示，并能与设备台账联动，为专业工程师和主管领导提供专业的分析手段。

二、重载综合检测车组成

重载综合检测车由三辆25T型客车车辆改装而成，整车无运行动力，检测时由机车牵引。

（一）1号车

1号车集成了路基道床、钢轨超声波探伤、无线通信场强以及信号动态检测系统。

路基道床检测系统安装有2GHz和400MHz雷达天线。2GHz雷达检测深度为1.2m，400MHz雷达检测深度达2.5m。检测对象是道床层及路基层的内部质量、结构等，能够分析评价道床厚度、道床脏污情况、道床底面平整度及道床底面含水量，同时对道床及路基缺陷进行定位。

钢轨探伤系统能够以80km/h的速度进行伤损检测，自动判别伤损类别、位置和伤损程度。

无线通信场强检测系统既可完成450MHz无线列调场强测试，也可完成LTE-R无线网络服务质量、应用业务测试，能够智能分析测试数据，为网络优化提供参考。

信号检测系统可对区间轨道电路、补偿电容、左右轨电流及不平衡电流等项目进行实时检测，以区段为单位全面评价轨道电路的传输特性和频谱特性、补偿电容工作状态和轨道电流不平衡率等指标。

此外，1号车还设有会议室和多媒体演示系统。会议室独立设置在车体二位端，与检测作业区隔离，利用集中控制系统，通过大屏幕工业液晶监视器，可以查看各种视频信息以及各系统检测波形等。

（二）2号车

2号车是综合检测车的核心，集成了轨道检测、接触网检测和综合系统。

轨道检测系统主要包括轨道几何、波磨、断面磨耗、轨道巡检、建筑限界和环境监视等六个子系统。轨道几何检测系统检测项目为高低、轨向、轨距、水平、三角坑、轨距变化率和车体横向、垂向加速度等。钢轨波磨检测系统可以检测钢轨顶面短波不平顺，用于指导钢轨打磨和铣磨作业；钢轨断面磨耗检测系统可以检测钢轨的垂直磨耗、侧磨和总磨耗，辅助实现钢轨寿命管理；轨道状态巡检系统可自动判断钢轨表面伤损和扣件异常，可部分代替人工巡道，同时可用于钢轨探伤辅助判断；建筑限界检测系统是测量线路全断面限界的检测装置，能够输出基于钢轨顶面的建筑物轮廓数据，判断建筑物和构筑物是否侵限，对超限运输提供支持；环境监视系统可对线路周边环境进行实时视频监视，可以监测线路状态、路料管理和护网状态。

接触网检测系统采用接触式和非接触式两种测量方式。接触式测量采用测力受电弓，实现接触网接触力、硬点、网压等参数的精确测量。非接触测量采用光学测量原理，可以检测接触线高度、拉出值、接触线磨耗、锚段关节处接触线相互位置等参数。

综合系统采用时空同步定位装置向各专业检测系统发布统一的时空信息，实现了轨道和接触网检测同步波形显示，便于进行关联分析；具备检测数据实时传输、超限大值自动发送短信和GIS展示等功能。

（三）3号车

3号车主要为全车提供电力供应和生活保障，并安装红外线轴温探测设备检测系统。

红外线轴温探测设备检测系统主要检测地面红外探测设备的测温精度和内外探头角度，评价红外线轴温探测站的工作性能。

3号车二位端设置发电设备舱，配备有一台220kW主发电机组和一台70.6kW备用发电机组，为检测车提供工作及生活用电，可满足最大1600km的检测用电需求。车组为所有检测设备提供稳定的AC220V不间断电源，通过UPS及电池组为检测设备供电，可连续为设备供电2h。

3号车设置12个软卧铺位供工作人员长时间作业后休息。休息室旁设有盥洗室。