黃海軍+張飛龍

摘 要：目前城市軌道交通行業(yè)的線路巡檢主要依靠夜間天窗期人工巡道檢查為主，此辦法需要耗費(fèi)大量的人力且效率較低，人工巡檢過(guò)程中或因人為因素導(dǎo)致部分軌道缺陷不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成安全隱患。軌道巡檢系統(tǒng)具有檢測(cè)速度高，系統(tǒng)智能采集線路信息、識(shí)別線路缺陷，檢測(cè)效率高，可在很大程度上代替人工巡檢，提高線路巡檢的總體效率。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；線路檢查；巡檢系統(tǒng)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.101

軌道巡檢系統(tǒng)結(jié)合線路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)的應(yīng)用需求，基于非接觸式檢查測(cè)量理念，以數(shù)字高清成像、視覺(jué)測(cè)量、圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)，對(duì)軌道圖像信息進(jìn)行采集、分析和處理。系統(tǒng)采用先進(jìn)的高分辨率、低噪聲、小畸變的圖像傳感器，設(shè)計(jì)高速實(shí)時(shí)圖像采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)線路軌道設(shè)施（鋼軌表面、扣件、彈條、軌道板表面、信號(hào)裝置、道口、道岔、護(hù)軌區(qū)域、排水溝、道床表面和軌枕等）的高清連續(xù)成像，從而達(dá)到自動(dòng)巡視檢查道床、扣件、鋼軌及線路環(huán)境的目的。

1 軌道巡檢系統(tǒng)的組成及應(yīng)用

1.1 軌道巡檢系統(tǒng)的組成

軌道巡檢系統(tǒng)主要由軌道巡查系統(tǒng)、軌道輪廓測(cè)量系統(tǒng)組成以實(shí)現(xiàn)完整的軌道基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)功能。每個(gè)子系統(tǒng)都有獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集和處理設(shè)備。都含有一套智能識(shí)別系統(tǒng)用于對(duì)圖像或測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)識(shí)別和判斷。通過(guò)圖像處理的方式對(duì)系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量、分析和識(shí)別等。

1.2 軌道巡檢系統(tǒng)的安裝

該系統(tǒng)主要安裝于檢測(cè)車(chē)上，可以單獨(dú)安裝在檢測(cè)車(chē)上作為獨(dú)立的線路巡檢車(chē)，也可以和其他系統(tǒng)如軌檢系統(tǒng)、接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)、限界檢測(cè)系統(tǒng)等組合安裝于檢測(cè)車(chē)作為綜合檢測(cè)車(chē)。線路巡檢系統(tǒng)最高檢測(cè)速度可達(dá)160Km/h及以上，符合城市軌道交通工程車(chē)輛正線運(yùn)行速度要求，同等條件下可以大幅度提高線路巡檢效率。線路巡檢系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成對(duì)線路基礎(chǔ)設(shè)施的圖像采集、分析和數(shù)據(jù)測(cè)量且識(shí)別精度和效果好，可以在很大程度上替代人工巡道檢查，從而減少線路巡道工作的大量人力和物力投入。

1.3 軌道巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)巡檢系統(tǒng)巡道檢查與人工巡道檢查對(duì)比如下表：

巡檢系統(tǒng)按照55km/h檢測(cè)速度計(jì)算，工作時(shí)長(zhǎng)3小時(shí)，巡檢車(chē)輛整備和收車(chē)時(shí)間約1小時(shí)，在相同時(shí)間內(nèi)，巡檢系統(tǒng)里程和扣件檢查為人工巡檢的16-20倍。更突出特點(diǎn)是巡檢系統(tǒng)能將各種病害統(tǒng)計(jì)分析，可以節(jié)省大量的人力進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的統(tǒng)計(jì)和分析工作，巡檢人員只需要對(duì)檢測(cè)出的線路缺陷進(jìn)行復(fù)核確認(rèn)，發(fā)生細(xì)微變化時(shí)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，將問(wèn)題病害隱患消除，確保設(shè)備安全可靠。巡檢系統(tǒng)大大縮短檢測(cè)時(shí)間，提高缺陷識(shí)別能力、統(tǒng)計(jì)分析及優(yōu)化養(yǎng)護(hù)作業(yè)方案，彌補(bǔ)人工巡檢的不足。

線路基礎(chǔ)設(shè)施的缺陷可以通過(guò)巡檢系統(tǒng)軟件自動(dòng)判定，并通過(guò)友好的人機(jī)界面顯示給檢測(cè)人員，包括缺陷的類(lèi)型和缺陷的位置等信息。巡檢人員通過(guò)辨別缺陷的圖像和缺陷的測(cè)量信息確認(rèn)是否為真實(shí)缺陷。巡檢系統(tǒng)能為檢測(cè)人員提供便捷的判定手段和清晰的顯示界面顯示缺陷的類(lèi)型和信息。巡檢系統(tǒng)能夠輸出表格和圖像兩種缺陷報(bào)告，包括檢測(cè)的時(shí)間、缺陷的類(lèi)型、缺陷的里程信息、操作者的備注信息、缺陷的圖像信息、缺陷的測(cè)量信息以及其它線路信息。

2 線路巡檢系統(tǒng)主要檢測(cè)功能

2.1 鋼軌軌頭缺陷檢測(cè)

（1）可檢測(cè)有碴和無(wú)碴線路鋼軌軌頭表面異常，如鋼軌頭表面燒傷，砟印，起皮，壓潰和波磨等缺陷。（2）可檢測(cè)斷軌和軌頂線性病害檢測(cè)，對(duì)鋼軌斷軌和鋼軌軌頂擴(kuò)展至整個(gè)軌頭的橫向裂紋進(jìn)行檢測(cè)并顯示。（3）對(duì)軌縫大小進(jìn)行檢測(cè)，軌縫通過(guò)光學(xué)對(duì)比其標(biāo)準(zhǔn)尺寸自動(dòng)檢測(cè)，系統(tǒng)可診斷軌縫不足或太大用于指導(dǎo)維修。（4）可檢測(cè)鋼軌表面擦傷和剝離等缺陷。

2.2 扣件區(qū)域檢測(cè)

（1）檢測(cè)有碴和無(wú)碴線路安裝在鋼軌兩側(cè)的所有扣件異常，如扣件丟失，松動(dòng)，彈條歪斜，螺栓丟失；（2）可以檢測(cè)墊板螺栓丟失和其表面裂紋病害，檢測(cè)軌道墊，夾軌器和絕緣片的異常情況；（3）可自動(dòng)檢測(cè)扣件丟失或脫落以及扣件相對(duì)與鋼軌軌底的位置是否正確。（4）可自動(dòng)對(duì)彈條脫落、歪斜或變形進(jìn)行檢測(cè)?？奂蛷棗l狀態(tài)識(shí)別通過(guò)與系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)比實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置扣件模型，若所檢測(cè)的扣件與其不同則會(huì)報(bào)告扣件或彈條異常信息。

2.3 軌枕與道床區(qū)域檢測(cè)

（1）可以檢測(cè)軌枕異常，如裂縫，剝落，歪斜，高度等。（2）可對(duì)軌枕類(lèi)別進(jìn)行分類(lèi)檢測(cè)，將軌枕類(lèi)型具體分為水泥軌枕、枕木鐵枕等。（3）也可對(duì)道床區(qū)域缺陷進(jìn)行檢測(cè)。（4）可對(duì)碎石道床和整體道床下的軌枕進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)水泥軌枕從扣件處向外的裂紋等缺陷，可以根據(jù)厚度和長(zhǎng)度尺寸設(shè)置檢測(cè)靈敏度。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行中央軌枕檢測(cè)時(shí)可自動(dòng)檢測(cè)并分析裂紋。系統(tǒng)檢測(cè)出裂紋后對(duì)其長(zhǎng)度、平均厚度、及位置等信息進(jìn)行分析。檢測(cè)裂紋的最小厚度和長(zhǎng)度可調(diào)。（5）可對(duì)無(wú)砟軌道道床裂紋進(jìn)行檢測(cè)。

2.4 軌道區(qū)域檢測(cè)

（1）檢測(cè)軌道線路區(qū)域溢出或缺失道砟，干漿區(qū)，軌枕空吊和植物超限，異物干擾等。（2）檢測(cè)信號(hào)裝置如應(yīng)答器和計(jì)軸器。（3）自動(dòng)檢測(cè)道砟超限，道砟高度檢測(cè)參考軌底高度，道砟高度超高或缺失根據(jù)買(mǎi)方，定義的離軌底距離標(biāo)準(zhǔn)判定。道砟高度判定可根據(jù)道砟參考軌枕頂面平均高度之間距離。將其與預(yù)先設(shè)置做比較可判定其超高或缺少。（4）對(duì)軌道中央信號(hào)裝置和線路中心其他裝置進(jìn)行檢測(cè)。（5）對(duì)軌道外側(cè)信號(hào)裝置和其他裝置進(jìn)行檢測(cè)。（6）對(duì)接近鋼軌的異物進(jìn)行識(shí)別和檢測(cè)，所檢測(cè)異物的尺寸和大小可根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)定。（7）可自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)道岔和護(hù)軌區(qū)域以及道口等線路設(shè)施。（8）可檢測(cè)排水溝及其他異物情況。

目前城市軌道交通的線路巡視檢查工作仍以人工巡道檢查為主，對(duì)軌道的智能巡檢還出在起步階段。隨著近年國(guó)內(nèi)城市軌道交通的快速發(fā)展，投入運(yùn)營(yíng)的線路將會(huì)越來(lái)越多，需要檢查的軌道基礎(chǔ)設(shè)施將會(huì)越來(lái)越多，人工巡檢的方式將難以滿足浩繁的軌道設(shè)施檢查需要，高效智能化車(chē)載軌道巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用將勢(shì)在必行。

參考文獻(xiàn)：

[1]許貴陽(yáng)，史天運(yùn)，任盛偉，韓強(qiáng)，王登陽(yáng).基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的車(chē)載軌道巡檢系統(tǒng)研制[J].2013，34（01）：139-144.endprint