铁路路基病害无损检测的探地雷达信号分析与处理

为消除钢轨和轨枕对铁路路基病害检测的探地雷达信号的影响,提高实测剖面的检测能力,基于对两种干扰源在实测剖面上的时频分布特征分析,通过改进探地雷达天线的方式实现了对钢轨反射信号的屏蔽,采用预测反褶积和带通滤波相结合的方式,消除了轨枕形成的多次反射波对有效信号的干扰。去噪处理后的实测剖面可清楚显示翻浆冒泥等路基病害在基床、道碴层中的空间分布。     

铁路路基检查车的研究

研究目的:铁路路基状态关系到铁路运输安全。我国铁路总里程7万多公里,目前铁路路基病害检查仍然采用传统的人工勘探方法,但仅靠人工勘探方法不可能实现全国铁路路基病害的普查。迫切需要研制新的路基检查方法。研究方法:将探地雷达系统安装在车辆上,组成铁路路基检查车,探地雷达系统向地下发射短电磁脉冲,接收地下界面电磁反射波,采集到的发射波显示为1个波形,当天线移动时,就得到1个连续剖面。根据这个连续剖面,可以推测出路基表面的几何形态和路基土的含水量,从而发现路基病害。研究结果:西安铁路局和西安交通大学研制的铁路路基检查车(轨道车或客车),采用探地雷达检测方法,测试速度为45 km/h,测试深度为3.0 m。3套收发天线分别位于线路中心、两钢轨外侧,同时测试3个纵剖面。研究结论:铁路路基检查车已在京九线、阳安线、陇海线和宁西线进行了试验,取得良好的试验结果,但在主要干线上45 km/h的速度偏低,尚需进一步研制具有较高扫描速率的探地雷达系统。     

高速扫描多通道铁路车载探地雷达系统

高速扫描多通道铁路车载探地雷达系统是既有线路基病害普查和新线路基填筑质量检测的一种新型设备。本文介绍了我们自主研制的高速扫描多通道铁路车载探地雷达系统的组成、技术指标和特点。该系统的技术指标达到国外同类产品的技术水平,测点间距5cm时,测试速度达到175km/h,测点间距10cm时,测试速度达到350km/h,高于国外同类产品的测试速度。天线有1GHz的高频天线和300MHz中频天线,可满足我国既有线铁路路基和高速铁路路基检测的需要。     

铁路车载探地雷达路基检测中的几个关键技术问题

本文重点分析了铁路车载探地雷达路基检测技术中的检测速度、测试精度、测试深度及探地雷达数据处理方法等关键技术问题,并对西安铁路局和西安交通大学研制的铁路车载探地雷达路基检测系统和多通道高速扫描探地雷达系统做了介绍。     

一种铁路路基雷达探测信号中轨枕干扰的压制算法

探地雷达应用于铁路路基探测中,其探测记录受天线直耦波、钢轨反射、轨枕绕射波和多次波的严重干扰。利用轨枕干扰响应的时空周期性分布特点,将重采样后的多道记录按一倍或多倍于枕间周期进行平移叠加再平均,形成携带轨枕干扰信号的时空过滤筛;原始记录可通过该过滤筛较好地压制轨枕产生的绕射波和多次波干扰,并同时压制直耦波和钢轨强反射干扰。数值模拟和实测雷达记录时空过滤筛应用效果表明:时空过滤筛算法压制干扰效果明显,可提高雷达记录信噪比和异常分辨能力。     

铁路路基雷达探测数据的处理

分析铁路路基雷达探测数据失真的主要原因,参考雷达探测在其他领域里的应用成果,设计相应的数据处理方法,最大限度地消除其影响。对轨枕中钢筋形成的多次波反射,采用抛物线拉冬变换法消除。对铁路沿线设施和通讯工具产生的随机噪声,采用小波域KL变换的方法去除。为弥补雷达探测剖面图对薄层和深层分辨率的不足,采用高通滤波和瞬时相位法加以提高。分别设计相应的数据处理算法步骤,采用VC和MATLAB混合编程技术实现。对2000年沪宁线路基雷达检测数据处理的结果表明：设计的数据处理方法具有计算速度快、通用性强、参数少的特点;处理后的雷达探测数据图像深部信号强、界面分层清晰,显示病害位置突出。     

铁路路基安全系统在线路检测中的应用

路基检测是新线验收、既有线大中修和病害整治的基础性工作。铁路路基安全系统可检查道碴质量、数量、密实度及排水状况,可根据道碴层厚度的变化,确定道碴囊、承载力不足区域和翻浆冒泥病害位置。系统安装在轨检列车上进行检查时,可同时绘制多个剖面,测量速度100km/h,无须封闭线路。该系统基于多通道和多频率雷达技术,用高速雷达对铁路路基进行快速、连续和全面的无损检测。使用专业的数据处理软件,可得出道碴层的厚度、湿度分布、脏污程度,保护层厚度、湿度分布,路基平整度,基层湿度分布以及路基横截面相关信息,并通过专家系统直接给出路基状态的明确判断。     

宜万线路基岩溶地质雷达快速探测试验与应用

岩溶引起的路基塌陷已成为威胁我国岩溶地区铁路安全运营的地质灾害之一。本文首先介绍了地质雷达法的探测原理,然后对3种雷达测试方案的现场测试效果进行了分析。结果表明:天线横置于轨道中心及轨道外侧时可以有效减弱铁路沿线高压接触网的电磁干扰,滑动高通水平滤波对轨枕干扰信号和水平震荡信号的抑制效果最佳,能够明显改善数据的信噪比。根据试验确定的最优天线悬挂方案,对宜万线上行线K1330+000—K1332+000段的路基岩溶进行了探测,效果良好。     

地球物理勘探方法在淮南线路基基床病害整治中的应用

传统的开挖取样检测手段不但效率低、代表性差,而且对既有铁路路基具有破坏性,直接影响行车及人身安全。本文结合对淮南线路基基床病害的无损检测与整治,介绍地球物理勘探方法的检测原理、检测方法、检测结果分析以及病害整治措施。     

路基稳定性无损检测方法技术研究

研究目的:通过路基稳定性检测可测出基床强度(承载力)、道碴陷槽、翻浆冒泥等基床病害,同时还要满足不干扰行车、安全、快速、经济、可靠等客观条件的要求。研究方法:针对过去路基检测要破损路基,且不能全面反映路基的现状,结合实际采用无损检测技术对路基进行全面研究,从而对路基稳定性作出评价。研究结果:用地质雷达和瞬态瑞雷波法等检测技术检测既有铁路路基,通过测定适当的物理量,并与规范数值进行相关比较,准确地揭示出路基现状及病害,并对既有铁路路基稳定性作出评价。研究结论:用地质雷达和瞬态瑞雷波法等检测既有铁路路基,总结出一整套操作性较强的快速、准确、简便、无损、有效的检测方法;可准确地揭示出路基现状及病害,并可对检测区段路基稳定性作出评价,使既有线提速路基稳定性检测在质和量两方面得到较大提高和突破;成果已得到了广泛推广应用,经济和社会效益显著。     

轨道车辆车体刚度灵敏度分析

以轨道车辆为背景,依据转轴公式和平行移轴公式得到车体截面内任意倾角部件的惯性矩,进而获得截面的刚度及其灵敏度。在已知车体刚度分布的前提下,依据车体刚度及其灵敏度,通过调整刚度薄弱位置相关部件的截面尺寸,可达到提高车体刚度的目的。     

全路信息系统时钟同步的实现

从铁路信息系统的实际情况出发,阐述了时钟同步的意义,时间基准的选取以及时间信息的传播,并在此基础上提出了一种精度高、可靠性好、成本较低并满足铁路信息系统对时钟精度的要求的时间同步方案.     

提高矿肥车使用的可靠性

介绍了俄罗斯矿肥车在使用过程中的腐蚀问题及解决的方法。通过采用不锈钢车体和涂防护漆等措施,可以减少腐蚀,提高矿肥车使用的可靠性。     

高速列车车体断面优化数值分析

运用通用的流体动力学软件FLUENT计算了不同车体断面在20 m/s横风作用下受到的侧向力和倾覆力矩。结果显示:通过改变车体断面的几何参数可以达到改善列车横向气动稳定性的要求。     

隧道地应力测试与岩爆倾向性分析

研究目的:岩爆是深埋长隧道施工中发生频率较高的突发性地质灾害,岩爆研究对于隧道的勘测设计、施工组织及安全生产具有重要的现实意义.研究结论:采用水压致裂法进行地应力测试,依据Russenes判据、Turchaninov判据及Hoek判据等准则对隧道施工期岩爆发生的倾向性进行分析与评价.结果表明:隧道存在岩爆发生的可能性;...     

新型轴重23吨车驼峰溜放对减速顶制动能力要求的分析

本文以测试分析为基础介绍了重载车辆在驼峰溜放后对编组场既有减速顶布置带来的影响，并提出应对既有的调速设备和作业方式进行改遣和改进来适应这一变化。     

绝对测量在无砟轨道的轨向控制中的精度分析

研究目的:目前,我国高速铁路无砟轨道的精调主要是基于全站仪的绝对测量精调模式,其是以外部几何状态来控制内部几何状态,该方法与轨道平顺性的概念并不完全兼容。本文从绝对测量精调技术的误差分析出发,分析在轨道平顺性模型中该精调模式的控制精度。研究结论:通过理论分析及实验数据表明,配以高精度全站仪,绝对测量模式能够保证高速铁路±2 mm的平面控制精度要求。     

大瑞铁路高黎贡山隧道热害评估

研究目的:高温热害问题是深埋隧道的常见地质灾害问题之一。本文根据调查中取得的实际资料,考虑岩性、断层、地温、主要蓄水构造、主要河流五个影响因素,采用层次分析法和专家打分法确定权重和等级标准,通过GIS空间分析对隧道地区的热害危险性进行评估和区划,为高温隧道线路的选择、设计和施工提供参考依据。研究结论:研究区的热害整体上呈北西—南东向分布,断裂对热害的控制作用显著,热害主要分布在花岗岩和变质岩地区;沿C12K线路方案存在四个易发生突热水灾害的区段,这四个区段的特点是断裂集中,位于岩浆岩地区、变质岩地区或是储水盆地的边缘。     

大连枢纽货场布局构想

研究目的:铁路货场布局是城市货运规划的重要组成部分,货场布局是否合理,不仅关系到铁路作用的发挥,还会影响城市的发展。为满足大连市新的城市总体规划要求,同时提高铁路运输的效率和合理性,有必要对大连枢纽货场布局规划进行研究。研究结论:规划大连枢纽货场将形为5货格局,不仅与城市总体规划相适应,还能够满足城市的货物运输需求,实现了货场集中化、专业化管理,提高了铁路运输效率。     

隧道洞口边仰坡顺层滑坍处理方案

对分界梁隧道进口右线洞口边仰坡坍塌情况作了介绍,分析了导致边仰坡坍塌的原因,并针对坍塌情况采取了相应的临时及永久处理方案,处理效果较好,保证了隧道洞门安全稳定,对以后类似工程有借鉴作用。