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。     

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。     

既有线提速200km/h非改建地段探地雷达测试研究

路基病害的诊断和处理是既有线200km／h提速的关键条件之一。本文介绍了车载式探地雷达系统的特点，并通过对较差地段的详细勘探实践，对测试方法和测试资料的分析进行了阐述。测试实践表明，探地雷达测试图像反映的情况与实际开挖情况基本一致。     

既有线电气化铁路隧道病害全断面车载检测技术

介绍既有线电气化铁路隧道病害全断面车载检测技术和车载检测系统。车载探地雷达的6组天线辐射面不超过车辆界限,可以80～175 km/h速度采集隧道衬砌结构与围岩结构的雷达回波,并根据雷达回波图像判断隧道衬砌厚度、断裂、错台,围岩破碎、变形,衬砌后面是否有空洞等隧道病害。经现场试验证明可行、有效,可用于隧道衬砌质量和隧道病害普查。     

铁路路基病害无损检测车载探地雷达系统研制及应用

针对铁路路基病害进行快速、无损、连续检测的需求,根据探地雷达探测原理,研制铁路路基病害无损检测车载探地雷达系统。该系统由轨道车、收发一体天线、采集仪、电池和测量轮组成。轨道车速为40km.h-1时,可沿铁路走向实现间隔0.17 m的连续采样测量。车速越慢,横向测量间隔越小,探测分辨率越高。选用500 MHz天线进行探测时,深度方向探测分辨率可达0.1 m。利用研制的雷达系统沿铁路走向在轨枕正上方和路肩区的现场检测结果表明:来自钢轨的连续反射信号和轨枕的多次反射信号,压制路基基床的有效反射信号,使探测剖面信噪比大大降低,但经预测反褶积和带通滤波去噪处理后,剖面信噪比明显提高。对胶济铁路病害区的实测结果表明,该系统对路基病害分布和空间形态具有良好的探测能力。     

探地雷达技术在铁路既有线中的应用

文章着重介绍探地雷达技术的基本原理,探地雷达对既有线上路基隐伏病害的探测和评估,隧道衬砌和挡土墙的病害检测等方面的应用,并提出探地雷达在既有线路上应用所存在的一些问题.     

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。     

铁路GPR检测数据智能管理分析系统的研究与设计

为提高铁路基础设施检测探地雷达数据处理效率,提出了一种铁路探地雷达(GPR)检测数据智能管理分析系统方案。结合铁路基础设施检测工程需求与探地雷达数据特点,开展系统需求分析和设计。优化数据管理、工作流处理、交互解释和统计分析等步骤,克服目前软件的不足;利用Hadoop大数据技术进行多通道探地雷达数据的快速处理,实现海量探地雷达文件的并行计算;利用深度神经网络技术对探地雷达图像进行智能识别。对高铁隧道衬砌检测车采集的数据进行系统应用测试,测试效果显示,该系统可以提高探地雷达检测数据的管理和处理效率,推动铁路基础设施探地雷达检测向信息化、智能化和标准化发展。     

探地雷达在铁路路基注浆效果检测中的应用

铁路路基在施工、运营期间会产生裂隙、孔隙等病害,注浆是加固铁路路基和治理路基裂隙、空隙等病害的有效方法.采用探地雷达技术对京九铁路某注浆加固段进行检测和分析,检验该路段的注浆加固效果.使用探地雷达时,需根据检测对象的状况及所处的地质环境合理选择参数和布置测线,并尽量避免地下管线等干扰,以便显示的波形能够直观、清晰地反应出路基各部分注浆效果.     

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。     

隧道衬砌检测智能雷达系统的研发与应用

铁路隧道检测是铁路建设与运营中的重要环节,检测技术包括声波检测、线上监测、电磁波检测等。随着科技不断进步和新技术应用推广,针对当前隧道衬砌检测中的数字化和智能化难点,深入研究探地雷达数据解译问题,采用人工智能、大数据、互联网等技术研发了TR-1型智能雷达系统。经过在建隧道现场试用,证实TR-1型智能雷达系统具有检测轻便化、管理数字化、识别智能化等优势,可有效提高隧道衬砌检测质量和效率。     

改建铁路白阿线扩能改造工程线路方案研究

针对既有白阿铁路的现状及存在的问题,重点研究不同速度目标值下线路的扩能方案。结合既有路基工程地质条件、既有路基病害整治及加固处理措施,比较分析既有线抬高路基与挖除换填方案。根据路网规划、项目的功能定位、既有线现状及工程情况,确定白阿铁路扩能改造工程线路方案采用160 km/h速度目标值增建第二线方案,既有线路基病害段落采取抬高路基措施。     

铁路路基病害的智能识别

探地雷达适合于铁路路基病害的检测,但后期资料处理工作费时费力,不利于其在铁路路基检测中的推广使用。本文分析各种路基病害图像的特征,从图像中提取分段能量、方差和层面位置作为特征值。根据这些特征值的大小不但能区分各种病害类型,而且可以比较病害的发育程度。根据已知样本数据计算这些特征值,建立学习向量量化神经网络模型,通过不断调整神经元的权值和阈值对特征值进行学习,直到满足给定精度为止。应用调整好的神经网络模型对沪宁线检测数据进行测试,结果表明,该模型对路基翻浆冒泥病害的识别率达90%以上。     

西安铁路局加强西宝段工务系统安全基础建设

西安铁路局围绕第六次大面积提速,加强工务系统安全基础建设,拨移线间距和调整线路纵坡,更换可动心轨道岔,利用全站仪校核提速区段道岔、线路平纵断面位置,正线铺设跨区间无缝线路,采用探地雷达等物探方法对路基进行检测。在提速线路基础改造方面,铺设百米定尺钢轨无缝线路约20?km,研究完成"提高钢轨伤损发现率"等13项安全成果,创造性地采用挖掘机对既有道床进行彻底清挖,采用路基检测新技术对路基进行普查。制定《200~250?km/h提速区段设备检修和安全管理办法》和《西安铁路局〈铁路200?km/h既有线技术管理暂行办法〉补充规定》,明确西宝提速区段设备检修标准和施工管理办法。     

铁路隧道衬砌状态检查车研制及运用

通过对国内外隧道衬砌、隧底检测技术和装备进行对比分析,结合我国铁路隧道衬砌状态检测需求,对车载地质雷达系统的主要技术指标和关键技术问题进行了探讨,提出了隧道状态快速检测车的技术方案,研制了铁路隧道衬砌状态检查车。该车可同时对衬砌5条测线、隧底3条测线进行检测,实现了全隧道的无损检测,最高检测速度可达10 km/h,并在新建和既有铁路上得到成功运用,显著提高了铁路隧道无损检测的效率,减轻了劳动强度。     

探地雷达的工作原理和检测应用

探地雷达是一种高科技无损检测设备,具有其它检测设备无法比拟的优越性.详细介绍了RIS-2K探地雷达及其对隧道、桥梁、路基等工程的检测应用,实践表明这种仪器能更加方便地了解结构内部的情况,更加形象直观地控制工程质量.     

提速状态下路基动应力测试分析

简要介绍了动态测试系统,对沪宁线车速17～136 km/h情况下客货车产生的路基动应力进行了测试分析,结果表明,随着列车速度的提高,路基动应力略有增加,为既有线路基在提速状态下的评估技术和标准提供了依据.     

既有线提速综合检测技术研究与应用

通过对国外高速综合检测技术分析，为保障既有线提速200～250km／h列车运行安全，确保提速线路基础设施良好，研制了轨道几何状态检测、弓网检测、动力学检测、信号检测、ATP监测、无线场强检测、动应力测试和环境监视系统，自主集成200km／h过渡综合检测列车，并对京沪线等既有提速干线进行每十天一周期的动态实时检测和分析，提出尽快完善高速轨道动态检测评价标准及方法、深化接触网检测评判标准研究、尽快完善信号动态检测标准、形成我国铁路高速铁路动态检测标准体系等建议。     

浅谈探地雷达在铁道建筑检测中的应用

探地雷达是一种先进的无损检测设备 ,因其较高的分辨率、快速的检测方法而广泛应用于各个工程行业。文章结合探地雷达用于铁路建筑检测的实例 ,介绍探地雷达的应用     

高速轨道检测图像处理技术

高速轨道检测图像处理是轨道检测领域的一项重要技术,使用激光摄像式测量设备,通过图像处理获取钢轨横向、纵向位移变化.高速轨道检测系统通过十几年的发展较为成熟,国外最高检测速度可达300 km/h左右.我国最新研发的高速轨道检测系统经过多项技术创新,最高检测速度达到400 km/h,图像处理技术克服了易受阳光干扰等缺点,达到国际先进水平.