基于高频雷达的铁路碎石道床状态表征指标研究

为量化评估铁路碎石道床状态,采用高频雷达测试系统分别采集有砟轨道线路洁净道床和脏污道床数据并分析其雷达信号时频特性,基于雷达原始信号设计频谱域积分面积、扫描区域面积、时间轴交叉数、时域拐点数和希尔伯特变换后幅值包络5个道床状态表征指标,并进行指标有效性及敏感性分析。结果表明：高频雷达测试碎石道床枕底探测厚度达55 cm,满足道床检测需求;相对洁净道床,脏污道床 5个指标均存在变大现象,5 个指标均可有效表征道床状态;希尔伯特变换后幅值包络计算效率为 140 s·km^-1,其他指标计算效率为5 s·km^-1;在路基段及隧道段希尔伯特变换后幅值包络最为敏感,其次是扫描区域面积;在桥梁段时间轴交叉数最为敏感,其次是扫描区域面积;扫描区域面积能够适应路基、桥梁、隧道等不同的线下结构类型,综合敏感性较高。     

铁路道床状态评估及大修决策关键技术

为了更好地进行有砟轨道大修决策，本文对国内外有砟道床的大修时机判定方法、道床状态的检测方法及合理评价指标进行分析，考虑轨道质量指数的劣化速率、道床脏污程度、线路通过总质量及轨道刚度均匀性四项因素，提出了道床状态综合评价指标——道床健康指数。结果表明：线路累计通过总质量及道床脏污率是目前道床大修时机的主要判定依据；基于探地雷达的有砟道床脏污连续检测及评估技术可为道床大修时机的判定提供重要依据，但需进一步考虑道床脏污成分的影响；轨道刚度是影响维修工作量的主要因素，可通过加载车进行连续检测，但需研究不同线路运营条件下刚度合理评价标准；道床健康指数计算结果与实际情况一致，可以用来评价道床状态。     

基于车载探地雷达的重载铁路道床脏污指数提取研究

车载探地雷达信号响应谱的振幅和包络特征可以间接关联有砟轨道道床脏污状态,路基、桥梁、隧道等3种线路环境下检测信号存在差异,由雷达信号提取道床脏污指数时需要求同存异。针对现有道床脏污率提取算法仅用于路基雷达数据的不足,需根据全线不同线路雷达信号特征改进道床脏污指数计算方法。通过设置合理的铁路路基模型,数值模拟路基、桥梁、隧道3种线路环境上不同脏污程度时的雷达信号响应,并在相应线路下进行现场雷达测试和挖验试验。结果表明：路基、桥梁、隧道3种线路环境下,以功率谱曲线振幅最大值或包络面积构成的道床脏污指数与道床脏污率均呈正相关,且计算桥梁线路下雷达信号功率谱响应时需截断时间窗口中的梁体反射信号,隧道线路下无需截断仰拱反射信号,可类似于路基线路进行计算,该结果为利用探地雷达对全线道床脏污水平评估和预测奠定了重要基础。     

探地雷达在评价道床清筛质量中的应用

朔黄铁路重载综合检测车在国内首次集成了路基道床检测系统。该系统由朔黄铁路公司与英国Zetica公司联合研发,采用美国GSSI公司SIR-30型4通道探地雷达及英国Zarp雷达处理软件,可对道床脏污指数、厚度等指标进行检测,并得出定量化评价指标。朔黄铁路公司探索性地利用该系统对道床清筛质量进行评价,并对清筛后道床脏污发展情况进行跟踪分析,通过对比清筛前后道床状态数据,验证了检测数据的可靠性及道床脏污数学模型的可信度。     

运用探地雷达技术辅助指导道床清筛的探索

目前国内铁路道床清筛主要采用周期修模式,即依据线路通过总质量制定清筛计划。朔黄铁路公司自2014年起运用探地雷达技术检测道床脏污指数,并以此为基础探索道床清筛状态修的新思路。本文对大机清筛后道床脏污指数进行了统计分析,通过现场道床挖验和标定线验证,确定了适合朔黄铁路运煤专线的道床脏污分级标准,得出了道床脏污指数与实际道床脏污率的对应关系,为实现道床清筛状态修提供了辅助决策手段。     

高速铁路有砟道床质量评价指标优化方法研究

有砟轨道是我国高速铁路所采用的最主要的轨道结构形式之一,有砟道床的质量状态评价是新建线路及铁路工务部门在日常养护维修工作中关注的重点。通过现场试验,对现行规范中道床纵向阻力、横向阻力及枕下支承刚度3项道床质量状态评价指标的相关性进行研究,通过一次线性回归对实测结果进行分析。并基于Pearson相关性数学模型,提出各项评价指标相关性的量化分析方法。最后基于分析结果,对有砟道床质量状态关键评价指标中道床阻力的测试设备及测试方法进行优化。研究结果表明:道床纵、横向阻力之间呈现了较强的正相关关系,而道床阻力与支承刚度间的相关性并不明显。因此,建议相关规范在确定高速铁路有砟道床质量评价标准时,考虑采用道床横向阻力一项指标代替道床纵、横向阻力两项指标,以优化有砟道床评价体系。     

既有铁路道床脏污状态红外测量技术的研究

根据目前我国铁路道床脏污状态检测方法较落后的情况,提出了一种检测道床脏污状态的新方法。介绍了红外测温的技术原理,并对道床传热特性的理论模型进行了详细阐述。通过室内及现场试验及对试验结果进行的分析,得出红外测温技术是检测道床脏污状态的一种经济、快速方法。     

瞬态瑞利波技术检测铁路既有线路基基床质量

简要阐述瞬态瑞利波技术用于既有线基床强度检测试验原理、试验目的、试验仪器设备及主要技术性能.根据集通线既有线基床检测的试验数据,对试验结果进行评价,并对该方法进一步用于既有线检测提出建议.实践证明:该检测技术对既有线路基可实现无损、快速而准确的评价与监测,同时亦可评价轨道道床的工作特征,为评价既有线路基及轨道道床工作状态提供了一项全新的检测技术与评价方法.     

运煤专线车载探地雷达道床不洁率提取算法

运煤专线道床脏污乃细颗粒介质日积月累渐次沉积造成,且脏污道床介电常数与脏污程度呈正相关,这为利用雷达信号提取道床脏污水平提供了物性前提.综合考虑道床脏污程度的渐增特性、轨枕干扰等因素对目标信号的影响,本文通过包容目标信息的一定时域信号的功率谱来提取道床脏污指数.数值模拟及足尺标定线模拟结果表明:利用功率谱响应的频段积分值构成的脏污指数与道床不洁率呈正相关;根据标定线上获取的脏污指数与不洁率转换关系式,可应用于同一车载探地雷达测量参数下沿线道床脏污水平评估.结合实测数据及挖验结果,验证了算法的可靠性.     

以设备综合管理的思想指导内燃机车修制改革

我国铁路的机车修理体制经历“事后修理”与预防修制的“强制修理法”阶段。从现代化管理的角度来看，预防修制中的“检查后修理法”、“标准修理法”（又称强制修理法）、“定期修理法”等都不能很好适应铁路运输生产发展的要求。建议拟定新的修制时，要实行机组大修与机车大修并举，以机组大修为主；段修以机组互换、技术检测、寿命统计、质量分析、状态诊断为支柱；达到机车运行安全、运用率高、节省燃料与检修费用、延长机车寿命     

徐州站宽枕道床病害成因与整治

采用易被压碎、粉化的沥青小碎石作为调整层和道床横向排水不畅是引发宽枕道床病害的主要原因。利用现场挖探、地质雷达探测和取样试验等方法,探明了徐州车站道床结构现状。根据道床结构现状,提出包括排水系统的整修、调整层的替换等整治措施。     

路基探地雷达图像层位智能识别与状态评价

针对有砟铁路路基层位探地雷达图像人工追踪效率低、精度低的问题，提出了基于深度学习的路基层位智能识别与状态评价技术。根据多条线路现场实测数据建立样本集，基于YOLO v5和U-Net训练智能识别模型，提出了层位厚度、道床-基床界面平整度评价指标计算方法。结果表明：本文提出的有砟铁路路基层位智能识别方法具有较高精度，且U-Net模型识别效果优于YOLO v5模型，识别、评价结果与人工追踪结果偏差较小，满足铁路路基检测工程的实际需求。     

2006版《铁路信号维护规则》解读(三)

重点解读第134、135、136、137、141、143、144、145、146、156、157、158、159的内容。 信号维修的本质是预防性修理，通过维修，保持设备性能，预防设备故障，使设备经常处于良好的运用状态。2006版《维规》较2000版在信号修程修制改革方面有较大的突破：一是信号设备维修正式提出了状态修模式；二是将原属于中修范畴的入所修纳入到信号维修；三是规范了利用“天窗”对信号设备实行维修的内容和制度，“天窗”修是维修的方式，不是修程。[第一段]     

瞬态瑞利波技术在铁路既有线路基基床质量评价中的应用

准确、快速、无损检测与评价有碴轨道路基基床质量是铁路工务部门亟待解决的重要技术课题之一。依据既有线路基及轨道结构的工程特性,就瞬态瑞利波技术中的双层介质理论用于铁路既有线路基基床质量评价以及在路基基床及道床质量检测的判译技术等方面进行分析和论述。以笔者开发研制的、以瞬态瑞利波为理论基础的路基质量评价专用仪器,在不了解被检测路基及轨道结构工作状态的情况下,依据现场检测数据的计算分析,对郑徐电化既有线提速民权—兰考试验段的路基及道床状态进行综合评价,并得出满意的评价结果。实践证明,该检测技术对既有线路基可实现无损、快速而准确的评价与监测,同时亦可评价轨道道床的工作特征,为评价既有线路基及轨道道床工作状态提供了一项全新的检测技术与评价方法。     

道碴动三轴试验研究

动三轴试验是当今世界研究道床特性的最重要方法之一。通过动三轴试验，可研究荷载状态、道碴材质与级配以及道床状态对道床累积变形和道床弹性的作用，道床累积变形和道床弹性分别是道床由计划维修向状态维修过渡和轨道结构仿真参量的依据。基于动三轴试验，本文研究了试验前后道碴级配变化、道床累积变形和变形率以及道床弹性随荷载作用次数的变化规律，探索了道碴磨耗特性随重复荷载和材质的变化规律，得到了道床累积变形及变形率在试验开始时较大，随着荷载作用次数增大而减小，最后达到稳定的规律；道床弹性随荷载作用次数的变化规律也是如此，估算了道床最终稳定时的弹性模量，且有道床弹性仅是道碴材质的固有特性，受荷载作用次数和道床状态影响较小的结论。基于动三轴试验结果，对国外现有的道床累积变形模型进行了对比分析，并研究了各自的特点。单独研究道床累积变形和道床弹性在国内尚属首次。     

碎石道床土工特性的检测方法

有碴轨道结构仍是现代铁路乃至高速铁路的最经济的轨道结构形式。本文讲了国内外采用检测碎石道床土工特性的方法，并对我国发展碎石道床检测方法作一展望。     

完善青藏铁路大型养路机械维修体系

青藏铁路格拉段开通运营以来，采用大型养路机械成为线路维护的主要手段。通过分析青藏铁路大型养路机械的维修特点、现状、配置和能力，提出坚持线路能力适度超前和质量必要储备原则，积极推进“预防修”；坚持线路状况动态检测为主和动态静态综合分析维修指导原则，积极推进“状态修”；坚持线路结构等强均衡原则，强化道床和基床管理，积极推行“均衡修”；坚持线路精度绝对值管理原则，先测量，后作业，积极推行“精确修”。为提高大型养路机械作业质量，提出开展作业试验分析，创新施工理念，探索先进的作业方式，以及大型养路机械优先配置的原则和建议。     

有砟轨道道床断面检测系统的研制

为满足铁路现场有砟轨道道床高效养护维修的需要,研制了一套基于激光扫描技术的有砟轨道道床断面检测系统。该系统配备高精度激光扫描传感器,在车辆高速运行的状态下实时获取有砟轨道道床区域的高精度点云信息,并通过多坐标系变换进行空间映射从而建立基于轨道坐标系的道床三维模型,最后基于凸集理论和空间分析算法模型实现了有砟轨道道床断面缺陷和盈/欠砟量的快速自动检测。铁路线路试验表明该系统能够快速高效地检测有砟轨道道床状态,为铁路有砟轨道道床养护维修提供准确、可靠的数据。     

计量技术在电务设备实施状态修中的作用

本文就计量检测技术在通信、信号设备实施状态修中所起的作用进行了探讨。提出通信、信号设备的维修应积极采用新方法、新技术。有重点、有步骤地采用自动化检测、统计、分析和诊断等现代化手段，改革维修方式，不断提高通信、信号设备质量和运用管理水平，为逐步实现状态修创造条件。     

有砟铁路道床缺砟病害探地雷达快速无损检测方法北大核心

针对有砟铁路道床缺砟快速无损检测需求,本文基于空气耦合探地雷达,建立了探地雷达理论分析模型,并同步设计对应的电磁仿真数值模型,从理论及数值计算两方面分析道床缺砟的雷达回波特性,在此基础上提出雷达波与道床缺砟特征点位置相互关系判断表达式,从而采用探地雷达方法,实现有砟铁路道床缺砟病害的快速无损检测。经一段有砟铁路的应用实践表明该方法是可行的。