文档介绍：院总编号: TY字第1956 号
中心编号:2005年JC字第6 号
中国铁道科学研究院研究报告
RESEARCH REPORT
CHINA ACADEMY OF RAILWAY SCIENCES
GJ-3型和GJ-4型轨距轨向检测
装置的研制
铁道部基础设施检测中心
二OO五年三月·北京
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TY字第1956号
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2005年JC字第6号
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GJ-3和GJ-4型轨检车轨距轨向检测装置的研究
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05年3月
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作者:顾世平、任盛伟、刘铁、许贵阳、杨超等
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20020023
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顾世平、任盛伟、樊戈平、刘铁、许贵阳、赵延峰、杨超、由长兴、夏亮光、詹贤东
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研究报告
:非密
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轨检车、轨距、轨向、检测模型、图像处理
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顾世平
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GJ-3和GJ-4型轨道检查车是为检查轨道病害、指导线路维修、保障行车安全而研制的大型动态检测设备。该设备的轨距轨向测量装置采用安装于轴箱上的轨距吊梁方式,其安全性及可靠性方面不能满足铁路大提速的要求,为此铁道部科技司设立了该装置的研究项目。项目组在大量调研的基础上,采用了当今国际在该领域内的先进技术,以钢轨断面图像检测方式,实现轨距轨向的实时测量。本文系统地论述了该装置的检测模型、基本原理、图像处理的基本方法及采用FPGA数据处理芯片实现系统集成,并以郑州局DJ998416轨检车为试点进行的改造工作。在对轨距-轨向检测系统进行改造的同时,检测中心同时对此车的波形显示、编辑与打印报表等数据处理系统进行了全面升级,经系统调试、验收,轨检车于2003年12月底交付郑州局使用。
:铁道部基础设施检测中心
地址:北京市西直门外大柳树路2号主楼12层
邮编:100081
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技术报告文件专页
目录
1. 国内外轨检车现状 1
国内轨检车概况 1
国外轨检车轨距轨向检测系统 2
2. 轨距轨向检测装置研制的必要性与实现目标 3
4
轨距检测系统基本原理 4
坐标变换 6
10
10
系统标定 17
系统构成 18
轨向合成原理 23
利用GJ-4型车原有惯性系统合成轨向 24
数据采集和处理系统 33
数据采集和处理系统总体结构 33
数据处理系统 34
4. 转向架部分改造方案 39
适应新轨距-轨向检测系统的改造 39
建议对转向架的进一步改造 43
5. 系统测试与性能检验 47
系统精度检验 47
系统重复性检验 48
系统长途稳定性检验 51
6. 结束语 52
附件1 GJ-4型轨检车轨距轨向改造内容 53
GJ-3型和GJ-4型轨距轨向检测装置的研制
近年来GJ-3型和GJ-4型轨道检查车被广泛应用于线路检查工作,对保证铁路运输安全和提高旅客列车的平稳舒适性均发挥了重要作用。但GJ-3和GJ-4型轨检车的轨距-轨向测量装置采用安装于轴箱上的轨距吊梁检测方式在安全性及可靠性方面不能满足铁路大提速的要求,为此铁道部运输局下发运基设备[2000]312号文要求对GJ-4型轨检车的轨距-轨向系统进行改造。检测中心开始对“新型轨距、轨向检测系统”的技术展开研究,并在高速图像处理的关键技术方面形成突破,实现了采用摄像技术实时检测轨距、轨向的功能。同时对GJ-4车的波形显示、编辑与打印报表等数据处理系统进行了全面升级,经系统调试、验收,于2003年12月底交付郑州局使用。
1. 国内外轨检车现状
国内轨检车概况
目前国内轨检车轨距、轨向测量装置大量采用安装于轴箱的轨距吊梁式检测系统。随着我国铁路运行速度不断提高,一方面轨检车的检查密度增加,运营更加频繁;另一方面轨距吊梁工作环境恶化,承受的振动和冲击加大;使轨距吊梁运用中存在安全隐患,一旦发生断梁事故,不仅中断检测工作,而且严重影响行车安全。同时检测速度提高后,轨距吊梁相对于安装基准的振动位移加大,造成轨距、轨向测量准确性显著下降,甚至有时无法检测,严重影响了线路检查工作。据不完全统计,目前,大部分GJ-4型轨检车检测速度达到120公里/小时后,由于轨距吊梁的振荡,轨距轨向无法正常检测。少数轨检车,如998386