《120Km/h車載式線上電磁鋼軌斷軌檢測儀器研製》是依託北京交通大學，由劉澤擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：120Km/h車載式線上電磁鋼軌斷軌檢測儀器研製
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：劉澤
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
現代軌道交通以電力為能源，清潔、高效、節能、低碳，是綠色環保的交通模式，但軌道交通如何安全健康發展倍受關注。在關乎安全的問題中，鋼軌斷軌極具威脅，特別是貨運重載鐵路，故迫切呼喚一種線上斷軌檢測儀器。本項目擬研製車載式線上斷軌檢測儀器，裝備普通列車，線上檢測斷軌及潛在斷軌，實現斷軌報警。儀器將使用新型的電磁層析多頻渦流檢測方法，用FPGA直接合成多頻激勵信號實現同步電磁投影激勵；設計低噪聲多級程控放大電路檢測邊界磁場信號，開發檢測信號的FPGA並行多頻數字鎖相解調算法；設計鋼軌頭部截面裂縫分布的圖像重建算法，進而通過裂縫分布分析斷軌信息。項目將解決車載線上檢測情況下儀器對弱信號的檢測和提離效應的抑制，並用自適應數字濾波算法濾除移頻數字軌道電路和工頻牽引回流及諧波的干擾。本儀器的研製將促進斷軌的高效準確檢測和及時修復、避免重大行車事故。
結題摘要
我國軌道交通飛速發展，高速鐵路、城市捷運輕軌和重載貨運鐵路已成為國民經濟發展的重要因素，鋼軌損傷，特別是鋼軌斷軌會給列車帶來巨大安全隱患。現有鋼軌探傷技術難以實現車載線上斷軌檢測，目前正在廣泛使用的超聲探傷技術由於超聲探頭需要耦合劑與鋼軌密貼而難以提高檢測速度，無法實現線上檢測。本項目套用電磁層析多頻渦流方法研製了線上斷軌檢測儀器樣機，可實現斷軌和潛在斷軌檢測，實現斷軌報警及預警，確保行車安全。本項目研製的車載線上電磁鋼軌斷軌檢測儀器可裝備於時速120Km/h的列車上，線上對列車經過的鋼軌進行實時檢測，可及時發現鋼軌斷軌和潛在斷軌信息，當儀器檢測到鋼軌損傷信息時，儀器可將損傷數據連同GPS位置信息通過2/3/4G網路傳送到安全檢測中心，從而使鋼軌得到進一步的覆核檢測和維護。儀器採用了多頻激勵信號，並進行能量分布相位最佳化，通過低噪聲前端多級程控放大器和多頻數字鎖相放大器算法，實現電磁弱信號檢測；儀器使用共模測距補償和差分採樣方法抑制提離效應，可在檢測過程中去除列車震動對測量信號造成的影響；為實現線上快速檢測和數據分析，儀器的信號激勵採樣控制使用FPGA設計，進行多通道數據的並行處理，並進行鋼軌缺陷信息分析的流水線處理，儀器系統採用大容量動態緩衝和壓縮方法確保檢測實時性。研製了車載感測升降隨動支撐平台及安全防護機構，完成車載儀器樣機的研製，儀器樣機已在大秦重載鐵路茶塢工務段裝車測試，實驗室測試和現場測試驗證了儀器的檢測功能，該技術是軌道交通安全保障的一項重要新技術，預計有廣闊的套用前景。項目研究內容已申請9項中國專利，已發表論文9篇，其中1篇論文發表於美國國家標準局期刊Journal of Research of NIST。
