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铁路基础设施综合检测及管理

2009-01-07 来源:

 

    现代化铁路基础设施管理的任务是实现从目前阶段的“定期维修”和“更正性维修”向将来的“预防性养护维修”过渡。铁路基础设施是综合复杂的集合体,要实现基础设施现代化管理,首先要充分掌握基础设施的状态,并有能力分析基础设施的演变或恶化情况。


基础设施的检测
    基础设施的检测为管理者提供大量基础设施状态数据。检测手段可分为两大类:即“移动式检测”和“固定式检测”。“移动式检测”主要包括各种类型的检测车和移动检测设备,对线路实施连续检测,如轨道几何检测车、综合检测列车以及站段采用的检测小车等;“固定式检测”主要针对基础设施中所关注的特征点或随机选取定点进行检测。无论是“移动式检测”还是“固定式检测”,最终的检测结果要真实反映出:关键缺陷(包括影响安全、需要立即维修的缺陷及各个等级的缺陷)和基础设施的状态数据。对于基础设施的管理者而言,采用的检测设备、分析手段和管理体系应建立在充分了解和掌握基础设施状态的基础上。
    现对MER MEC集团的检测系统介绍如下:
    MER MEC集团包括四家国际知名的公司,即意大利MER MEC公司、美国ImageMap公司、意大利Tecnogamma公司以及法国Inno-tech公司(现更名为MER MEC法国公司)。
    该集团所提供的检测系统主要包括:轨道几何、钢轨轮廓、接触网几何及磨耗、接触网电弧分析、钢轨波磨、车辆舒适度和轮轨力、线路缺陷识别、钢轨缺陷识别、隧道轮廓和缺陷识别、通讯和信号检测以及各种手持式设备和移动检测小车等。
    MER MEC集团的技术亮点是各个系统之间的无缝集成,这一点充分反映在该集团提供的第一代综合检测列车及第二代综合检测列车上。通过车上管理软件AMSYS,配合同步与定位系统,保证了列车上所有检测系统的数据同步。
    近年来,随着计算机硬件技术的不断发展,激光扫描和图像识别被深入应用到基础设施的检测中。其中,有代表性的产品为动态巡检车。对于巡检,不同国家和用户针对本地基础设施的特点会具体的检测需求,总体来讲MER MEC集团所提供的动态巡检车配有主要检测功能包括:钢轨缺陷(裂纹、轨缝等)、扣件和鱼尾板状态(丢失、松动和缺损情况);线路巡检(包括线路石碴分布、路基沉降、扣件和线路设备状态等);波磨等隧道轮廓检测等;巡检车的检测速度基于120~160公里/小时;
    图像分析和自动缺陷识别是巡检系统的关键技术之一,继MER MEC提供瑞士铁路SBB轨检、巡检综合车后,MER MEC集团积累了多年的应用经验,在巡检的图像识别上取得了突破性成果。并先后向意大利铁路、西班牙马德里地铁、中国青藏铁路以及韩国汉城地铁提供了巡检系统。图1为采用MER MEC 巡检车在中国铁路实时检测、自动分析的典型缺陷照片,在实际的缺陷报告中明确了缺陷的类型、位置、大小和等级。
    随着计算机处理技术的不断提高,如今MER MEC的巡检系统在处理同一类型的缺陷时,实时速度达到350公里/小时,处理所有综合缺陷时,实时速度达到120公里/小时。


基础设施检测分析
    基础设施检测分析包括车上分析和地面分析。MER MEC集团随检测系统提供车上分析软件,能够对比、分析来自各个检测系统的数据,如果配合线路摄像检测的话,还可以直观地看到缺陷位置周围线路的具体情况。车上检测和分析数据是地面分析中心的基础,实现车上综合分析的关键是各检测系统的同步性。
    在得到有效的车上检测数据后,在养护中心的地面分析是掌握基础设施状态的关键。地面分析,不但要分析一次检测中各个检测系统得到的数据之间的关联情况,还要分析多次检测中各个相同检测指标的随时间的变化情况,从而构建线路状态的数据库。地面分析的关键是要采用功能强大的数据管理系统,从而实现对基础设施各种类型数据的管理。因此,要求管理系统适应各种状态数据,且操作灵活、数据处理高效、兼容强。


基础设施的管理
    现代化基础设施管理系统,能更有效处理检测采集的基础设施“状态数据”,形成基础设施行为变化模型,从而为预测基础设施的行为奠定基础,最终达到对基础设施行为的预见和判断,即当基础设施的状态达到预测的报警时,实施有效的预防性养护维修措施,并制定出资源优化的养护维修方案。
    自2000年意大利综合检测列车“阿基米德号”投入运用以来,每个月所采集的数据量达到1TB,MER MEC集团通过与意大利铁路RFI的协作,在积累了多年综合检测数据的基础上,开发了铁路基础设施管理系统RAMSYS。
    当铁路基础设施管理系统RAMSYS的目标一旦实现,就可以减少“更正性养护维修(错误修)”的总量,实现养护维修费用的节约,这里的“更正性养护维修”指:检测数据显示超限报警,有涉及到运营安全的缺陷隐患,需要立即投入维修工作。事实上,一旦要求立即执行养护维修任务时,对于基础设施的管理者而言,就不可能有时间规划,更谈不上资源配备的优化,这样的工作越多,产生的养护维修费用就越高。
    要实施有效的基础设施管理,就要拥有大量的基础设施状态数据,从而建立分析模型。换句话说,检测的项目越多、次数越多,就越能真实地反映出基础设施的实际状态和趋势。为此,RAMSYS配备了强大的引擎,通过利用RAMSYS灵活的功能和分析手段,建立基础设施状态数据库,完成基础设施演变行为的分析和预测,从而确立养护维修的优化方案。
    以上界面展示了RAMSYS处理和分析各种数据的能力。
    总之,实现现代化基础设施管理,是一项庞大的系统工程,不但要利用现代化管理系统,还要建立现代化管理体系。只有这样,才能充分利用好基础设施的能力,实现安全和高效的铁路运营。 

 

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铁路基础设施综合检测及管理

 

    现代化铁路基础设施管理的任务是实现从目前阶段的“定期维修”和“更正性维修”向将来的“预防性养护维修”过渡。铁路基础设施是综合复杂的集合体,要实现基础设施现代化管理,首先要充分掌握基础设施的状态,并有能力分析基础设施的演变或恶化情况。


基础设施的检测
    基础设施的检测为管理者提供大量基础设施状态数据。检测手段可分为两大类:即“移动式检测”和“固定式检测”。“移动式检测”主要包括各种类型的检测车和移动检测设备,对线路实施连续检测,如轨道几何检测车、综合检测列车以及站段采用的检测小车等;“固定式检测”主要针对基础设施中所关注的特征点或随机选取定点进行检测。无论是“移动式检测”还是“固定式检测”,最终的检测结果要真实反映出:关键缺陷(包括影响安全、需要立即维修的缺陷及各个等级的缺陷)和基础设施的状态数据。对于基础设施的管理者而言,采用的检测设备、分析手段和管理体系应建立在充分了解和掌握基础设施状态的基础上。
    现对MER MEC集团的检测系统介绍如下:
    MER MEC集团包括四家国际知名的公司,即意大利MER MEC公司、美国ImageMap公司、意大利Tecnogamma公司以及法国Inno-tech公司(现更名为MER MEC法国公司)。
    该集团所提供的检测系统主要包括:轨道几何、钢轨轮廓、接触网几何及磨耗、接触网电弧分析、钢轨波磨、车辆舒适度和轮轨力、线路缺陷识别、钢轨缺陷识别、隧道轮廓和缺陷识别、通讯和信号检测以及各种手持式设备和移动检测小车等。
    MER MEC集团的技术亮点是各个系统之间的无缝集成,这一点充分反映在该集团提供的第一代综合检测列车及第二代综合检测列车上。通过车上管理软件AMSYS,配合同步与定位系统,保证了列车上所有检测系统的数据同步。
    近年来,随着计算机硬件技术的不断发展,激光扫描和图像识别被深入应用到基础设施的检测中。其中,有代表性的产品为动态巡检车。对于巡检,不同国家和用户针对本地基础设施的特点会具体的检测需求,总体来讲MER MEC集团所提供的动态巡检车配有主要检测功能包括:钢轨缺陷(裂纹、轨缝等)、扣件和鱼尾板状态(丢失、松动和缺损情况);线路巡检(包括线路石碴分布、路基沉降、扣件和线路设备状态等);波磨等隧道轮廓检测等;巡检车的检测速度基于120~160公里/小时;
    图像分析和自动缺陷识别是巡检系统的关键技术之一,继MER MEC提供瑞士铁路SBB轨检、巡检综合车后,MER MEC集团积累了多年的应用经验,在巡检的图像识别上取得了突破性成果。并先后向意大利铁路、西班牙马德里地铁、中国青藏铁路以及韩国汉城地铁提供了巡检系统。图1为采用MER MEC 巡检车在中国铁路实时检测、自动分析的典型缺陷照片,在实际的缺陷报告中明确了缺陷的类型、位置、大小和等级。
    随着计算机处理技术的不断提高,如今MER MEC的巡检系统在处理同一类型的缺陷时,实时速度达到350公里/小时,处理所有综合缺陷时,实时速度达到120公里/小时。


基础设施检测分析
    基础设施检测分析包括车上分析和地面分析。MER MEC集团随检测系统提供车上分析软件,能够对比、分析来自各个检测系统的数据,如果配合线路摄像检测的话,还可以直观地看到缺陷位置周围线路的具体情况。车上检测和分析数据是地面分析中心的基础,实现车上综合分析的关键是各检测系统的同步性。
    在得到有效的车上检测数据后,在养护中心的地面分析是掌握基础设施状态的关键。地面分析,不但要分析一次检测中各个检测系统得到的数据之间的关联情况,还要分析多次检测中各个相同检测指标的随时间的变化情况,从而构建线路状态的数据库。地面分析的关键是要采用功能强大的数据管理系统,从而实现对基础设施各种类型数据的管理。因此,要求管理系统适应各种状态数据,且操作灵活、数据处理高效、兼容强。


基础设施的管理
    现代化基础设施管理系统,能更有效处理检测采集的基础设施“状态数据”,形成基础设施行为变化模型,从而为预测基础设施的行为奠定基础,最终达到对基础设施行为的预见和判断,即当基础设施的状态达到预测的报警时,实施有效的预防性养护维修措施,并制定出资源优化的养护维修方案。
    自2000年意大利综合检测列车“阿基米德号”投入运用以来,每个月所采集的数据量达到1TB,MER MEC集团通过与意大利铁路RFI的协作,在积累了多年综合检测数据的基础上,开发了铁路基础设施管理系统RAMSYS。
    当铁路基础设施管理系统RAMSYS的目标一旦实现,就可以减少“更正性养护维修(错误修)”的总量,实现养护维修费用的节约,这里的“更正性养护维修”指:检测数据显示超限报警,有涉及到运营安全的缺陷隐患,需要立即投入维修工作。事实上,一旦要求立即执行养护维修任务时,对于基础设施的管理者而言,就不可能有时间规划,更谈不上资源配备的优化,这样的工作越多,产生的养护维修费用就越高。
    要实施有效的基础设施管理,就要拥有大量的基础设施状态数据,从而建立分析模型。换句话说,检测的项目越多、次数越多,就越能真实地反映出基础设施的实际状态和趋势。为此,RAMSYS配备了强大的引擎,通过利用RAMSYS灵活的功能和分析手段,建立基础设施状态数据库,完成基础设施演变行为的分析和预测,从而确立养护维修的优化方案。
    以上界面展示了RAMSYS处理和分析各种数据的能力。
    总之,实现现代化基础设施管理,是一项庞大的系统工程,不但要利用现代化管理系统,还要建立现代化管理体系。只有这样,才能充分利用好基础设施的能力,实现安全和高效的铁路运营。