軌道檢測(cè)車(chē)行業(yè)將迎來(lái)新的機(jī)遇和市場(chǎng)

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軌道檢測(cè)車(chē)目前主要有大型軌檢車(chē)和軌檢小車(chē)兩大類(lèi)。大型軌檢車(chē)以檢測(cè)精度高，可檢測(cè)絕對(duì)參數(shù)為突出優(yōu)勢(shì)，在軌道定期大修護(hù)中發(fā)揮著不可替代的基準(zhǔn)作用，但其同時(shí)具有成本高、檢測(cè)效率低、需專(zhuān)業(yè)人士操作等局限性，難以大范圍推廣應(yīng)用。軌檢小車(chē)具有成本低、便攜、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，目前在鐵路維護(hù)工作中用于日常檢測(cè)，具有較大范圍的普及應(yīng)用。軌檢小車(chē)全稱(chēng)軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)儀，主要用于高速鐵路，有軌電車(chē)，地鐵，設(shè)計(jì)時(shí)速較高的有砟鐵路等。由軌距測(cè)量傳感器、超高測(cè)量傳感器、機(jī)身棱鏡及手持PDA組成的測(cè)量小車(chē)和高精度全站儀、無(wú)線(xiàn)通訊單元等組成，檢測(cè)鐵路軌道內(nèi)部幾何狀態(tài)(軌距、水平、軌向、高低、正失扭曲)和外部幾何狀態(tài)(軌道中線(xiàn)偏差、高程偏差)的測(cè)量裝置。由軌距、水平等測(cè)量裝置與機(jī)身棱鏡及工控機(jī)組成的測(cè)量小車(chē)和高精度全站儀、無(wú)線(xiàn)通訊單元等組成，檢測(cè)鐵路軌道內(nèi)部幾何狀態(tài)(軌距、水平、軌向、高低、正失扭曲)和外部幾何狀態(tài)(軌道中線(xiàn)偏差、高程偏差)的測(cè)量裝置。對(duì)高速鐵路道床結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)、長(zhǎng)軌鋪設(shè)、長(zhǎng)鋼軌精調(diào)和后期維護(hù)有著重要意義。

截至2018年底，全國(guó)高速鐵路運(yùn)營(yíng)里程超2.9萬(wàn)公里，約占全球高鐵運(yùn)營(yíng)里程的2/3，不斷增長(zhǎng)的高鐵通車(chē)?yán)锍探o鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)市場(chǎng)帶來(lái)了巨大機(jī)遇，同時(shí)傳統(tǒng)軌道精測(cè)手段也面臨難以克服的困境。據(jù)中金企信國(guó)際咨詢(xún)公布的《2020-2026年中國(guó)軌道檢測(cè)車(chē)行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀研究及投資戰(zhàn)略咨詢(xún)報(bào)告》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：在傳統(tǒng)光學(xué)軌檢車(chē)使用過(guò)程中，每個(gè)軌枕(0.625米)均需停車(chē)進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，每隔70米左右要進(jìn)行全站儀搬站重新設(shè)站，測(cè)量效率約300米/小時(shí)，所需配合人員較多，不利于高效率地進(jìn)行軌道精測(cè)及維護(hù)。根據(jù)國(guó)家發(fā)展規(guī)劃，到?2020?年，鐵路營(yíng)業(yè)里程預(yù)計(jì)達(dá)到15?萬(wàn)公里，其中高速鐵路營(yíng)業(yè)里程預(yù)計(jì)達(dá)到?3?萬(wàn)公里，中國(guó)已走入了高鐵時(shí)代，高速鐵路在人們?nèi)粘Ｉ钪械牡匚缓妥饔萌遮吤黠@。由于速度的大幅提高，高速鐵路對(duì)軌道幾何形位尺寸精度要求也越來(lái)越高，良好的軌道線(xiàn)路參數(shù)能夠有效保障動(dòng)車(chē)組高速行車(chē)，并使其具有高平順性、高舒適度和高安全性等特點(diǎn)。已建成的京津城際、武廣高鐵、鄭西高鐵、滬寧城際等項(xiàng)目在施工和后期養(yǎng)護(hù)都在使用軌檢小車(chē)，上游軌道交通建設(shè)投資不斷增加，推動(dòng)下游需求的擴(kuò)張。

隨著我國(guó)鐵路提速戰(zhàn)略的實(shí)施，對(duì)列車(chē)的安全、舒適性提出了更高的要求，同時(shí)運(yùn)行速度的提高和重載列車(chē)的開(kāi)行，對(duì)軌道的破壞作用加大，導(dǎo)致軌道狀態(tài)的惡化加劇。緊跟國(guó)際軌道檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展步伐和方向，經(jīng)過(guò)幾十年的研究，我國(guó)軌道檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)形成了一套具有中國(guó)特色的高速鐵路軌道檢測(cè)系統(tǒng)，可以滿(mǎn)足對(duì)高速鐵路軌道、輕軌軌道、城市地鐵軌道等進(jìn)行檢測(cè)的需要。目前，我國(guó)軌道檢測(cè)技術(shù)正在向更加高速、智能、高效、便攜等方向發(fā)展，已經(jīng)初步形成了國(guó)內(nèi)軌道檢測(cè)技術(shù)體系。

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及圖像測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，國(guó)外先進(jìn)的軌道檢查車(chē)采用了圖像測(cè)量技術(shù)檢測(cè)鋼軌斷面和各種軌道幾何參數(shù)。該裝置采用圖像測(cè)量技術(shù)，由工業(yè)攝像機(jī)獲取鋼軌斷面輪廓圖像，實(shí)時(shí)處理捕捉到的圖像，進(jìn)一步處理計(jì)算得到鋼軌上被測(cè)點(diǎn)的空間位置信息。攝像傳感器可以獲得被測(cè)軌道在三維空間的二維坐標(biāo)信息，在減震彈簧上的轉(zhuǎn)向架上可安裝檢測(cè)梁結(jié)構(gòu)，既可滿(mǎn)足軌距、軌向測(cè)量點(diǎn)的定位精度要求，同時(shí)可以有效地降低整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)所承受的沖擊和振動(dòng)，而且由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，大大減少了維修工作量。從我國(guó)引進(jìn)美國(guó)Image?map公司的五套軌距、軌向測(cè)量系統(tǒng)看，長(zhǎng)時(shí)間使用并未出現(xiàn)安全事故。目前在美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家廣泛應(yīng)用到該測(cè)量系統(tǒng)，處于國(guó)際先進(jìn)水平。我們主要引進(jìn)Image?map公司的圖像測(cè)量系統(tǒng)，安裝在GJ-4型軌檢車(chē)上，升級(jí)改造GJ-4型軌檢車(chē)的檢測(cè)系統(tǒng)，提高整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的性能。

國(guó)內(nèi)在計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于軌道檢測(cè)也有相應(yīng)的研究，如北京交通大學(xué)與太原鐵路局合作研制了一套非接觸式軌道靜態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，該檢測(cè)系統(tǒng)采用了激光、CCD攝像機(jī)等技術(shù)，在軌道檢測(cè)小車(chē)橫梁兩端安裝CCD攝像頭實(shí)時(shí)采集軌道圖像，通過(guò)模式識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速鐵路無(wú)砟軌道幾何參數(shù)的非接觸實(shí)時(shí)檢測(cè)，具有較好的發(fā)展前景。

雖然通過(guò)引進(jìn)國(guó)外圖像測(cè)量系統(tǒng)可以提高測(cè)量過(guò)程的可靠性，但是對(duì)于軌道檢測(cè)小車(chē)來(lái)說(shuō)，這些系統(tǒng)在成本上還是相對(duì)過(guò)高的，真正在國(guó)內(nèi)鐵路軌道測(cè)量作業(yè)中普及不太實(shí)際。目前，軌道檢測(cè)小車(chē)可以直接通過(guò)傳感器檢測(cè)出軌距等參數(shù)，相比下更加方便。另一方面，由于圖像獲取以及處理識(shí)別過(guò)程產(chǎn)生的誤差，對(duì)軌道檢測(cè)的精度影響也很大，相應(yīng)的圖像處理識(shí)別軟件開(kāi)發(fā)也比較復(fù)雜，具有一定難度。因此，相比之下計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于檢測(cè)軌道狀況(如水泥、灌漿殘留物等惡略作業(yè)環(huán)境)顯得更加實(shí)際，更具有可行性。

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