铁路轨道精密检修成套技术与装备智能化

中国铁路武汉局集团有限公司

 

    一、主要科技创新

    在检测技术方面，项目创新性地将激光雷达全域覆盖与线结构光局部增强技术相结合，通过移动测量平台，实现对钢轨、扣件、轨道板等轨道结构多参数的一体化快速检测，解决了大范围多尺度条件下轨道结构参数测量精度和效率难以兼顾的难题，在大幅提升测量效率的同时，保证测量精度达到行业领先水平。在铁路轨道线形线位和轨旁设施测量中，运用“北斗+惯性+激光”组合技术，实现了既有线轨道几何和限界等参数的一体化提取，通过激光和视觉动态联测 CPⅢ轨道控制网，能够精准提取亚毫米级短波不平顺、毫米级长波沉降以及限界等关键参数，为轨道病害的早期发现和精准诊断提供了有力支持。

    维修方案设计方面，研发基于连续廓形的钢轨打磨方案智能优化设计系统，构建起完善的钢轨打磨作业标准体系，制定以 TQI 指标为验收目标的钢轨打磨标准化作业流程及验收标准体系，实现根据现场钢轨廓形状态、钢轨病害情况和打磨目标廓形自动设计高精度、智能化打磨方案，解决打磨作业规范缺失、标准不明、管理不清的难题，实现钢轨打磨作业的科学化、规范化。针对无砟轨道结构常见的层间离缝病害，提出 “状态评估-修复决策-材料优化- 靶向管控” 一体化维修作业工法，能够快速精准修复病害，有效提升无砟轨道结构的稳定性。此外，还提出综合考虑轨道平顺性、调整量和限界等边界条件的线路平纵断面重构设计及轨道线形优化方法，突破了既满足轨道平顺性控制又符合精捣/调作业特性的轨道调整量方案设计瓶颈，实现较小动道量前提下线路里程的贯通控制以及绝对线形台账的科学重构，显著提高了轨道精捣、精调作业的效能。

    在装备研发领域，项目团队成功研制出自主可控的高频高精度结构光传感器，以及能够对钢轨廓形、扣件安装状态、轨道板离缝裂缝、轨道线性等轨道参数进行综合检测的智能化装备。这些装备应用于打磨车、捣固车等大型轨道维修设备，实现了传统轨道维修装备的智能化升级，使设备具备更强的自主决策和精准作业能力，形成了研制兼顾精度和效率的智能化轨道检修成套装备。

    二、项目评价

    该项目成果实现了铁路轨道精密检修领域的重大突破，形成了具有完全自主知识产权的轨道结构服役状态安全保障技术体系，有力推动了铁路工务技术的发展与进步。

    三、取得的成果及效益

    该项目在轨道结构服役状态检测与维修领域取得了多项原创性成果，构建起以移动精密工程测量为基石的铁路轨道精密高效检修成套技术体系，研发出一系列智能检修装备，为轨道结构安全检修开辟了全新模式。项目成果主要应用于铁路轨道安全检测和维修领域，项目实施以来取得了重大经济效益。近三年来，新增销售额达到 5.50 亿元，创造利润 0.97 亿元。

    该技术体系与智能化装备在实际应用中成效显著。在全国 18 个铁路局集团公司以及朔黄等地方铁路广泛应用，还推广至北京等 20 多个城市地铁系统，并且走出国门，应用于巴基斯坦 ML-1 线、印尼亚雅万高铁等多个海外铁路项目。通过智能化检修，推动了铁路工务技术的发展和进步，大幅减轻了检修人员的劳动强度，提高了检修工作的精准度和效率，有效降低了铁路维护成本，为铁路交通的安全、高效运行提供了坚实保障,具有显著的社会经济效益和应用前景。