五型軌檢車檢測干擾及誤判分析

顧演強 上海鐵路局工務處

1 前言

對工務部門而言，軌檢車具有全面，科學，穩定的特點。隨著對軌檢車的運用，確保軌檢車檢測數據的準確完整、減少干擾及誤判，對工務部門而言是極其重要的。

2 五型軌檢車的檢測原理

五型軌檢車安裝的是LaserailTM3000斷面和幾何測量系統，它采用激光攝像和高速圖像處理技術，運用了慣性基準原理、非接觸式測量方法。Laserail3000包括兩個主要部件：VME總線計算機系統和非接觸測量組合。

VME總線計算機系統使用兩處理器配置。第一個處理器（I/O處理器）主要是提供操作者界面、測量與標準的比較、數據登錄和報告、文件管理相對于其他系統的界面、系統功能監視和出錯檢查及診斷功能；第二個處理器（GEOM處理器）主要是用于從傳感器生成軌道幾何數據并傳輸到第一個處理器。

非接觸測量組合包括用于鋼軌斷面非接觸測量的8個攝像機和4個激光器以及用于測量車輛橫向和垂向加速度運動以及滾動和搖頭旋轉率的慣性包。

3 檢測中的干擾分析

五型軌檢車的檢測系統根據安裝位置的不同可分為車內和車底兩大模塊。根據五型軌檢車的檢測原理可知，車內部主要為數據分析及編輯系統，車底主要為數據的采集系統。

五型軌檢車的車底系統主要為安裝在檢測梁中用于鋼軌斷面非接觸測量的8個攝像機和4個激光器以及用于測量車輛橫向和垂向加速度運動以及滾動和搖頭旋轉率的慣性包。由于車底設備長期暴露在外部，車輛長期運行中容易受到外部因素的損耗和干擾。

3.1 陽光干擾

遮光欄的橡膠毛刷裙邊在軌檢車運行過程中有時會出現斷裂、脫落、破損等問題，一旦出現這種情況，陽光漫射會影響到攝像機采集鋼軌斷面圖像，出現異常波形，如下圖1所示。所以應經常查看遮光欄的橡膠毛刷裙邊，發現斷裂、脫落或破損應及時更換。

圖1 陽光干擾

3.2 攝像機鏡片受污染干擾

攝像機防護鏡片在軌檢車運行過程中經常會被彈起的污水、道砟等雜物弄臟，嚴重時甚至磨損或擊碎。攝像機防護鏡片是否清潔是最常出現影響檢測準確性的因素之一。如圖2所示，左邊為鏡片清潔時攝像頭采集的鋼軌斷面，右邊為鏡片受污時攝像頭采集的鋼軌斷面。可以明顯的看到，通過受污的鏡片采集到的鋼軌斷面圖與實際鋼軌斷面有明顯的誤差，因此對檢測數據的準確性影響較大。所以我們在每次檢查前應對攝像機鏡片進行查看及擦拭，保持鏡片潔凈。

圖2 攝像機采集的鋼軌橫斷面圖

3.3 攝像機位置偏移干擾

在檢測過程中，經常會遇到各種外界干擾影響檢測的準確性。最常見的方法是通過查看攝像機產生的圖像來判定引起干擾的原因。如果圖像不完整或者太亮，使用Iris控制來調節圖像。完整的圖像應該是連續的、一致的、完整描繪出鋼軌頭部斷面的圖像。如圖3左邊圖所示：

圖3 攝像機采集的鋼軌橫斷面圖

但有時通過攝像機我們可以發現圖3右邊圖像的現象。從圖3可以明顯的發現右邊的攝像機鋼軌圖像明顯高于左邊，當軌檢車經過超高較大的曲線時，攝像機會捕捉不到鋼軌頂端的畫面，從而會在WinDBCS上出現圖4這種曲線斷圖的現象。當發現這種現象后，我們應對攝像機的角度做適當的調整，確保圖像在中間位置。

圖4 曲線斷圖

3.4 車底懸掛雜物干擾

軌檢車在檢測過程中，也會因為車底懸掛雜物而引起干擾，如圖5所示：這種干擾是偶然性的，一旦出現只需等停車時將車底雜物清理干凈就可。

圖5 雜物干擾

4 檢測中的誤判分析

4.1 探感設備偏移引起的誤判

上海局的軌檢車WX999307曾經在檢測過程中出現如圖6這種現象：在檢測過程中發現波形圖在直線線路上會不間斷出現整體上浮的現象，但通過攝像機圖像并未發現任何問題。后進庫檢查檢測梁發現左邊探感設備有松動的現象。在軌檢車運行時，車輛的振動引起了探感設備的偏移而引起如圖6這種現象。

4.2 道岔有害空間引起的誤判

五型軌檢車在檢測過程中，經常會在道岔區段出現三角坑、高低、水平、軌距等大值超限（見圖7）。

當軌檢車通過既有線60-9#、60-12#道岔時，由于道岔在結構設計上留下的有害空間，當軌檢車通過道岔時，攝像頭取點正好位于有害空間上時，就會產生不完整的鋼軌斷面圖，從而產生三角坑、水平、高低、軌距等大值虛假超限。

圖6 直線段整體上浮

圖7 道岔有害空間干擾

4.3 外界干擾引起TQI和T值的誤判

由于檢測過程中的各種干擾，我們可以通過編輯來刪除誤判，但由于TQI和T值的計算方式，這兩個值容易受到干擾因素的影響。TQI計算中由于取點是取的軌檢車每米4個點的采集數據，在編輯工程中，我們通過編輯軟件只能刪除各項超限值，但并不能刪除每米4個點的采集數據，也就是說即使我們將受到干擾公里的所有超限值都刪除，但其仍被用于計算TQI和T值中。當某公里受到嚴重干擾時，我們可以將所有超限均刪除，公里扣分可能為零分，但該公里的TQI和T值仍舊相當大，該公里也會被判為"優先公里"，可見外界干擾對TQI和T值有很大的影響。隨著工務部門對五型軌檢車的不斷使用，各種影響檢測準確行的干擾及誤判正在慢慢出現。作為軌道檢測人員，我們應不斷總結分析，提高自身素質，從而確保每次檢測的準確完整。