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成果名称: 基于惯性精密测量的高铁轨道快速动态检测系统

成果登记号: 9612019Y0548

第一完成单位: 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所

联 系 人: 牛丽阳

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新技术

技术领域: 现代交通

应用行业: 交通运输、仓储和邮政业

成果简介:

    1. 任务来源(项目背景、定位) 

     基于惯性精密测量技术的铁路快速智能检测车来源于2010年中航集团创新基金项目(编号:2010F61825) 、2015年-2016年乌鲁木齐铁路科研计课题项目《兰新客专轨道快速检测技术研究》、2017年山西省自动化所《轨道行走检测平台仪器设备及传感器》合同以及2018年航工工业航宇公司《火箭橇滑轨快速自动检测系统》合同。按照任务项目要求,完成新一代基于惯性精密测量技术的铁路快速检测车技术研究、研制和产品输出。该产品项目研制的方向属于航空技术领域向民用铁路检测技术领域的延伸和应用,检测车可以面向于高速铁路轨道检测应用、既有线路轨网检测应用、地铁轨网检测应用等。项目涉及到惯性技术、图像处理技术、惯性卫星组合技术、结构分析技术、大数据分析技术、里程定位技术等专业领域。铁路快速检测车是面向铁路轨道和接触网的快速检测的应用,其利用惯性技术和图像技术等实现铁路轨网的快速检测,是铁路智能化建设和养护技术发展的重要需求之一,是铁路检测尤其是高铁轨道检测的关键技术。本项目研制的铁路快速轨检测车,实现了产品在铁路轨道检测正式应用,其技术指标满足各类铁路轨道检测的要求,达到了项目来源的任务需求。

    基于惯性精密测量技术的铁路快速智能检测车是一种新型全自动轨道检测小车,已形成了GLJ-1检测模块、GLJ-2自动化精调轨道检测车以及GLJ-3手推式快速检测小车,具备巨大的优势:具备全天候的工作、高效的检测效率、强大自动化实时数据处理功能、多环境适应性能力以及自行走自主巡航检测等独特功能;它将自控所自有的惯性技术与图像处理技术进行有机的融合、应用,实现了轨道检测技术的飞跃;它填补了国内外在高铁轨道检测等领域小型化动态检测设备的空白,为高铁、既有线等铁路建设和运营维护检测带来了全新变革。

2. 研究目的、意义 

基于惯性精密测量技术的铁路快速智能检测车研究内容属于轨道检测领域的关键技术,直接影响到轨道运行的安全。本项目列入2010年中航集团创新基金研制计划以及2015年乌鲁木齐铁路科研计划中,采用惯性与图像测量为基础的测量技术在国内外研究方向有报道,但实际应用基本没有。自控所是我国航空惯性技术的研发中心,具备很强的技术实力和生产配套能力。为响应国家军民技术融合的号召,从2010年开始,所里成立了专项研制项目团队,先后走访了乌局、郑州局等路局和中铁一局、七局等建设单位,了解轨道检测的市场需求和现状,现有惯性技术和图像技术很符合发展轨道检测技术的创新方向,自主、创新新开展了轨道检测、接触网检测技术的研究,该技术研究中包括精密惯性测量技术、毫米级图像测量技术、毫米级里程定位技术、轨道大数据算法和分析技术、人工智能等关键技术,形成了系列化的铁路快速轨道检测车的产品, 本项目中多项技术属于国内首创应用,也是首家将惯性和图像进行了综合,实现了轨道的几何参数的快速检测:利用惯性技术组合实现了轨道内部几何参数的测量,利用双目交汇图像测量技术实现了CPIII绝对坐标的捕获以及接触网几何参数的测量等,该技术的研制成功使高速铁路轨道检测由静态检测转变为动态检测,可将高速铁路检测效率由目前700m/天提高至15km/h及以上,实现了轨道检测划时代的跨越。

自控所铁路快速轨道检测车的研制突破了国外安博格等小车技术垄断,真正实现了相对+绝对测量一体化测量的国产化技术,对铁路智能化检测起到很好的引领作用,在2015-2018年各路局应用中得到了铁总以及路局相关部门的高度关注,其意义重大,对我国快速发展的高铁建设和养护,以及12万公里的既有线智能养护将有很好的推动作用,提升维护手段。