五型轨检车检测干扰及误判分析

顾演强 上海铁路局工务处

1 前言

对工务部门而言，轨检车具有全面，科学，稳定的特点。随着对轨检车的运用，确保轨检车检测数据的准确完整、减少干扰及误判，对工务部门而言是极其重要的。

2 五型轨检车的检测原理

五型轨检车安装的是LaserailTM3000断面和几何测量系统，它采用激光摄像和高速图像处理技术，运用了惯性基准原理、非接触式测量方法。Laserail3000包括两个主要部件：VME总线计算机系统和非接触测量组合。

VME总线计算机系统使用两处理器配置。第一个处理器（I/O处理器）主要是提供操作者界面、测量与标准的比较、数据登录和报告、文件管理相对于其他系统的界面、系统功能监视和出错检查及诊断功能；第二个处理器（GEOM处理器）主要是用于从传感器生成轨道几何数据并传输到第一个处理器。

非接触测量组合包括用于钢轨断面非接触测量的8个摄像机和4个激光器以及用于测量车辆横向和垂向加速度运动以及滚动和摇头旋转率的惯性包。

3 检测中的干扰分析

五型轨检车的检测系统根据安装位置的不同可分为车内和车底两大模块。根据五型轨检车的检测原理可知，车内部主要为数据分析及编辑系统，车底主要为数据的采集系统。

五型轨检车的车底系统主要为安装在检测梁中用于钢轨断面非接触测量的8个摄像机和4个激光器以及用于测量车辆横向和垂向加速度运动以及滚动和摇头旋转率的惯性包。由于车底设备长期暴露在外部，车辆长期运行中容易受到外部因素的损耗和干扰。

3.1 阳光干扰

遮光栏的橡胶毛刷裙边在轨检车运行过程中有时会出现断裂、脱落、破损等问题，一旦出现这种情况，阳光漫射会影响到摄像机采集钢轨断面图像，出现异常波形，如下图1所示。所以应经常查看遮光栏的橡胶毛刷裙边，发现断裂、脱落或破损应及时更换。

图1 阳光干扰

3.2 摄像机镜片受污染干扰

摄像机防护镜片在轨检车运行过程中经常会被弹起的污水、道砟等杂物弄脏，严重时甚至磨损或击碎。摄像机防护镜片是否清洁是最常出现影响检测准确性的因素之一。如图2所示，左边为镜片清洁时摄像头采集的钢轨断面，右边为镜片受污时摄像头采集的钢轨断面。可以明显的看到，通过受污的镜片采集到的钢轨断面图与实际钢轨断面有明显的误差，因此对检测数据的准确性影响较大。所以我们在每次检查前应对摄像机镜片进行查看及擦拭，保持镜片洁净。

图2 摄像机采集的钢轨横断面图

3.3 摄像机位置偏移干扰

在检测过程中，经常会遇到各种外界干扰影响检测的准确性。最常见的方法是通过查看摄像机产生的图像来判定引起干扰的原因。如果图像不完整或者太亮，使用Iris控制来调节图像。完整的图像应该是连续的、一致的、完整描绘出钢轨头部断面的图像。如图3左边图所示：

图3 摄像机采集的钢轨横断面图

但有时通过摄像机我们可以发现图3右边图像的现象。从图3可以明显的发现右边的摄像机钢轨图像明显高于左边，当轨检车经过超高较大的曲线时，摄像机会捕捉不到钢轨顶端的画面，从而会在WinDBCS上出现图4这种曲线断图的现象。当发现这种现象后，我们应对摄像机的角度做适当的调整，确保图像在中间位置。

图4 曲线断图

3.4 车底悬挂杂物干扰

轨检车在检测过程中，也会因为车底悬挂杂物而引起干扰，如图5所示：这种干扰是偶然性的，一旦出现只需等停车时将车底杂物清理干净就可。

图5 杂物干扰

4 检测中的误判分析

4.1 探感设备偏移引起的误判

上海局的轨检车WX999307曾经在检测过程中出现如图6这种现象：在检测过程中发现波形图在直线线路上会不间断出现整体上浮的现象，但通过摄像机图像并未发现任何问题。后进库检查检测梁发现左边探感设备有松动的现象。在轨检车运行时，车辆的振动引起了探感设备的偏移而引起如图6这种现象。

4.2 道岔有害空间引起的误判

五型轨检车在检测过程中，经常会在道岔区段出现三角坑、高低、水平、轨距等大值超限（见图7）。

当轨检车通过既有线60-9#、60-12#道岔时，由于道岔在结构设计上留下的有害空间，当轨检车通过道岔时，摄像头取点正好位于有害空间上时，就会产生不完整的钢轨断面图，从而产生三角坑、水平、高低、轨距等大值虚假超限。

图6 直线段整体上浮

图7 道岔有害空间干扰

4.3 外界干扰引起TQI和T值的误判

由于检测过程中的各种干扰，我们可以通过编辑来删除误判，但由于TQI和T值的计算方式，这两个值容易受到干扰因素的影响。TQI计算中由于取点是取的轨检车每米4个点的采集数据，在编辑工程中，我们通过编辑软件只能删除各项超限值，但并不能删除每米4个点的采集数据，也就是说即使我们将受到干扰公里的所有超限值都删除，但其仍被用于计算TQI和T值中。当某公里受到严重干扰时，我们可以将所有超限均删除，公里扣分可能为零分，但该公里的TQI和T值仍旧相当大，该公里也会被判为"优先公里"，可见外界干扰对TQI和T值有很大的影响。随着工务部门对五型轨检车的不断使用，各种影响检测准确行的干扰及误判正在慢慢出现。作为轨道检测人员，我们应不断总结分析，提高自身素质，从而确保每次检测的准确完整。