鋼軌探傷車在運行過程中如何規劃速度

鋼軌探傷車（簡稱探傷車）通過探輪在鋼軌頂面滾動對鋼軌內部傷損進行檢測，探輪內部充滿探輪液并安裝有超聲波換能器。在探輪與鋼軌之間需要噴灑耦合水，用以排出鋼軌表面微觀結構空間內的空氣。超聲波由超聲波換能器發出，經過探輪內部介質與浸潤在鋼軌表面的水介質后進入鋼軌，進入鋼軌中的超聲波能量越大，對鋼軌傷損內部傷損檢測能力越強。

列車在鐵路線路運行時會出現晃動現象，探傷車屬于列車的一種，在運行過程中也會產生晃動，導致探輪沿鋼軌頂面橫向方向晃動，將影響進入鋼軌的超聲波能量大小；探傷車傷損漏檢的一個重要原因就是探輪對中不良；我們研究自動對中系統解決了探輪對中嚴重不良的問題，但無法完全消除探輪對中偏差。鋼軌表面微觀結構中水越多、空氣就越少，因此使用噴水密度表征鋼軌表面微觀結構中水的浸潤程度。探輪對中偏差和噴水密度均會影響超聲波的衰減，中對探傷車檢測過程中的靈敏度設置進行了探討。在探傷車檢測中發現：檢測速度低，探輪對中偏差小噴水密度大，超聲波衰減小，有利于鋼軌傷損檢出，但檢測效率低；檢測速度高，探輪對中偏差變大，噴水密度變小，超聲波衰減大，不利于鋼軌傷損檢出，但是檢測效率高。因此，需要對檢測速度進行控制和規劃，以兼顧鋼軌傷損檢出效果和檢測效率。

鋼軌傷損是鋼軌中超聲波反射體的子類，超聲波反射體包括已知的處于監控狀態的傷損、螺孔裂紋、導線孔等，也包括鋼軌中可以反射超聲波的機械結構如軌底平面等。超聲波反射體的檢出效果可以用來評價傷損檢出效果，若所有超聲波反射體均被檢出，有利于鋼軌傷損的智能識別 和精準預警，則探傷車處于最佳檢測性能狀態，可以檢出鋼軌中的符合探傷車檢測能力的傷損。

我們研究超聲波反射體動態檢出效果模型的基礎上，研究了檢測速度、探輪對中偏差、噴水密度與反射體檢出效果間的關系，在平直試驗線上排除檢測速度對探輪對中的影響后，建立噴水密度與超聲波信號衰減間的關系模型。在某區間進行多次檢測，過程中記錄對中偏差與檢測速度，通過分析鋼軌中超聲波反射體的檢出情況，通過動態步長調節法對該區間下次檢測時的檢測速度進行規劃。

有縫線路上鋼軌探傷車檢測速度進行規劃，在超聲波反射體靜態檢出原理基礎上，通過分析探輪對中偏差和噴水密度２個因素對超聲波的衰減規律及檢測速度對這２個因素的影響關系，建立了超聲波反射體檢出效果模型。基于動態步長調節法，設計了超聲波反射體的檢測速度規劃方法，并通過對多次超聲波反射體速度規劃，并結合線路限速信息，得出反射體所在線路的下次檢測時探傷車的規劃速度。通過實際線路３次檢測對比，驗證了探傷車檢測速度規劃方法的有效性。