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高速轨道数字化测量的中国奇迹

行业聚焦点中国仪表网2010年12月27日 09:07人气:4413

  高速铁路运营总里程7531公里,在建高速铁路规模1万公里以上。其中,被誉为“世界第一高铁”的京沪高铁采用国产“和谐号”动车组跑出了486.1公里的时速。
  
  令人眩晕的风驰电掣离不开精准的轨道数字化测量,控制精度达到1毫米以下的轨道才能可靠保证列车运行的舒适与安全。令人自豪的是,掌握这一领域世界前沿检测技术与设备制造的是一群江西人。
  
  勇挑重担——轨道状态数字化检测全面打破国外技术封锁
  
  2002年,我国决定修建秦皇岛至沈阳的客运专线,这是我国首次提出客货分离,开辟快捷客运线路的理念,成为我国高速铁路的发端。
  
  当时我国铁路的运行时速在160公里以下,轨道测量的主要手段是眼看手量,依靠道尺和人工拉弦等简陋工具来作业,检查精度低、检查项目少、工作效率低、费工费时且信息交流困难。
  
  要建高速铁路必须有高质量的轨道,其中检测是基础。检测,这一道坎必须靠中国人自己迈过去!
  
  铁道部有关方面找到江西日月明公司的老总陶捷。身为南昌大学机电学院教授的陶捷坐不住了。他心想,不管什么高精尖的设备,中国人有智慧一定能设计出来。他找到南昌大学机电学院的熊瑞文、朱洪涛等好友,大家一合计,“干!”
  
  2003年,以日月明公司为主体,以南昌大学为科研合作单位所研发的国内第一台轨道检查仪通过铁道部和江西省联合组织的专业技术鉴定,鉴定结论为国内首创、国际先进。
  
  这台仪器,坐在火车上,水杯里的水会不会晃出来随时都能告诉你。这就是江西人的创造。从此,轨道是否平顺,铁路的建设者和管理者可以心中有数,铁路出行的安全性、舒适性有了科学的保障手段。
  
  随着我国既有线大提速战略的实施,陶捷和朱洪涛等人又开始了第二代轨道检查仪的研究。2005年,中国铁路形成了轨道相对不平顺检测仪器、标准、管理与应用等完整体系。
  
  2006年开始,中国引进德国技术修高铁。2007年,作为铁道部“无砟轨道施工成套关键设备技术再创新”的主要内容,陶捷、朱洪涛为首的团队又研发了我国第一台轨道测量仪。他们推出的EGS-1123轨道绝对测量系统集绝对测量与相对测量功能于一体,技术上领先于国外的GEDO、Amberg等绝对测量系统,关键项目的精度也高于国外产品,如EGS系统的轨距、水平极差控制在0.3毫米,而国外产品均为0.5毫米。
  
  日月明公司的轨道测量仪推向市场后,进口产品的卖价迅速从180万元跌到100万元左右,价格回归理性。
  
  由于江西制造的仪器精度优于国外产品,被正在建设的京沪高铁采用,并承担了冲击世界高速铁路试运营最高速(达486.1公里/小时)的线路区间轨道的主要测量任务,目前,该仪器在全国广泛应用。
  
  勇闯新路——“江西创造”领跑世界轨道数字化测量
  
  随着我国高速铁路的迅猛发展,轨道几何状态检测的精确化、自动化与数字化需求日益迫切,由此带动国内生产企业日渐增多,国外产品也纷至沓来。
  
  针对国内轨道检测的标准模式:工务检查一般采用轨道检查仪测量相对平顺性,而高速铁路建设施工采用轨道测量仪测量绝对坐标。
  
  以陶捷、朱洪涛为主的研究团队发现,由于我国的高速铁路建设量大面广,进入施工后期的轨道精调阶段,轨道测量仪测量的低效率成为制约工程总进度的瓶颈;另一方面,我国拥有全世界运营里程最多的提速线路和高速线路,这些线路的运营管理正在从仅仅控制相对平顺性,走向既有线的三维坐标精测,如何在线路开通状态下控制轨道坐标?
  
  通过大量的走访、论证与试验,这一团队提出了一套“相对+绝对”测量的复合测量模式,即以相对不平顺检查为基础,快速普查轨道的不平顺状态,查找并确定线路病害处所,在此基础上采用绝对坐标测量的方法,精确测量线路坐标及其与设计值的偏差,指导轨道精确调整。
  
  这种检测方法的创新为轨道检测开辟了一条新路,在京沪高铁轨道精确定位和测量中被全面采用,在国内推广,并在国外引起广泛关注。
  
  一批具有自主知识产权的原始创新不断涌现。江西日月明公司拥有“既有线三维约束测量方法”等发明专利3项,“快速拆装部件间电气无缆连接装置”等实用新型专利5项,“轨道几何状态检查数据分析处理系统软件”等软件著作权1项。
  
  轨道数字化测量全面提升了我国铁路轨道测量技术的整体水平,构建了我国铁路轨道静态测量的现代化、数字化的技术基础和平台,形成了我国铁路轨道静态测量的新的技术标准,促进了铁道部工务系统的体制改革即铁路轨道检、养、修的分离,完成了我国高速铁路施工成套设备技术再创新中最关键的测量技术装备的创新,满足了我国铁路在现代化、高速化过程中对轨道测量的根本需求。
  
  从秦沈客运专线到京沪高速铁路,“江西创造”伴随着高铁建设的发展而进步;从国内首台轨道检查仪到国内首台轨道测量仪,“江西创造”为中国自主知识产权的高铁技术体系增光添彩。
(本文来源:大江网-江西日报 转载请注明出处
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