快速智能化高铁检测系统研发及其市场化

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一、项目摘要随着高铁的迅速发展,这也给我们带来了轨道安全这个问题。传统的测量方法不仅费时费力,而且精确度也得不到充分保证。因此,迫切需要一种高精度、高效率的动态检测系统来完成高铁轨道的检测,以保障高速铁路的安全。基于此,我们进行了快速智能化高铁检测系统研发及其市场化项目,主要进行的研究是对高铁轨道进行检测的智能化高铁检测系统(高铁检测车),而该产品已经开发完毕,正准备进行市场推广工作。该产品已经先后开发了 2代,多次进行了技术完善和实地测试,目前两项产品都已研究完成。高铁检测车是一款自动力的小型精密轨道检测车,采用惯性、光学、图像、里程精测等多种高科技技术实现轨道水平、轨距、中线坐标的精确测量。其功能是在轨道上采集数据,利用图像处理系统生成三维地理模型高速铁路轨距变化情况、铁路实际线型、平整度等关键技术指标进行检测,依据检测数据自动给出检测报告,为铁路养护、修理、建设提供科学依据。高铁检测车技术含量很高,具有效率高、安全性好、适应性强、功率消耗低等优点,为操作者在检测高铁铁轨每一组成部分时提供安全保障,还可用于环境险恶不适合人工检测的场合。其前景广阔,市场容量大,产业化实施的条件具备,将产生显著的经济效益和社会效益,商业价值明显。二、项目意义与技术需求分析随着经济和社会的高速发展,交通网络日渐发达。高速铁路作为交通网络的重要组成部分,也取得了异常迅猛的发展, 这就对列车安全、平稳的运行提出了更高的要求,同时列车的全面提速以及客流量的大幅增加、线路负荷不断加重对轨道的破坏程度加大,安全问题也日益突出,在列车长时间的运行和自然条件的作用下,轨道参数不可避免的发生变形以及轨道受损导致存在安全隐患。为了保证列车的行驶安全,应加强对轨道的检测,及时掌握轨道状态,正确指导轨道的养护维修,确保轨道保持优良状态已经成为铁路养护维修中一项重要的基础工作。这些工作包括对轨道的轨距、水平、高低、轨向和三角坑的测量及矫正等,保证轨道参数在规定范围内。 现阶段,高速铁路检测技术还不够发达,传统的静态检测方法已不能满足现代快速铁路养护维修的标准要求。因此,迫切需要一种高精度、高效率的动态检测系统来完成高铁轨道的检测,以保障高速铁路的安全。静态检测是传统人工使用仪器进行测量,由于传统检测方法劳动强度大、效

率低、可靠性差和检查数据的精度低等问题,已经不能满足现代快速铁路养护维修的标准要求,促使铁路在建设时的安全检测和养护工作方面进行技术创新,以符合铁路高速发展的要求以及列车线路安全维护的现代化;动态检测是在高铁检测车上安装测量仪器,高铁检测车在轨道上运行时进行实时测量,显然动态检测更贴合实际,它能够检测出轨道的状态参数,这对轨道检测有着重要意义。随着铁路运输的发展,为了解决传统检测方法所带来的弊端以及提高检测效率,动态检测显得尤为重要,而基于计算机的全自动检测方式发展迅速,随着近年来机器视觉的发展和成熟,越来越多的基于数字图像处理的检测方法被应用于实际场景中,通过对数字图像的分析处理来实现对轨道的检测已经成为了一个意义重大而又极具挑战的一项任务。三、主要研究内容、技术路线及创新点主要研究内容该项目研究的是高铁检测车,高铁检测车是一款自动力的小型精密轨道检测车,采用惯性、光学、图像、里程精测等多种高科技技术实现轨道水平、轨距、中线坐标的精确测量,适用于高铁线路施工建设、运营维护。高铁检测车是一种可以为高铁检测人员提供作业平台、设备,用于流动检查及维护的专业车辆,具有灵活、快速、高效的特点——通过自身动力或轨道车牵引,能快速到达作业地点,有效利用天窗点;作业过程中不影响临线交通,且能不收回作业设备在工作点之间低速行进,工作效率高。在此款检测车上,我们采用的主要部件有:高精度惯性测量组件高精度定位和里程测量组件(包括高精度光电编码器,高精度 GPS);高精度距离位移传感器;高精度 CPⅢ捕获组件(包括高精度线阵相机,超低噪声激光照明器);高效率工业控制计算机。目标市场主要是高铁线路施工建设和高铁轨道检测行业。我们已经拥有了新疆哈密工务段,甘肃柳园工务段天龙实业有限责任公司等客户。该产品与人工检测比较,检测车检测不仅省时省力,而且还极大地节约成本。该产品的预计成本在 100万左右,市场预售价在 400万左右,与进口检测车相比,具有明显的价格优势。预计投入 250— 350万元用于开发与研究, 2年时间出产品。投产后,预计第一年销售额在 1000万 元 左 右, 以 后 每年以 50%的 速 度增长 , 给投 资者 每年 至 少带 来30%~40%的纯利润。