增加对轨道监测的投资

保持轨道的最佳状态可以在改善乘坐和减少维护费用方面带来红利。现代监控设备使工程师能够计划预测性维护。

欧洲铁路正在加大对轨道测试和监控的投入。传统上，轨道维护是被动的:在这种情况下，轨道在质量开始下滑后被夯实并恢复到良好状态。其目标是进入一个主动的位置，工程师通过持续的测试密切了解赛道状况，并能够在开始滑倒之前保持质量。

这种方法是在日本首创的，著名的“黄色博士”检查列车每晚都在新干线高速线上运行，评估基础设施状况。日本人感到自豪的是，在新干线运营的40年里，没有乘客在新干线网络上丧生，而持续良好的轨道质量在这一令人羡慕的记录中发挥了作用。

在欧洲，人们普遍认为英国在轨道监测方面处于领先地位。2000年10月，在伦敦国王十字车站(King’s Cross)外的东海岸干线哈特菲尔德(Hatfield)发生的事故，促使人们对轨道监控设备进行了巨额投资:当铁轨在一列高速列车下解体时，四人丧生。事故原因调查期间，整个铁路网络实施了紧急限速。随之而来的混乱是私有化的基础设施公司Railtrack财务崩溃的主要因素，并被非营利公司Network Rail所取代。

滚动接触疲劳和轨距角裂纹是导致事故的原因，其中轨头的一个小裂纹被允许传播到钢轨腹板，导致钢轨断裂。显然，如果要避免另一个哈特菲尔德事件，铁路网需要知道裂缝在哪里形成，并将问题扼杀在萌芽状态。

因此，英国在评估铁路状况的设备上进行了大量投资。三辆装有美国斯佩里公司超声波检测设备的火车在全国各地运行。还有一种装有这种设备的公路铁路车:这是为那些有很长一段单轨的线路使用的，比如苏格兰农村地区的线路。使用车辆的橡胶轮胎，道路可以用于进入测试轨道，从而最大限度地减少对收入交通的干扰。这些轨道车辆还配备了Sperry“手杖”，这是由轨道团队携带的手持测试设备，特别适用于转换和交叉工作。

为了更好地了解铁路状况，铁路网已经启动了全面的铁路研磨计划。在哈特菲尔德之前，很少进行磨削，其主要目的是去除轨道头部的波纹，以提供更平稳的乘坐。在哈特菲尔德事件之后，为了消除轨距角的裂纹，大量资金被花在了钢轨磨床上，通过磨掉钢轨顶部，并在裂纹有机会蔓延到钢网之前消除裂纹。从美国Loram公司购买了3台64英石的C21磨床用于磨主线，而同样来自美国的Harsco公司则签约提供5台轨道磨床用于开关和十字路口。

哈特菲尔德事故发生在一个弯道上。使用Network Rail的磨削制度，通过磨削高轨来消除曲线上的裂纹，以获得钢轨头部的接触贴片，从而缓解轨距角。在弯道和直线路段的低轨上，c21磨擦着以保持新轨的轮廓。

经验法则是，每1500万吨的交通流量就在弯道上磨一次轨道;而在直道上，每3000万吨交通流量就有一次。以英国最繁忙的路线为例，从伦敦尤斯顿出发的西海岸主线，服务于中部地区，英格兰北部和苏格兰，在快速线路上，轨道每年大约运载4000万吨，所以磨床每年会转动几次。Loram c21可以在直道上以15-20公里/小时的速度行驶，在弯道上以10-13公里/小时的速度行驶，因此可以在预定的路线上作为慢速列车运行。在四条轨道的路线上，不需要为磨床预定工程所有权:服务列车可以简单地绕着磨床改道。在双轨线路上，为了避免耽误服务列车，打磨工作通常在列车稀少的夜间进行。

英国的密集研磨制度已被证明对经济有积极影响。由于轨道上的波纹或不适当的应力往往会缩短轨枕和压舱物的寿命，因此轨道形成的资产寿命延长。

新测量列车

虽然超声波检测对于评估轨道状况很有用，但如果基础设施要保持在最佳状态，则需要轨道几何形状、架空电线状况等其他信息。出于这个原因，铁路网投资了一列相当于日本黄博士列车的火车。英国新型测量列车(NMT)是由多余的柴油高速列车组成的，这意味着它可以在主线上以高达200公里/小时的速度行驶。

NMT配备了最先进的基础设施检查和测量设备，法国国防设备制造商Cybernetix提供了一些船上的高科技设备。它的最高时速为125英里，这意味着它可以覆盖很多地方，而且它每周都会访问英国的每条主要线路。这列火车生成了大量的数据，并且NMT由Derby强大的数据处理设施补充，可以将原始数据转换为维护团队可用的数据。

英国高铁的NMT是由翻新的30年旧车辆组成的，而奥地利的Plasser & Theurer公司则为伦敦南部的通勤线路建造了一辆全新的测量列车。这些生产线中的许多都有一个限制的负载压力表，不能容纳NMT，这在Plasser机器的建造中已经考虑到了。这条铁路将由基础设施公司Carillion与荷兰的Eurailscout联合运营。

使用服务列车进行测量

利用客运列车的正常客户服务来评估基础设施的状况是另一个先进领域。可能会有容纳多少设备的空间限制，但服务列车的最大优势是它的旅行频率，这意味着资产状况可以被密切监控。由美国ImageMap公司提供的无人几何测量系统(UGMS)已安装在从伦敦马里波恩(London Marylebone)开往奇尔特恩(Chiltern)线的列车上。在干旱时期，当土壤变干并有在轨道下移动的趋势时，这些在监测土方工程移动方面非常有用。

法国320km/h的测量

在英国看到的许多发展正在欧洲其他地方复制。例如，ImageMap UGMS设备已安装在法国的TGV高速列车上。今年早些时候，法国国家铁路公司(SNCF)投入3000万欧元推出了新的专用基础设施监控列车“IRIS 320”。这列火车之所以如此命名，是因为它将以高达320公里/小时的速度监控轨道。

该列车由法国国家铁路公司工程部设计，能自动监测轨道状况，并记录来自其他系统的运行信息，包括信号。IRIS 320轨道几何记录系统的主要交钥匙承包商是AEA技术铁路公司，前英国铁路研究实验室的所有者。(AEA Technology plc最近有条件地同意将其铁路业务及其他非核心业务出售给独立投资公司Vision Capital Ltd。)

轨道几何测量合同包括提供测量采集设备、安装和设计工程、安全和项目管理以及数据管理和集成服务。该系统由ImageMap的Laserail 4000和AEAT的Tracksys软件组成。Tracksys记录所有与轨道几何有关的测量数据，这些数据存储在一个集成的数据库中，以供以后评估。该系统还具有实时评估数据的能力，并在运行过程中提醒系统操作员和维护工程师任何紧急维护需求。因此，潜在的危险不一致性可以安全及时地解决，并将对铁路运营的干扰降至最低。

波兰几何车

Gliwice的Graw公司为PKP(波兰铁路)提供了一种几何汽车轨道测量系统。该系统由两个主要模块组成:汽车实时测量模块和固定数据存储模块。测量模块被设计成在沿轨道行驶时以在线(实时)模式工作，在校准、模拟和重放之前测量中获得的存储结果时以离线模式工作。在QNX平台上开发了用户友好的菜单控制测量模块软件。几何车的计算机系统可以测量两个方向的轨道，速度可达120公里/小时。

实测参数包括:轨道的垂直不平度、扭曲度、轨距、斜度和水平不平度。汽车测量系统将其计算机系统与车辆传感器连接，并使用里程表脉冲计算行驶距离。它利用汽车传感器的读数计算主要几何参数，并分析缺陷，生成统计数据。

跟踪数据

如果要将这些信息转化为适当的工作计划，就必须掌握轨道测量系统产生的数据。一些专有系统承担了这项任务，其中一个例子是美国Zeta技术协会生产的道路信息系统维护(MOWIS)。MOWIS设计用于负责日常和短期维护的维护主管，以及负责规划年度和长期维护的系统经理。

多伦多交通系统是使用MOWIS的运营商之一。在该城市，MOWIS的系统地图模块提供了整个交通系统的图形显示，并可选择显示轨道部件故障和/或轨道缺陷。系统地图还提供对数据库中的航迹图数据的访问。用户可以通过单击所需的站点或段来显示其他级别的数据。

轨道图模块可以显示交通系统任何部分的“实时”轨道图。轨道图显示一系列数据，描述轨道、轨道固定、曲线、坡度等。MOWIS旨在提供关于当前轨道缺陷和/或“异常”的准确和易于定义的数据。这些缺陷以图形的形式呈现，用颜色表示多达六个缺陷级别，从“严重”(红色)缺陷到“日常管理”项目(蓝色)。这些缺陷是基于跟踪检查(检查员)输入的，这可以通过纸质报告或手持数据输入单元(具有直接下载功能)来完成。

基于每个轨道部件的维护和维修历史，MOWIS提供了未来部件故障的预测，用于规划轨道维护、预算资本和维护需求以及采购和库存维护。MOWIS还提供基于轨道缺陷、交通密度、轨道类型和其他参数的轨道寿命预测。铁路寿命预测同样可以用于铁路更换预算和相关的资本规划。

激光

在芬兰，激光束被用来提高夯实的效果。该系统由铁路基础设施公司VR Track和当地工程公司Noptel Oy联合开发，可以高精度地测量铁路轨道的二维位置。这有助于车辆的轨道强化机构快速精确地调整轨道到参考位置。

在此应用中，激光以低速使用，但当与测量教练一起使用时，同一设备使用非常高的测量速度(超过500次/秒)来生成曲线的轮廓数据。

英国激光铁路公司也使用激光来测量轨道。西海岸干线上大曼彻斯特的钱德尔休姆站就是一个很好的例子。这里的车站位于狭窄路堤上的一个狭窄弯道上。最近引进的Pendolino倾斜列车的站台间隙很紧，轨道镇流器也被粘上了。因此，在舰队运行的早期阶段，有必要监测与温度有关的轨道可能的运动。这样做的原因是为了确保保证间隙的控制过程能够发挥作用。Network Rail与Laser Rail签订合同，提供专用的监测系统，可以定期进行测量，而无需每次都进入轨道。

激光轨道项目团队开发了一个测量传感器系统和一个计算机数据记录器，它可以记录12个位置的轨道位置，以及两条轨道上的轨道温度。这些都是定期采样，并记录下来。整个系统在不到四周的时间内完成了设计、批准、建造、测试、安装和调试。该设备使用电池供电，由最小的轨道安装设备组成，并连接到轨道旁的机柜，该设备被设计成一个坚固的系统，在铁路提供的恶劣环境中运行。

Laser Rail表示:“轨道稳定性是最大限度地利用载重仪的关键因素。”“通过对轨道稳定性的全面了解，可以使用现实的公差，而不是通常使用的保守假设。”