一、研究背景
　　钢轨是轨道交通重要的基础载体，其健康状况直接影响铁路运输和人民生命财产安全。钢轨状态易受温度变化、列车载荷压力、地质变化等因素影响,导致钢轨伤损、断裂等情况严重影响列车的运行安全，是工务部门最主要的基础设施监测对象之一。轨道电路是目前我国承载断轨检查功能的主要基础装备，但仍存在未安装轨道电路的多种场景，急需解决断轨检查的迫切需求。面向断轨检查市场的迫切需求，并积极支撑轨道交通系统装备数智化发展，通过开展新型钢轨断轨检查技术研究，攻克长大区间断轨检查关键难题，加速科技创新，占领技术制高点，引领行业技术发展，积极打造轨道交通央企原创技术策源地。
　　二、工作成效
　　本项目由北京全路通信信号研究设计院有限公司在2023年-2025年承担。创新性地采用超声导波的检测技术，基于声波传输理论，构建了超声导波在钢轨中长距离传输及衰减模型，突破了声波远传及无损检测关键技术，研制了区间断轨监测系统工程样机，完成示范线路试验验证。单套设备断轨检测距离 10.1 公里、断点定位误差≤10%、系统误报率＜1%，达到行业先进水平。发表高水平论文3篇，申请发明专利14项。项目研究成果可为进一步提高轨道交通基础设施智能运维水平提供原创性技术及装备支撑。
　　项目以声波传播理论为切入点，系统性分析了钢轨中声波振动模态的传播特性，深入研究其频散与衰减规律，通过仿真与实验验证了实际线路钢轨导波最小衰减频率及模态，构建区间断轨监测系统方案及架构。在导波传播理论基础上，开展了关键技术的研究，攻克了激励信号调制及增强技术声波微弱信号检测以及钢轨断点定位等关键技术，研制了高可靠、易工程化、少维护和具有技术经济性的区间钢轨断轨监测系统，并完成了现场示范验证。
　　相较于传统无轨道电路钢轨区段人工巡检方式，无需占用轨道资源，即可实现长大区间钢轨健康状态实时监测、及时预警， 可有效降低人工巡检成本和事故风险，保障了铁路运输安全，为工务智能运维提供全新解决方案。系统每公里工程综合造价相比于轨道电路降低80%以上，能够快速抢占半自动闭塞线路及地铁城轨线路区间断轨产品市场。区间断轨监测系统可实现区间钢轨健康状态实时监测，为运维人员的检修作业提供指导和依据，大幅提升铁路的运维技术水平及工务部门各项资源的利用效率，极大降低事故风险，保障铁路运行安全，推动我国铁路的数字化、智能化发展。
　　三、应用和成果转化情况
　　在商业化推广过程中，以地方重载铁路作为战略切入点，在典型线路上完成了系统性现场测试验证，优化系统性能，提升了系统整体稳定性及可靠性，并首次实现了系统产品商业转化。同时，已与北京局、呼和局、太原局开展沟通，研究推进系统在大铁重载线路上的试用工作，在完成工程应用示范并通过主管部门验收评审后，开始向大铁重载铁路推广。中期规划将逐步覆盖半自动闭塞铁路线路及地铁城轨线路，并尝试将设备纳入公司整体列车控制系统，作为基础设施健康状态监测的重要支撑，在普速铁路、高速铁路开展试用，远期目标将拓展至偏远地区及运维条件受限的特殊线路场景，实现全路网智能化监测的全面覆盖。

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