[发明专利]一种远程控制钢轨激光强化车及其远程控制方法

说明书

本发明公开了一种远程控制钢轨激光强化车，其中：包括平板车、第一集装车体、第二集装车体，三者相互独立；钢轨激光强化车受远程控制系统控制；远程控制系统的硬件包括远程指挥调度平台、远程5G基站、车载5G基站、车载控制平台。本发明通过5G网络与远程指挥调度平台进行无线通信，可将大量的现场图像、速度、位置、钢轨状态数据实时传输给远程指挥调度平台进行分析处理，用于控制决策指令下达的数据依据，保障远程控制的可靠性；可基于北斗/GPS进行双模式长距离定位，利用强化车自身的位置传感器实现地下环境中短距离的准确定位，保障激光强化作业区域的准确性；通过本发明可实现钢轨状态检测、恒低速走行、激光强化作业等全过程的远程精确控制。

技术领域

本发明属于钢轨激光强化领域，具体涉及一种远程控制钢轨激光强化车及其远程控制方法。

背景技术

我国高铁、城际、市域铁路以及城市轨道交通快速发展，运营里程以达到巨大的规模，在铁路提速的背景下，列车直接的承载基础设施——钢轨，担负着巨大的运营压力，由于轮轨作用，钢轨在服役期间会产生严重的磨损，明显缩减钢轨的使用寿命，每年都要因此进行大量钢轨的更换，造成巨大的经济损失，因此提高钢轨使用寿命对我国铁路及城市轨道交通的运营养护维修具有巨大的意义。

目前，增加钢轨耐磨性，提高钢轨表面硬度，延长钢轨使用寿命的方式主要有两种：第一种，在钢轨生产过程中，进行淬火工艺处理；第二种，在钢轨使用中出现磨损时，通过打磨设备对钢轨缺陷部位进行修型打磨。第一种方式是从钢轨的原始性能方面对其耐磨性进行加强，采用中频加热+喷风/雾冷冷却的方法进行淬火，但也会存在风、雾冷却不均匀导致钢轨表面硬度不均匀的情况，易产生轨面剥落、擦伤等失效，影响钢轨的使用寿命。第二种方式是从钢轨的服役状态方面对磨损进行修复，使用小型设备或大型养路机械借助砂轮对钢轨进行打磨修型，减小磨损对钢轨寿命的影响，但打磨修型只是修复钢轨轮廓，减小磨损对列车运行平稳性造成的不良影响，无法从根本上提高钢轨的耐磨性能，无法对既有的钢轨进行强化，延长钢轨使用寿命的效果有限。

高铁、城际、市域铁路维修作业时间一般在夜间，且一处维修机构需要负责多条线路的维修工作，任务量大，人员紧张，对工作人员的技术水品要求高，钢轨打磨过程中产生大量的灰尘对人体伤害大，钢轨强化作业过程精细，操作人员难以长时间高质高效的工作。

鉴于此，急需研发一种全新的远程控制的钢轨强化设备及方法，以保障钢轨及时维修，增加钢轨耐磨性，提高钢轨表面硬度，延长钢轨使用寿命，减小人工作业时间。

上述第一种钢轨延长使用寿命的方法，目前技术已经成熟，工序完备，并且已在钢轨生产中得到广泛应用，虽然有缺点，但其优点也很明显，在线下钢轨生产中占据重要位置。而目前在线上，除上述打磨修型设备及方法外，还没有成熟的、直接可以在线上进行现场作业的钢轨强化设备或方法。现有专利ZL 02100096.4公开了一种“铁路轨道激光维修车”，包括牵引机控制车和激光加工车，多辆激光维修车可组成激光维修列车，该维修列车有人驾驶，车辆速度的人为控制精度较低，对驾驶人员的技术水平要求高，而且铁路轨道车采用的是柴油电机，其运行速度不稳定，并且会产生巨大的振动，不利于激光强化作业的精度，无法调整激光头以对准轨头，无法保障强化的准确度。

目前，在使用激光直接对钢轨进行加热淬火方面的研究较少，在该方面相关的设备研发也较少。现有专利ZL 201010114198.8公开了“一种钢轨表面在线处理的移动式激光加工装置”，用于钢轨表面的激光强韧化处理及修复，具体包括：双工位激光移动式激光加工装置、两套激光加工头、两套激光束运动执行机构、控制系统和导光系统，该装置能源供应不足，续航能力弱，无法长时间作业，并且需要人员现场操作，无法实现远程控制。

发明内容