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我們的公路和天橋已經(jīng)擠滿了車輛，因此需要轉(zhuǎn)向另一種交通解決方案：鐵路。這種轉(zhuǎn)變?cè)谕苿?dòng)鐵路行業(yè)改善基礎(chǔ)設(shè)施和維護(hù)流程方面發(fā)揮了重要作用。因此，大約25%到35%的列車運(yùn)營(yíng)費(fèi)用用于軌道維護(hù)需求。所需要的是具有成本效益的鐵路解決方案。
對(duì)于優(yōu)化鐵路行業(yè)工作的解決方案的需求變得越來(lái)越重要。這些解決方案將有助于在開(kāi)發(fā)的早期階段發(fā)現(xiàn)缺陷，使作業(yè)人員能夠在損壞變得嚴(yán)重之前進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)車輛計(jì)劃進(jìn)行維修或大修時(shí)，了解損壞和嚴(yán)重程度是有益的，可以減少操作問(wèn)題，優(yōu)化車隊(duì)的可用性，并減少總體損失和中斷費(fèi)用。
機(jī)械傳感器
實(shí)現(xiàn)的解決方案之一是機(jī)械傳感器。這些傳感器用于測(cè)量軌道幾何參數(shù)。1953年超聲換能器被引入鐵路檢測(cè)之前，電磁技術(shù)一直是高速鐵路網(wǎng)中檢測(cè)鐵路內(nèi)部缺陷的主要工具之一。從那時(shí)起，各種檢查方法被用于監(jiān)測(cè)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的健康狀況或作為預(yù)防鐵路故障的措施。
軌道軸承和車輪是列車的重要組成部分；任何缺陷都可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。軌道車軸軸承的過(guò)早故障會(huì)導(dǎo)致列車運(yùn)營(yíng)成本顯著增加，并可能影響列車安全。健康的軸承會(huì)產(chǎn)生一定程度的振動(dòng)和噪音，但有缺陷的軸承會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的振動(dòng)和噪音水平。同樣，鐵路貨車上的車輪缺陷已被確定為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)車車輛損壞的重要來(lái)源。它們還會(huì)導(dǎo)致噪音和振動(dòng)排放，而減輕這些噪音和振動(dòng)的成本很高。
鐵路車輛車輪缺陷直接影響鐵路基礎(chǔ)設(shè)施磨損和損壞的增加。因此，這會(huì)增加維護(hù)和維修的額外成本，從而縮短機(jī)車車輛的使用壽命和可用性。列車車輪缺陷的早期檢測(cè)在為列車運(yùn)營(yíng)商提供必要維修的及時(shí)信息方面發(fā)揮著重要作用，可以防止車輪進(jìn)一步惡化和對(duì)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的進(jìn)一步損壞。
在過(guò)去的幾十年里，在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)鐵路的幫助下，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注用于支持鐵路領(lǐng)域決策的測(cè)量技術(shù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)上，根據(jù)既定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高精度檢查，或者在檢查不切實(shí)際的情況下，使用定期行動(dòng)來(lái)支持鐵路內(nèi)基于安全的決策。雖然安全仍然是首要任務(wù)，但維護(hù)決策已引起越來(lái)越多的關(guān)注。狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)旨在識(shí)別資產(chǎn)的狀態(tài)并為決策過(guò)程提供信息。因此，這有助于減少緊急且代價(jià)高昂的計(jì)劃外干預(yù)措施的發(fā)生率，從而提高性能和安全性。
傳感技術(shù)
不同的傳感技術(shù)監(jiān)測(cè)軸箱軸承和車輪，例如振動(dòng)/加速度、麥克風(fēng)/聲音測(cè)量、聲發(fā)射/超聲波和熱。振動(dòng)、聲音測(cè)量和超聲波技術(shù)用于檢測(cè)早期缺陷。另一方面，熱傳感器基于檢測(cè)嚴(yán)重缺陷的軸承和車輪產(chǎn)生的熱量。
鐵路運(yùn)營(yíng)商提出了對(duì)更具成本效益和環(huán)境友好的解決方案的需求。這導(dǎo)致將許多技術(shù)集成到傳感器本身中，以減少額外費(fèi)用。例如，市場(chǎng)上的新型傳感器基于壓電PVDF材料內(nèi)的振動(dòng)能量收集技術(shù)，這種技術(shù)既環(huán)保又成本低。該技術(shù)與傳感器設(shè)計(jì)相結(jié)合，利用壓電PVDF材料將振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。該技術(shù)基于懸臂結(jié)構(gòu)，當(dāng)懸臂振動(dòng)時(shí)，它產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在超級(jí)電容器中。之后，來(lái)自電容器的電被傳遞到傳感器。
總之，當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)鐵路行業(yè)提出了特殊要求，導(dǎo)致對(duì)具有成本效益和以安全為導(dǎo)向的解決方案的需求增加。軌道軸軸承和車輪傳感器在檢測(cè)可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果的早期缺陷方面發(fā)揮著重要作用。能量收集技術(shù)在節(jié)省資金和環(huán)境方面也發(fā)揮了作用。
(原標(biāo)題：經(jīng)濟(jì)高效的鐵路解決方案：軸承和車輪傳感器)
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