中国轨道安全测控行业研究行业发展概况.docx
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中国轨道安全测控行业研究行业发展概况
中国轨道安全测控行业研究-行业发展概况
(一)行业发展概况
轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系
统,最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路组成的铁路交通系统。
随着
火车和铁路技术的不断创新发展,轨道交通越来越多元化,逐渐出现了地铁、
轻轨、有轨电车、磁悬浮轨道系统等城市轨道交通。
铁路交通主要分高速铁路、快速铁路及普速铁路,是国家重要的基础设
施、国民经济大动脉和大众化交通工具,其建设和发展直接推动国民经济发
展。
城市轨道交通主要包括地铁、轻轨、有轨电车、磁悬浮列车等多种类型,
是城市公共交通的骨干,具有节能、省地、运量大、全天候、无污染、安全性
高的特点,属可持续发展的绿色环保交通方式。
1、轨道交通行业概况
(1)铁路行业
铁路是国民经济大动脉、关键基础设施和重大民生工程,是综合交通运输
体系的骨干和主要交通方式之一,在中国经济社会发展中的地位和作用至关重
要。
近年来,国家持续加大对铁路行业的投资力度,不断推进其现代化进程,
铁路行业得到了快速的发展。
1)铁路固定资产投资持续保持高位
铁路交通作为重要的交通方式,一直受到国家的重视。
2004年国务院批准
实施《中长期铁路网规划(2004)》后,中国铁路开始加速发展,铁路运输量、
覆盖面积、建设里程、投资规模等指标保持较快增长速度。
铁路交通在促进经
济社会发展、保障和改善民生、支撑国家重大战略实施、增强中国综合实力和
国际影响力等方面发挥了重要作用。
“十二五”期间铁路完成固定资产投资3.58万亿元、新线投产3.05万公
里,较“十一五”期间分别增长47%、109%。
2018年中国铁路固定资产投资
总额达8,028亿,是继2014年中国铁路固定资产投资总额超过8,000亿元以
来,连续第五年保持8,000亿以上投资增长的年份。
为实现《中长期铁路网规
划(2016)》、《铁路“十三五”发展规划》所设立的目标,预计在未来的一段
时间,铁路固定资产投资规模仍将保持较高水平。
数据来源:
国家铁路局
2)营业里程逐年递增,铁路路网愈加密集
随着中国经济的快速发展和持续增长,铁路建设投资保持在高速水平,铁
路运营里程持续增加,路网规模不断扩大。
截至2018年末,中国铁路营业里程
达13.10万公里,同比增长3.15%,其中,高速铁路营业里程达到2.9万公里,
同比增长16.00%;全国铁路路网密度136.90公里/万平方公里,较上年增加4.7公里/万平方公里。
根据国务院批准实施的《中长期铁路网规划(2016)》,到2020年,铁路
网规模达到15万公里,其中高速铁路3万公里,覆盖80%以上的大城市。
到
2025年,铁路网规模达17.5万公里左右,其中高速铁路3.8万公里左右,网
络覆盖进一步扩大,路网结构更加优化,骨干作用更加显著,更好发挥铁路对
经济社会发展的保障作用。
远期展望到2030年,铁路网规模将达20万公里左
右,其中高速铁路4.5万公里左右,基本实现内外互联互通、区际多路畅通、省会高铁连通、地市快速通达、县域基本覆盖。
3)高速铁路逐步成为铁路交通的发展重心
随着技术的完善及政策的推动,时速200公里及以上的高速铁路成为中国
铁路交通的重要组成部分,得到了快速发展。
从2008年第一条高速铁路开通,
到现在“四纵四横”的高速铁路骨架的基本建成,再到未来构筑“八纵八横”
的高速铁路主通道,高速铁路正逐渐成为中国铁路运输行业最重要的运输方式
之一。
截至2018年末,中国高速铁路营业里程达2.9万公里,在全世界拥有高
速铁路的国家中首屈一指。
中国高速铁路在铁路营业里程的占比也呈现出逐年
快速上升的趋势,由2009年的3.16%上升至2018年的22.50%。
2018年,中国铁路投产新线为4,683公里,其中高速铁路4,100公里,占比为87.55%,达到历史峰值。
(2)城市轨道交通行业
城市轨道交通是现代城市交通系统的重要组成部分,也是城市公共交通系
统的骨干。
近年来,城市规模的不断扩大给城市轨道交通行业注入动力,部分
大型城市相继建成了一批项目,使城市交通状况有了明显改善,对充分发挥城
市功能、改善环境、促进经济和社会发展起到了重要作用,中国城市轨道交通
行业也迎来了高速发展时期。
1)城市轨道交通建设规模和运营里程稳步增加
截至2018年底,中国内地城市轨道交通在建线路总规模达到6,374公里,
同比增长2%,在建线路258条(段),包含地铁、轻轨、单轨、市域快轨、现
代有轨电车、磁浮交通、APM等七种制式。
运营线路总长度5,761.4公里,包括地下线3,639.8公里,地面线833.6公里,高架线1,288公里,同比增长14.47%。
此外,截至2018年底,国家发改委批复的44个城市规划线路总投资达38,911.1亿元,其中上海、北京、广州、杭州、深圳、武汉6座城市投资计划均超过2,000亿元。
城市轨道交通计划总投资额稳步增长,各城市线路规模持续扩大,并逐渐
连线成网,城市轨道交通发展从单一线路化逐步过渡到网格化发展时代。
2)开通城市轨道交通的城市数量不断上升
2010年底中国内地开通城市轨道交通服务的城市仅北京、天津、上海、广
州、深圳等10座城市。
到2018年底,中国内地共35个城市开通城市轨道交通运营服务,开通城轨交通线路185条。
有17座城市的线路规模达到100公里以上,城市轨道交通网络化运营已成趋势,发展速度较快。
2、轨道安全测控行业概况
(1)轨道安全测控的基本情况
轨道是轨道交通运输的基础设备和重要组成部分。
受自然条件限制,轨道
通常裸露在外,在风雨冻融和车辆荷载的作用下,几何状态会不断变化,路基
及道床会产生变形,钢轨、联结零件及轨枕也会出现磨损,进而使轨道的平顺
性状态不断发生变化。
同时,在列车轴重、冷热交替等作用下,存在因轮轨接
触、轨道温度力等产生的摩擦磨损、钢轨疲劳损伤等隐患。
因此,轨道安全测
控是铁路部门高度重视的工作。
为使轨道平顺性状态持续保持在较高水平,使钢轨、扣件、轨枕、轨道
板等各轨道部件始终处于良好状态,以保证车辆能够按规定的速度安全、平
稳、不间断运行,铁路部门需要定期或不定期对轨道进行检测、调整和维修,
以维持正确的轮轨关系、保持轨道部件功能完整有效、提高轨道平顺性等。
(2)行业基本现状
铁路部门规定轨道检测以“动、静态检查相结合,结构检查与几何状态检查
并重”为原则,对轨道检测主要分为轨道动态检测、轨道静态检测、钢轨检测及
相关计量器具检定等。
动态检测主要借助轨道检查车、综合检测列车和探伤车对轨道进行定期检
查,全面了解和掌握轨道的动态质量。
动态检测发现问题时,需要结合现场静态
检测复核,全面分析原因并及时处理。
轨道静态检测是指检查工区有计划地对管辖轨道线路进行周期性检查和重
点病害的调查、复核,同时指导轨道线路养护维修工作。
其中,轨道线路周期性
检查内容主要包括正线线路检查、正线道岔、调节器检查、站线线路和道岔检查、
曲线正矢检查、无缝线路位移观测、无砟轨道板静态检查、高速铁路扣件系统静
态检查等项目,主要采用轨道检查仪检测轨道几何状态,人工方式检测轨道结构。
根据对轨道检测原理的不同,轨道静态几何状态检测又可进一步区分为连续
测量的相对测量模式和离散测量的绝对测量模式。
相对测量模式是指在没有外部
参考基准的情况下,对轨道的轨距、轨向、高低、水平、三角坑等内部几何参数
进行检测,直接评价轨道的相对位置关系及平顺性。
绝对测量模式是指依靠外部
参考基准,如轨道CPⅢ控制网,通过检测仪器所携带的全站仪进行观测,结合
轨道设计参数计算轨道横、垂向偏差等外部几何参数,直接评价轨道的绝对位置,
并间接评价轨道的平顺性。
针对轨道静态检测主要计量器具,铁路部门已分级建立了相关计量标准,并
按照《铁路工务计量器具运用管理办法》有关规定,定期对计量器具进行检定或
校准。
钢轨检测主要采用钢轨探伤仪进行钢轨探伤检查,此外,还采用巡检设备与
人工巡查相结合的方式进行钢轨外观及表面伤损检查。
其中,人工巡查可结合轨
道线路静态检测和巡检同步进行,主要检查钢轨擦伤、剥离裂纹、钢轨波磨、钢
轨磨耗、锈蚀及正线钢轨现场焊接焊缝表面质量及其他伤损等。
中国高速铁路建立了统一精测网,作为高速铁路建设和运营维护统一的测
量基准,精测网分平面控制网和高程控制网。
按照《高速铁路工程测量规范》
(TB10601-2009)的规定,铁路部门加强了精测网控制点日常检查和维护,定
期对精测网进行复测,为线路运营养护提供了稳定可靠的控制基准,并利用精测
网进行轨道几何状态检测、基础沉降和构筑物变形监测等工作。
(3)行业发展历程
国内首台轨道检查仪应用起步于2002年秦沈客运专线建设期,开创了中国
轨道几何状态静态数字化检测的新篇章。
随着轨道检查仪不断地深入运用,铁路
部门建立了轨道检查仪相关技术条件和计量检定规程,规范了产品的行业准入及
计量运用管理标准。
此后,铁路部门不断提高技术要求,逐步采用轨道检查仪替
代人工道尺、弦绳测量等传统落后的测量方式,促进了铁路工务“检、养、修”
的分开,同时在工务段下属线路车间成立检查工区,配置轨道检查仪进行线路周
期性检查,基本形成了铁路行业的轨道安全测控细分市场。
2013年,中国铁路
总公司发布《关于加强和改进工务普速线路维修管理工作的通知》,进一步提出
普速铁路检查工区需要配置轨道检查仪及其他轨道测控设备。
在轨道交通运输安
全日益重要的趋势和管理部门的政策要求下,轨道安全测控市场逐步走向成熟。
为了适应高速铁路高精度测量的需要,2012年原铁道部颁布了《TB/T
3147-2012轨道检查仪》标准,按铁路运行速度等级进行产品准确度等级划
分,实现了轨道检查仪的分型量传、分级使用。
同年,代表国内最高准确度等级
的0级轨道检查仪首次通过铁路部门计量认证,现已全面应用于高速铁路的轨道线路周期性检查、日常养护。
客运专线、重载铁路和城际铁路快速发展,促使铁路线路日常养护工作变
得越来越重要。
随着天窗修制度的实施以及铁路日常维修数字化需求的日益高
涨,传统日常养护测量方式和技术已很难有效控制作业质量。
同时0级轨道检
查仪既具备长波测量功能用于控制长波线形,又具备计算机仿真作业功能用于规
划轨道病害整治,其作为铁路维修作业测量仪器得到铁路部门全面认可,并广泛
应用于铁路建设、交验和运营等不同期间的轨道精测精调作业。
目前,铁路综合维修基本采用“相对+绝对”复合测量模式进行无砟轨道精
测精调及有砟轨道大机作业,测量效率相对较低,为合理利用天窗,满足高速、
及时、精确检测的要求,提高测量效率的必要性显得尤为关键,惯导测量小车将
“绝对+相对”的测量功能一体化集成,能够实现“绝对+相对”的同步测量、
数据融合处理,极大提高了铁路线路设备大修的施工效率和作业质量。
为加强对高速铁路钢轨、道岔状态检查,铁路部门采用低速与快速打磨有效
结合的方式进行预防性和修理性打磨,及早消除钢轨擦伤、波磨等病害,并严格
按规定项目进行验收考核,确保打磨质量。
普速铁路也开始全面应用钢轨廓形打
磨、润滑等保护技术,定期打磨道岔、焊缝,并做好道岔侧向和小半径曲线钢轨
润滑,以延长钢轨使用寿命。
相对而言,钢轨表面质量、轨道结构的完整性等方
面的检测数字化、自动化水平还较低,依靠人工方式检查的情形还比较普遍。
在
当前提倡用信息化手段实现提质增效的大背景下,基于机器视觉、激光测量、快
速识别等先进检测技术的钢轨波磨仪、钢轨轨廓仪、轨道结构巡检系统等已开始
逐步在铁路开展应用。
(4)行业发展趋势
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