頂層構(gòu)架

鋼軌傷損是鐵路軌道交通中較為嚴(yán)重的問(wèn)題，直接影響了列車(chē)運(yùn)行的安全與平穩(wěn)，與運(yùn)輸成本、鋼軌材料的選定以及相關(guān)的設(shè)計(jì)制造有著密切的關(guān)系。鋼軌需要支持并且引導(dǎo)機(jī)車(chē)按照規(guī)定的方向來(lái)行駛。然而在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，鋼軌會(huì)出現(xiàn)損傷，例如常見(jiàn)的折斷、裂紋以及其他影響性能的各種情況。只有明確鋼軌傷損及其成因，才能更好地提高鋼軌探傷的工作質(zhì)量。

頂層構(gòu)架鋼軌核傷

主要是因?yàn)殇撥壴谝睙捇蛘呤擒堉频倪^(guò)程中，所使用的材質(zhì)比較差，或者是在使用過(guò)程中存在著缺陷，使得機(jī)車(chē)在反復(fù)荷載的作用下，應(yīng)力得以集中，疲勞源不斷增加并且擴(kuò)展。鋼軌核傷主要發(fā)生在鋼軌的頭部位置內(nèi)側(cè)，并且伴隨核傷的直徑加大，鋼軌所承載的能力便會(huì)隨之降低。因此在高速重復(fù)載荷的作用下，鋼軌極其容易發(fā)生折斷。

頂層構(gòu)架鋼軌接頭損傷

這是線路當(dāng)中最為薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)，機(jī)車(chē)車(chē)輛車(chē)輪不斷作用于鋼軌的接頭上，使得承受最大的慣性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的鋼軌探傷過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生螺孔裂紋或者是馬鞍形磨耗等。

頂層構(gòu)架鋼軌縱向與垂直水平裂紋

鋼軌縱向與垂直水平的裂紋主要是因?yàn)殇撥壷圃旃に囕^差，沒(méi)有重視鋼錠中存在的嚴(yán)重偏析、縮孔、夾雜等問(wèn)題。使得鋼錠在軋制成為鋼軌之后，那些缺陷就會(huì)成片狀地殘留在鋼軌頭部、鋼軌軌腰部位還有鋼軌軌底部位，相反地與鋼軌縱向平行，呈現(xiàn)水平或者是垂直的狀態(tài)。

頂層構(gòu)架鋼軌軌底裂紋

從鋼軌腰垂直縱向裂紋向下發(fā)展，便成為了鋼軌軌底裂紋。鋼軌軌底銹坑或者是劃痕便會(huì)形成鋼軌軌底橫向裂紋。另外在制造鋼軌的過(guò)程中，鋼軌軌底有軋制、與墊板軌枕間不密貼等缺陷，使得鋼軌底部受到極大的應(yīng)力，從而導(dǎo)致鋼軌軌底橫向裂紋或者破裂。

頂層構(gòu)架超聲波探傷

超聲波探傷是利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進(jìn)入另一截面時(shí)，在界面邊緣發(fā)生反射的特點(diǎn)來(lái)檢查零件缺陷的一種方法，當(dāng)超聲波束自零件表面由探頭通至金屬內(nèi)部，遇到缺陷與零件底面時(shí)就分別發(fā)生反射波，在熒光屏上形成脈沖波形，根據(jù)這些脈沖波形來(lái)判斷缺陷位置和大小。

頂層構(gòu)架磁粉探傷

磁粉探傷利用了鋼鐵制品表面和近表面缺陷（如裂紋，夾渣，發(fā)紋等）磁導(dǎo)率和鋼鐵磁導(dǎo)率的差異，磁化后這些材料不連續(xù)處的磁場(chǎng)將發(fā)生畸變，形成部分磁通泄漏處工件表面產(chǎn)生了漏磁場(chǎng)，從而吸引磁粉形成缺陷處的磁粉堆積——磁痕，在適當(dāng)?shù)墓庹諚l件下，顯現(xiàn)出缺陷位置和形狀，對(duì)這些磁粉的堆積加以觀察和解釋?zhuān)蛯?shí)現(xiàn)了磁粉探傷。

頂層構(gòu)架渦流探傷

渦流探傷是以交流電磁線圈在金屬構(gòu)件表面感應(yīng)產(chǎn)生渦流的無(wú)損探傷技術(shù)。渦流磁場(chǎng)方向與外加電流的磁化方向相反，因此將抵消一部分外加電流，從而使線圈的阻抗、通過(guò)電流的大小相位均發(fā)生變化。管的直徑、厚度、電導(dǎo)率和磁導(dǎo) 率的變化以及有缺陷存在時(shí)，均會(huì)影響線圈的阻抗。若保持其他因素不變，僅將缺陷引起阻抗的信號(hào)取出，經(jīng)儀器放大并予檢測(cè)，就能達(dá)到探傷目的。

錳具有脫氧、脫硫及調(diào)節(jié)作用(如阻止鋼的粒緣碳化物的形成)，還能增加鋼材的強(qiáng)度、韌性、可淬性，在鋼鐵以及不銹鋼制造過(guò)程中的應(yīng)用非常廣泛，此類(lèi)用量占到了錳需求的85%一90%。

鋼軌的類(lèi)型是以每米長(zhǎng)的鋼軌質(zhì)量千克數(shù)表示的。我國(guó)鐵路上使用的鋼軌有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等幾種。鋼軌的斷面形狀采用具有最佳抗彎性能的工字形斷面，有軌頭、軌腰以及軌底三部分組成。為使鋼軌更好地承受來(lái)自各方面的力，保證必要強(qiáng)度條件，鋼軌應(yīng)有足夠的高度，其頭部和底部應(yīng)有足夠的面積和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各種類(lèi)型鋼軌中，38kg/m鋼軌現(xiàn)已停止生產(chǎn)，60kg/m、50kg/m鋼軌在主要干線上鋪設(shè)，站線及專(zhuān)用線一般鋪設(shè)43kg/m鋼軌。對(duì)于重載鐵路和特別繁忙區(qū)段鐵路，則鋪設(shè)75kg/m鋼軌。此外，為了適應(yīng)道岔、特大橋和無(wú)縫線路等結(jié)構(gòu)的需要，我國(guó)鐵路還采用了特種斷面（與中軸線不對(duì)稱工字型）鋼軌?，F(xiàn)采用較多的為矮特種斷面鋼軌，簡(jiǎn)稱AT軌。

(1)鋼軌在使用一段時(shí)間后采用打磨方法將鋼軌踏面形狀打磨成更接近鋼軌原有的型(狀)線，這樣可將輪軌接觸點(diǎn)轉(zhuǎn)移到鋼軌的踏面中央部位，減小接觸應(yīng)力，控制接觸疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。改變輪軌接觸的位置和形態(tài)，也可以將火車(chē)的車(chē)輪打磨成磨耗形踏面來(lái)改變輪軌接觸的位置和形態(tài)。采用磨耗形車(chē)輪后將原來(lái)的錐形接觸變成圓弧接觸，減小了橫向壓力同時(shí)也降低了輪軌接觸應(yīng)力磨耗形踏面由于與鋼軌面的接觸是圓弧接觸，因而它的接觸應(yīng)力較錐形踏面降低了70%，防止了鋼軌頭部疲勞裂紋的形成和擴(kuò)展。

(2)通過(guò)改善線路條件(如線路參數(shù)的設(shè)置可根據(jù)線路的實(shí)際情況改變?cè)€路下股軌底坡的設(shè)計(jì)，將原1/40改為1/20可以降低上股的橫向壓力，即減輕了輪軌接觸間的接觸應(yīng)力;提高道床的平順度，加強(qiáng)道渣的清理等措施完善線路的維修與養(yǎng)護(hù)，維修與養(yǎng)護(hù)的好壞直接關(guān)系到輪軌接觸應(yīng)力的大小，即直接影響鋼軌產(chǎn)生接觸疲勞損傷的時(shí)間)，也可以達(dá)到改變輪軌接觸形態(tài)，改善和降低輪軌接觸應(yīng)力和橫向壓力，從而達(dá)到減少和消除接觸疲勞傷損的目的。

(3)在線路上可選用耐磨性一般的U71Mn鋼軌即可。

智能用電互動(dòng)體系總體構(gòu)架作為整個(gè)體系的設(shè)計(jì)規(guī)范,必須保證總體構(gòu)架設(shè)計(jì)的互動(dòng)性、擴(kuò)展性、穩(wěn)定性和可行性。 在總體構(gòu)架的設(shè)計(jì)中,需要遵循“業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)”的原則,采用從互動(dòng)業(yè)務(wù)構(gòu)架分析到系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)(數(shù)據(jù)構(gòu)架、技術(shù)構(gòu)架) 再到集成構(gòu)架設(shè)計(jì)的三步設(shè)計(jì)方法,如圖 1 所示?；?dòng)體系總構(gòu)架包括互動(dòng)業(yè)務(wù)構(gòu)架、互動(dòng)數(shù)據(jù)構(gòu)架、互動(dòng)技術(shù)構(gòu)架以及互動(dòng)集成構(gòu)架。 互動(dòng)業(yè)務(wù)構(gòu)架是以營(yíng)銷(xiāo)管理和服務(wù)為立足點(diǎn),對(duì)業(yè)務(wù)范圍涉及的過(guò)程、環(huán)節(jié)、規(guī)則等元素進(jìn)行抽象和建模;系統(tǒng)構(gòu)架包括數(shù)據(jù)構(gòu)架和技術(shù)構(gòu)架，是目標(biāo)系統(tǒng)整體解決方案的模型化，體現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的整體框架和實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案,以及目標(biāo)系統(tǒng)所需的 IT 基礎(chǔ)構(gòu)架以支撐系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn);集成構(gòu)架是支持系統(tǒng)業(yè)務(wù)運(yùn)作的功能藍(lán)圖,為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)提供集成功能,是智能電網(wǎng) IT系統(tǒng)功能體系的抽象全視圖 。

互動(dòng)技術(shù)構(gòu)架設(shè)計(jì)藍(lán)圖

智能電網(wǎng)需要通過(guò)互動(dòng)技術(shù)將用戶和電網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行連接、傳輸和互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高效雙向的業(yè)務(wù)服務(wù)和數(shù)據(jù)管理。 在上述智能用電互動(dòng)業(yè)務(wù)構(gòu)架和數(shù)據(jù)構(gòu)架的基礎(chǔ)上，對(duì)相應(yīng)的互動(dòng)技術(shù)構(gòu)架進(jìn)行探討，支撐業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)構(gòu)架的實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)智能互動(dòng)用電體系分層的設(shè)計(jì)原則和技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)，技術(shù)構(gòu)架藍(lán)圖分為“控制系統(tǒng)”“傳輸總線”“服務(wù)對(duì)象”3 個(gè)部分采用多層構(gòu)架的技術(shù)體系能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的松耦合，快速響應(yīng)業(yè)務(wù)變化對(duì)系統(tǒng)的需求，通過(guò)各層次系統(tǒng)組件之間的承載關(guān)系，實(shí)現(xiàn)目標(biāo)系統(tǒng)的各項(xiàng)功能 。

其中，控制系統(tǒng)包括七大層：

①客戶層，包含所有業(yè)務(wù)處理設(shè)備(筆記本、PC 機(jī)和手機(jī)等)和服務(wù)系統(tǒng)(互動(dòng)業(yè)務(wù)管理決策系統(tǒng)和智能用電互動(dòng)業(yè)務(wù)系統(tǒng))，用于進(jìn)行人機(jī)交互和訪問(wèn)；

②界面控制層，用于人機(jī)交互系統(tǒng)的接入，提供交互終端和接入單元，并進(jìn)行頁(yè)面展示；

③ 業(yè)務(wù)支撐層，對(duì)客戶業(yè)務(wù)進(jìn)行管理，并采集傳輸數(shù)據(jù)與一體化控制平臺(tái)進(jìn)行控制操作；

④一體化平臺(tái)，對(duì)內(nèi)外數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一操作管理；

⑤采集控制層，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和傳輸；

⑥數(shù)據(jù)支撐層，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，用于實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)、結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分類(lèi)管理和儲(chǔ)存；

⑦終端層和設(shè)備層，接入終端設(shè)備，控制底層的應(yīng)用接入，提供各種用電設(shè)備的接入業(yè)務(wù)。

同時(shí)，通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線對(duì)用戶對(duì)象和控制系統(tǒng)進(jìn)行電力流、業(yè)務(wù)流的傳輸互動(dòng) 。

互動(dòng)技術(shù)構(gòu)架關(guān)鍵技術(shù)

互動(dòng)業(yè)務(wù)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)涉及高級(jí)量測(cè)技術(shù)、信息互動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助決策與分析技術(shù)、智能控制技術(shù)、集成技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，具體如下。

1)高級(jí)量測(cè)技術(shù)高級(jí)量測(cè)體系(AMI)是一個(gè)用來(lái)量測(cè)、收集、儲(chǔ)存、分析和運(yùn)用用戶用電信息的完整網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)。通過(guò)廣域通信網(wǎng)絡(luò)，AMI能夠?qū)崿F(xiàn)用戶和電網(wǎng)公司的緊密相連。

2)信息互動(dòng)技術(shù)電網(wǎng)公司通過(guò)遠(yuǎn)程傳輸手段，對(duì)用電數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，分析用戶用能情況，為用戶節(jié)能改造提供參考和建議。同時(shí)，用戶根據(jù)電網(wǎng)公司提供的用電報(bào)告，調(diào)整用電方式，使用戶參與電網(wǎng)的運(yùn)行。

3)計(jì)算機(jī)輔助決策與分析技術(shù)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)，有效支持決策群體的協(xié)同工作，從而優(yōu)化整合海量數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算相關(guān)指標(biāo)，并為電網(wǎng)公司和用戶提供相關(guān)營(yíng)銷(xiāo)信息。

4)智能控制技術(shù)通過(guò)高級(jí)控制技術(shù)分析、診斷、預(yù)測(cè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，并采取正確的措施解決電力問(wèn)題，從而增強(qiáng)電網(wǎng)與用戶之間的互動(dòng)性。

5)集成技術(shù)通過(guò)信息集成技術(shù)使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利地管理；通過(guò)數(shù)據(jù)集成技術(shù)為電網(wǎng)用軟件和系統(tǒng)有機(jī)地集成到同一系統(tǒng)中。

《淮南子·本經(jīng)訓(xùn)》：“大構(gòu)駕，興宮室。” 高誘 注：“構(gòu)，連也；駕，材木相乘駕也?！?

三國(guó) 魏 劉劭 《人物志·材理》：“思能造端，謂之構(gòu)架之材；明能見(jiàn)機(jī)，謂之達(dá)識(shí)之材。” 魯迅 《墳·文化偏至論》：“此非操觚之士，獨(dú)憑神思構(gòu)架而然也?！?100433B