之前，小編曾在文章《這條“寶藏賽道”麻煩激光企業(ye) 多重視……》中，呼籲大家關(guan) 注激光檢測這條潛藏著萬(wan) 億(yi) 級市場空間的賽道。今天，咱們(men) 再深入聊聊激光檢測細分應用領域中的“重頭戲”——激光檢測在軌道安全中的應用。

列車、高鐵、地鐵如今已成為(wei) 現代交通運輸體(ti) 係的重要支柱，憑借快速、便捷、安全等顯著優(you) 勢，不僅(jin) 極大地改變了人們(men) 的出行方式，更重塑了經濟發展的格局。然而，軌道在長期承受列車巨大荷載，以及複雜多變環境因素的“雙重夾擊”下，自身狀態會(hui) 悄然發生變化。磨損、變形、裂紋等問題如同隱藏的“定時炸彈”，一旦沒有及時發現和處理，極有可能引發嚴(yan) 重的安全事故，對乘客生命財產(chan) 安全和鐵路運輸正常秩序構成巨大威脅。因此，高效、精準地對軌道進行健康檢測，成為(wei) 保障軌道交通安全運行的關(guan) 鍵所在。

GTS係列激光跟蹤儀(yi)

激光檢測技術憑借高精度、非接觸、快速測量等一係列“硬核”優(you) 點，在軌道安全檢測領域迅速站穩腳跟，成為(wei) 現代軌道交通安全檢測體(ti) 係中不可或缺的關(guan) 鍵一環，為(wei) 軌道安全運行提供了堅實有力的技術支撐。毫不誇張地說，在軌道安全檢測領域，激光檢測技術就是不可或缺的“剛需”！

這還是一個(ge) 規模超乎想象的激光檢測應用市場。根據國家“十四五”規劃，到2025年，全國鐵路總裏程目標設定為(wei) 16.5萬(wan) 公裏，其中高鐵裏程達5萬(wan) 公裏。放眼全球，鐵路總裏程數更是驚人，國際鐵路聯盟近年數據顯示，全球鐵路總裏程（涵蓋幹線鐵路、支線鐵路、地鐵、輕軌等各類鐵路）約在130萬(wan) 至150萬(wan) 公裏之間。麵對如此龐大的應用市場，激光企業(ye) 難道不應該將其列為(wei) 重點關(guan) 注領域嗎？

激光檢測技術原理與(yu) 具體(ti) 應用

激光是一種具有高亮度、高單色性、高相幹性和高方向性的特殊光源。激光檢測技術主要基於(yu) 激光與(yu) 被測物體(ti) 相互作用後產(chan) 生的各種光學效應來獲取物體(ti) 的信息。

激光軌道檢測係統通常由激光發射器、接收器和數據處理單元共同協作。激光發射器發射出的激光束精準地照射到軌道表麵，接收器隨即“上陣”，捕捉並分析反射回來的激光信號。通過對這些反射激光的偏移角度等數據進行深度分析，係統就能精確計算出軌距、水平、高低等軌道幾何參數，為(wei) 列車安全、穩定運行保駕護航。

激光軌道檢測係統工作原理

在軌道檢測工作中，激光測距、激光掃描和激光幹涉等技術都是“得力幹將”。

激光測距技術的工作原理有點像給軌道“量身高”。它通過測量激光從(cong) 發射出去，到被物體(ti) 反射回來接收所經曆的時間，再結合光速，就能計算出測量儀(yi) 器與(yu) 被測物體(ti) 表麵之間的距離。以脈衝(chong) 激光測距儀(yi) 為(wei) 例，它發射出短脈衝(chong) 激光，當激光碰到軌道表麵，部分激光被反射回來，儀(yi) 器記錄下激光往返的時間，距離值就輕鬆得出了。這項技術主要用於(yu) 測量軌道幾何參數，在軌距測量、軌道水平測量等工作中發揮著重要作用。

激光掃描技術則更像是給軌道“做3D建模”。它利用激光束在一定範圍內(nei) 進行掃描，獲取物體(ti) 表麵多個(ge) 點的距離信息，從(cong) 而構建出物體(ti) 的三維輪廓。憑借這一能力，它可以快速獲取大麵積的軌道表麵數據，無論是檢測軌道的整體(ti) 形狀、磨損狀況，還是查看扣件狀態、高低不平順等問題，都能輕鬆勝任。

激光幹涉技術的“本事”在於(yu) 測量微小變化。它基於(yu) 光的幹涉原理，通過分析兩(liang) 束或多束激光幹涉條紋的變化，能夠精確測量物體(ti) 的微小位移、變形等物理量。在軌道檢測中，它是檢測軌道部件微小變形和應力變化的“高手”，像軌道裂紋檢測（激光超聲檢測技術、激光全息幹涉技術都是有效的裂紋檢測方法）、道床狀態檢測等工作，都少不了它的參與(yu) 。

激光檢測在軌道安全中的應用優(you) 勢與(yu) 挑戰

隨著軌道網絡規模不斷擴大，列車運行速度持續提升，對軌道安全檢測的實時性與(yu) 精準性提出了更高要求。傳(chuan) 統軌道檢測車（TRV）方法雖然檢測結果較為(wei) 精確，但檢測頻率低，通常每月才進行一次檢測，檢測周期長，很難及時捕捉到突發性的軌道退化問題，潛在安全隱患容易“漏網”。

相比之下，激光檢測技術憑借五大“獨家優(you) 勢”，一躍成為(wei) 軌道安全檢測的“剛需”技術。

優(you) 勢一：高精度測量

激光檢測技術的測量精度堪稱“一絕”，能夠達到毫米甚至亞(ya) 毫米級。憑借如此高的精度，它可以準確獲取軌道的各種幾何參數和表麵缺陷信息，為(wei) 軌道的精細化維護提供可靠的數據支持，讓軌道維護工作做到“心中有數”。

優(you) 勢二：非接觸式檢測

激光檢測無需與(yu) 被測物體(ti) 直接接觸，這就避免了傳(chuan) 統接觸式檢測方法可能對軌道造成的損傷(shang) 。而且，它不受軌道表麵油汙、灰塵等雜質的影響，即使軌道表麵“髒兮兮”，也不影響檢測的準確性和可靠性。

軌道交通激光檢測

優(you) 勢三：快速高效

激光檢測係統的工作效率非常高，它可以在列車運行過程中“見縫插針”，快速完成對軌道的檢測工作。一些先進的激光檢測設備更是“給力”，能在短時間內(nei) 對數公裏甚至數十公裏的軌道進行全麵檢測，及時揪出潛在問題，大大提高了軌道檢測的效率。

優(you) 勢四：數據豐(feng) 富且直觀

激光檢測技術就像一個(ge) “數據收集大師”，能夠獲取大量的軌道檢測數據。這些數據經過計算機軟件處理和分析後，會(hui) 生成直觀的圖表、圖像和報告。對於(yu) 軌道維護人員來說，這些可視化的數據結果就像“說明書(shu) ”，便於(yu) 他們(men) 理解和分析軌道狀態，從(cong) 而製定出合理的維護計劃。

優(you) 勢五：實時監測

激光檢測技術還能實時“盯著”軌道狀態，及時發現軌道的動態變化情況。當它與(yu) 列車運行控製係統“聯手”時，一旦軌道出現異常，就能迅速發出警報，為(wei) 保障列車運行安全爭(zheng) 取到寶貴的反應時間。

不過，激光檢測技術在軌道安全檢測應用中也並非一帆風順，還麵臨(lin) 著諸多挑戰。軌道所處的環境複雜多變，強風、暴雨、沙塵等惡劣天氣，以及周圍的電磁幹擾等，都可能對激光檢測信號產(chan) 生影響，導致檢測精度和可靠性下降。而且，激光檢測設備價(jia) 格普遍昂貴，設備的維護和校準不僅(jin) 需要專(zhuan) 業(ye) 技術人員，還得配備特定的設備，這無疑增加了檢測成本與(yu) 維護成本。如何降低設備成本，提高設備的穩定性和使用壽命，成為(wei) 推廣激光檢測技術必須攻克的難題。另外，麵對海量的檢測數據，如何開發出能夠快速、準確處理和分析數據，並提取有價(jia) 值信息的激光檢測係統，也是一個(ge) 極具挑戰性的任務。

更關(guan) 鍵的是，目前針對激光檢測技術在軌道安全檢測中的應用，相關(guan) 的行業(ye) 標準和規範還不夠完善。不同廠家的檢測設備和方法存在差異，導致檢測結果缺乏可比性。因此，建立統一、科學的標準和規範，對於(yu) 保障激光檢測技術的正確應用和檢測結果的可靠性至關(guan) 重要。

激光檢測在軌道安全檢測中的未來趨勢

目前，國內(nei) 已經有一些激光企業(ye) “快人一步”，通過艱苦研發推出了解決(jue) 方案或相關(guan) 產(chan) 品，並在市場上占據了一定份額。

無錫亮源激光早在2011年，就與(yu) 鐵路行業(ye) 的高科技企業(ye) 開展了列車在線檢測項目合作。經過與(yu) 合作夥(huo) 伴三年的艱苦研發和反複試驗，他們(men) 確立了一套列車在線檢測的行業(ye) 標準。這套標準不僅(jin) 為(wei) 我國鐵路安全運行提供了一種高效、穩定的檢測方法，也奠定了公司在鐵路檢測領域的產(chan) 品技術優(you) 勢地位。

凱普林推出的單管半導體(ti) 激光器-空間光產(chan) 品係列（包括K915FD2WN-12.00WN0N和K808FD2WN-10.00WN0N等型號），為(wei) 激光軌道檢測係統提供了高效、穩定的激光光源。有了這個(ge) “光源利器”，軌道幾何參數的無接觸高效精準測量得以實現，就像是為(wei) 軌道交通裝上了一雙敏銳的“超級眼”，擁有超遠的視野和強大的數據捕捉能力，成為(wei) 維護軌道交通安全的得力助手……

但麵對未來的挑戰，激光檢測技術還有很大的提升空間。小編推測，未來的激光檢測技術將向著多技術融合、智能化、微型化、集成化等趨勢發展。

在多技術融合方麵，激光檢測技術或將與(yu) 聲學檢測、電磁檢測等其他檢測技術深度“牽手”，充分發揮各種技術的優(you) 勢，實現對高鐵軌道更加全麵、準確的檢測。不久前，清華大學的科研團隊就帶來了一項“黑科技”——基於(yu) 激光幹涉測量與(yu) 現有電信光纖網絡的分布式振動傳(chuan) 感係統。這個(ge) 係統把高鐵電纜槽內(nei) 的光纖變成了實時監測工具，通過分析列車通過時產(chan) 生的振動信號，利用平均功率譜密度（A-PSD）作為(wei) 健康指標，成功實現了對軌道基礎設施的長期穩定性評估。在長達14個(ge) 月的實驗觀測中，4類典型軌道結構（有砟軌道橋梁、無砟軌道橋梁、有砟軌道路基、無砟軌道路基）的A-PSD保持穩定，充分驗證了係統的可靠性。而且，該係統還能靈敏檢測出3毫米級的軌道蠕變變形，在軌道維護後，也能迅速反映出狀態改善情況。隨著技術不斷迭代和數據持續積累，這一係統有望成為(wei) 智能高鐵運維的核心工具。

清華大學研究團隊進行的實驗軌道段布局（覆蓋有砟/無砟軌道橋梁與(yu) 路基，光纖沿電纜槽部署並形成環路）

在智能化發展方麵，隨著人工智能、大數據、雲(yun) 計算等技術的飛速發展，激光檢測技術或將引入深度學習(xi) 算法，實現對激光檢測數據的自動分析和診斷，從(cong) 而達到軌道病害智能識別和預警的效果。同時，借助大數據技術對曆史檢測數據進行深度挖掘和分析，還能預測軌道狀態的發展趨勢，為(wei) 軌道維護提供更科學、更精準的決(jue) 策依據。

在微型化與(yu) 集成化方麵，為(wei) 了更方便地將檢測設備安裝在列車或軌道旁的監測設施上，實現對軌道的分布式、實時監測，同時降低設備功耗，提高設備的便攜性和易用性，更加小型化、集成化的激光檢測設備將成為(wei) 未來研發的必然方向。

此外，隨著技術的不斷進步，除了現有的軌道幾何參數測量、表麵缺陷檢測等應用領域，激光檢測技術還將在軌道材料性能檢測、軌道結構應力監測等方麵進一步拓展應用範圍，為(wei) 高鐵軌道的全生命周期管理提供更加全麵、更加完善的技術支持。