顶层构架

钢轨伤损是铁路轨道交通中较为严重的问题，直接影响了列车运行的安全与平稳，与运输成本、钢轨材料的选定以及相关的设计制造有着密切的关系。钢轨需要支持并且引导机车按照规定的方向来行驶。然而在长期的使用过程中，钢轨会出现损伤，例如常见的折断、裂纹以及其他影响性能的各种情况。只有明确钢轨伤损及其成因，才能更好地提高钢轨探伤的工作质量。

顶层构架钢轨核伤

主要是因为钢轨在冶炼或者是轧制的过程中，所使用的材质比较差，或者是在使用过程中存在着缺陷，使得机车在反复荷载的作用下，应力得以集中，疲劳源不断增加并且扩展。钢轨核伤主要发生在钢轨的头部位置内侧，并且伴随核伤的直径加大，钢轨所承载的能力便会随之降低。因此在高速重复载荷的作用下，钢轨极其容易发生折断。

顶层构架钢轨接头损伤

这是线路当中最为薄弱的一个环节，机车车辆车轮不断作用于钢轨的接头上，使得承受最大的惯性力要比其他部位增加55%左右。因此在平常的钢轨探伤过程中，经常会发生螺孔裂纹或者是马鞍形磨耗等。

顶层构架钢轨纵向与垂直水平裂纹

钢轨纵向与垂直水平的裂纹主要是因为钢轨制造工艺较差，没有重视钢锭中存在的严重偏析、缩孔、夹杂等问题。使得钢锭在轧制成为钢轨之后，那些缺陷就会成片状地残留在钢轨头部、钢轨轨腰部位还有钢轨轨底部位，相反地与钢轨纵向平行，呈现水平或者是垂直的状态。

顶层构架钢轨轨底裂纹

从钢轨腰垂直纵向裂纹向下发展，便成为了钢轨轨底裂纹。钢轨轨底锈坑或者是划痕便会形成钢轨轨底横向裂纹。另外在制造钢轨的过程中，钢轨轨底有轧制、与垫板轨枕间不密贴等缺陷，使得钢轨底部受到极大的应力，从而导致钢轨轨底横向裂纹或者破裂。

顶层构架超声波探伤

超声波探伤是利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波，在荧光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

顶层构架磁粉探伤

磁粉探伤利用了钢铁制品表面和近表面缺陷（如裂纹，夹渣，发纹等）磁导率和钢铁磁导率的差异，磁化后这些材料不连续处的磁场将发生畸变，形成部分磁通泄漏处工件表面产生了漏磁场，从而吸引磁粉形成缺陷处的磁粉堆积——磁痕，在适当的光照条件下，显现出缺陷位置和形状，对这些磁粉的堆积加以观察和解释，就实现了磁粉探伤。

顶层构架涡流探伤

涡流探伤是以交流电磁线圈在金属构件表面感应产生涡流的无损探伤技术。涡流磁场方向与外加电流的磁化方向相反，因此将抵消一部分外加电流，从而使线圈的阻抗、通过电流的大小相位均发生变化。管的直径、厚度、电导率和磁导 率的变化以及有缺陷存在时，均会影响线圈的阻抗。若保持其他因素不变，仅将缺陷引起阻抗的信号取出，经仪器放大并予检测，就能达到探伤目的。

锰具有脱氧、脱硫及调节作用(如阻止钢的粒缘碳化物的形成)，还能增加钢材的强度、韧性、可淬性，在钢铁以及不锈钢制造过程中的应用非常广泛，此类用量占到了锰需求的85%一90%。

钢轨的类型是以每米长的钢轨质量千克数表示的。我国铁路上使用的钢轨有75kg/m、60kg/m、50kg/m，43kg/m和38kg/m等几种。钢轨的断面形状采用具有最佳抗弯性能的工字形断面，有轨头、轨腰以及轨底三部分组成。为使钢轨更好地承受来自各方面的力，保证必要强度条件，钢轨应有足够的高度，其头部和底部应有足够的面积和高度、腰部和底部不宜太薄。以上各种类型钢轨中，38kg/m钢轨现已停止生产，60kg/m、50kg/m钢轨在主要干线上铺设，站线及专用线一般铺设43kg/m钢轨。对于重载铁路和特别繁忙区段铁路，则铺设75kg/m钢轨。此外，为了适应道岔、特大桥和无缝线路等结构的需要，我国铁路还采用了特种断面（与中轴线不对称工字型）钢轨。现采用较多的为矮特种断面钢轨，简称AT轨。

(1)钢轨在使用一段时间后采用打磨方法将钢轨踏面形状打磨成更接近钢轨原有的型(状)线，这样可将轮轨接触点转移到钢轨的踏面中央部位，减小接触应力，控制接触疲劳裂纹的形成和扩展。改变轮轨接触的位置和形态，也可以将火车的车轮打磨成磨耗形踏面来改变轮轨接触的位置和形态。采用磨耗形车轮后将原来的锥形接触变成圆弧接触，减小了横向压力同时也降低了轮轨接触应力磨耗形踏面由于与钢轨面的接触是圆弧接触，因而它的接触应力较锥形踏面降低了70%，防止了钢轨头部疲劳裂纹的形成和扩展。

(2)通过改善线路条件(如线路参数的设置可根据线路的实际情况改变原线路下股轨底坡的设计，将原1/40改为1/20可以降低上股的横向压力，即减轻了轮轨接触间的接触应力;提高道床的平顺度，加强道渣的清理等措施完善线路的维修与养护，维修与养护的好坏直接关系到轮轨接触应力的大小，即直接影响钢轨产生接触疲劳损伤的时间)，也可以达到改变轮轨接触形态，改善和降低轮轨接触应力和横向压力，从而达到减少和消除接触疲劳伤损的目的。

(3)在线路上可选用耐磨性一般的U71Mn钢轨即可。

智能用电互动体系总体构架作为整个体系的设计规范,必须保证总体构架设计的互动性、扩展性、稳定性和可行性。 在总体构架的设计中,需要遵循“业务驱动”的原则,采用从互动业务构架分析到系统构架设计(数据构架、技术构架) 再到集成构架设计的三步设计方法,如图 1 所示。互动体系总构架包括互动业务构架、互动数据构架、互动技术构架以及互动集成构架。 互动业务构架是以营销管理和服务为立足点,对业务范围涉及的过程、环节、规则等元素进行抽象和建模;系统构架包括数据构架和技术构架，是目标系统整体解决方案的模型化，体现目标系统的整体框架和实现技术方案,以及目标系统所需的 IT 基础构架以支撑系统的实现;集成构架是支持系统业务运作的功能蓝图,为系统实现提供集成功能,是智能电网 IT系统功能体系的抽象全视图 。

互动技术构架设计蓝图

智能电网需要通过互动技术将用户和电网之间的业务数据进行连接、传输和互动，实现高效双向的业务服务和数据管理。 在上述智能用电互动业务构架和数据构架的基础上，对相应的互动技术构架进行探讨，支撑业务和数据构架的实现。 根据智能互动用电体系分层的设计原则和技术实现特点，技术构架蓝图分为“控制系统”“传输总线”“服务对象”3 个部分采用多层构架的技术体系能够实现系统内部的松耦合，快速响应业务变化对系统的需求，通过各层次系统组件之间的承载关系，实现目标系统的各项功能 。

其中，控制系统包括七大层：

①客户层，包含所有业务处理设备(笔记本、PC 机和手机等)和服务系统(互动业务管理决策系统和智能用电互动业务系统)，用于进行人机交互和访问；

②界面控制层，用于人机交互系统的接入，提供交互终端和接入单元，并进行页面展示；

③ 业务支撑层，对客户业务进行管理，并采集传输数据与一体化控制平台进行控制操作；

④一体化平台，对内外数据进行统一操作管理；

⑤采集控制层，对数据进行采集和传输；

⑥数据支撑层，建立数据库，用于实时或非实时、结构或非结构化数据的分类管理和储存；

⑦终端层和设备层，接入终端设备，控制底层的应用接入，提供各种用电设备的接入业务。

同时，通过企业服务总线对用户对象和控制系统进行电力流、业务流的传输互动 。

互动技术构架关键技术

互动业务的技术实现涉及高级量测技术、信息互动技术、计算机辅助决策与分析技术、智能控制技术、集成技术等关键技术，具体如下。

1)高级量测技术高级量测体系(AMI)是一个用来量测、收集、储存、分析和运用用户用电信息的完整网络和系统。通过广域通信网络，AMI能够实现用户和电网公司的紧密相连。

2)信息互动技术电网公司通过远程传输手段，对用电数据进行实时检测，分析用户用能情况，为用户节能改造提供参考和建议。同时，用户根据电网公司提供的用电报告，调整用电方式，使用户参与电网的运行。

3)计算机辅助决策与分析技术通过计算机网络和通信技术，有效支持决策群体的协同工作，从而优化整合海量数据，实时计算相关指标，并为电网公司和用户提供相关营销信息。

4)智能控制技术通过高级控制技术分析、诊断、预测电网的运行状况，并采取正确的措施解决电力问题，从而增强电网与用户之间的互动性。

5)集成技术通过信息集成技术使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利地管理；通过数据集成技术为电网用软件和系统有机地集成到同一系统中。

《淮南子·本经训》：“大构驾，兴宫室。” 高诱 注：“构，连也；驾，材木相乘驾也。”

三国 魏 刘劭 《人物志·材理》：“思能造端，谓之构架之材；明能见机，谓之达识之材。” 鲁迅 《坟·文化偏至论》：“此非操觚之士，独凭神思构架而然也。”2100433B