本公开涉及铁路机车车辆的安全，并且更具体地涉及对由于过载、热效应、碎屑和外来物、突然制动等而使铁路车辆车轮踏面而产生的缺陷进行检测。
背景技术：
1、铁路机车车辆——轨道车辆和机车——由钢轮上的平行轨道对支撑并沿着所述平行轨道对行驶。每个车轮包括与车轮的内边缘成一体的凸缘。具有比车轮延伸周缘大的直径的凸缘在其靠近的导轨的内侧边缘附近向下延伸。车轮踏面是渐缩的以保持车轮与导轨接触。因此，车辆或机车两侧的车轮凸缘可以帮助车轮和车辆或机车在直的道路及弯的道路上与铁路轨道对准。车轮承受较重的载荷，在车轮的行驶表面或车轮踏面上在车轮的凸缘与最外侧——“场”侧——之间承载大部分重量。
2、由于机车车辆承载非常重的载荷，因此车轮经受磨损和损坏。各种磨损包括：磨蚀和压痕；表面和亚表面疲劳；由于热或冲击损坏而引起的裂纹；扁平点；以及由于车辆绕曲线运动或由于振动等而导致车轮侧向移动时的滑动摩擦而引起的磨损。如果上述的车轮损坏未被检测出，则会导致车轮故障、车轮损坏、称为“转向架(truck)”的车轮支撑结构故障，以及在最坏的情况下导致铁路车辆脱轨。偶尔，会由于使用中的车轮故障发生脱轨，有时脱轨本质上是灾难性的，这会导致机车车辆及其内容物的高额经济损失，在发生脱轨的情况下产生严重财产损失。铁路脱轨的后果是严重的。
3、用于测量诸如异常磨损、裂纹或车轮破损的车轮缺陷的标准测试协议被称为车轮冲击载荷检测或“wild”。常规的wild过程包括在机车车辆工作期间检测损坏和磨损的各种方法。一种类型测量与导轨的踏面对准的运行导轨上的载荷。另一种类型使用摄像装置来获取潜在缺陷的视觉图像以用于后续检查。第三种类型使用加速度计来测量与裂纹车轮相关的振动。这些系统的特点在于：检测和测量表面和亚表面两者缺陷的能力有限；使用和解析测量值的复杂性；高错误读数，无论是负面的还是正面的；以及无法可靠地检测潜在危险的缺陷。
4、从设备原因的角度来看，由损坏的车轮引起的铁路列车脱轨是最具灾难性的，并且是代价高昂的列车相关的事故。作为这些缺点的例证，最近的行业研究发现，对于运货车辆而言，运货车辆车轮上的载荷最高达80kips——80kips等于80,000磅的力——时，在车轮失效之前，超过70％的破损车轮中存在有通过wild方法未检测到的缺陷。此外，传统的wild方法无法对导致失效的大多数缺陷发生的车轮踏面区域中的车轮踏面的远离凸缘并靠近踏面的场侧的部分的冲击载荷进行测量。
5、为了克服这些缺陷，需要一种测试铁路车辆和机车车轮的方法，该方法可以检测在重载荷下的车轮缺陷并且使重载荷下的车轮缺陷在这种缺陷使车轮的安全地承载车轮所经受载荷的能力严重劣化之前隔离。
技术实现思路
1、在本公开的一个实施方式中，铁路车轮冲击载荷检测测试面板可以包括：具有第一主导轨和第二主导轨的铁路轨道部段；第一辅助导轨和第二辅助导轨，第一辅助导轨和第二辅助导轨均具有第一端部和第二端部，并且第一辅助导轨和第二辅助导轨设置成靠近铁路轨道的每个主导轨的场侧而使得：第一辅助导轨和第二辅助导轨各自的运行表面相对于主导轨的运行表面被提升了预定增量；以及传感器，该传感器在每个辅助导轨的底表面上被设置在预定位置处；其中，辅助导轨包括在辅助导轨的第一端部和第二端部处均设置的高度过渡倾斜部。
2、在一方面，每个第一辅助导轨和第二辅助导轨均可以包括：预定长度的导轨，该预定长度的导轨靠近各个主导轨而被支撑成使得：该预定长度的导轨的运行表面被设置成比所靠近的主导轨的高度高出0.250英寸至0.500英寸的高度；并且每个辅助导轨的第一端部和第二端部均向下渐缩，使得每个辅助导轨的第一端部和第二端部的高度均等于所靠近的主导轨的高度；其中，第一辅助导轨和第二辅助导轨的预定长度为至少80英尺，高度过渡倾斜部具有介于二十分之一至两百分之一内的斜度，并且每个辅助导轨的高度为约0.375英寸。
3、在另一方面，传感器可以包括：光学应变计，该光学应变计具有容纳在耐候容器中的光纤感测元件、焊接至导轨的应变计、载荷单元、载荷传感器或其他合适的传感器；以及一体式连接器，该一体式连接器用于将光学应变计耦接至外部仪器；其中，感测元件具有与作用在第一辅助导轨和第二辅助导轨上的不大于一千磅(1kip)载荷的分辨率对应的灵敏度。外部仪器包括：壳体，该壳体被支撑在沿着铁路轨道的塔状件上；处理系统，该处理系统被封装在壳体中并且通过线缆连接至一体式连接器；其中，处理系统由存储在耦合至处理系统的非易失性存储器中的程序软件控制。
4、在另一方面，传感器可以提供以下输出：车轮踏面缺陷的独特特征，该车轮踏面缺陷的独特特征指示轮辋断裂、表面或亚表面疲劳、踏面裂纹、车轮扁疤、踏面凹痕和滑动磨损中的一者或更多者。
5、在另一个实施方式中，铁路车轮冲击载荷检测测试面板可以包括：具有第一主导轨和第二主导轨的铁路轨道部段；至少一个辅助导轨，所述至少一个辅助导轨具有第一端部和第二端部，并且所述至少一个辅助导轨设置成靠近铁路轨道的任一主导轨的场侧而使得：所述至少一个辅助导轨的运行表面相对于主导轨的运行表面被提升了预定增量；传感器，该传感器在所述至少一个辅助导轨的底表面上被设置在预定位置处；其中，所述至少一个辅助导轨包括在所述至少一个辅助导轨的第一端部和第二端部处均设置的高度过渡倾斜部。
6、在一方面，所述至少一个辅助导轨可以包括：预定长度的导轨，该预定长度的导轨靠近每个主导轨而被支撑成使得：该预定长度的导轨的运行表面被设置成比所靠近的主导轨的高度高出0.250英寸至0.500英寸的高度；并且所述至少一个辅助导轨的第一端部和第二端部均向下渐缩成使得：所述至少一个辅助导轨的第一端部和第二端部处的高度均等于所靠近的主导轨的高度；其中，所述至少一个辅助导轨的预定长度为至少80英尺，该高度过渡倾斜部具有介于二十分之一至两百分之一内的斜度，并且每个辅助导轨的高度为约0.375英寸。
7、在另一方面，载荷传感器可以包括光学应变计，该光学应变计具有容置在耐候容器中的光纤感测元件；以及一体式连接器，该一体式连接器用于将光学应变计耦接至外部仪器；其中，感测元件具有与作用在所述至少一个辅助导轨上的不大于一千磅(1kip)载荷的分辨率对应的灵敏度。外部仪器包括：壳体，该壳体被支撑在沿着铁路轨道的道路侧的塔状件上；处理系统，该处理系统被封装在壳体中并且通过线缆连接至一体式连接器；其中，处理系统由存储在耦合至处理系统的非易失性存储器中的程序软件控制。
8、在另一方面，载荷传感器可以提供包括车轮踏面缺陷的独特特征的输出，该车轮踏面缺陷的独特特征指示轮辋断裂、表面或亚表面疲劳、踏面裂纹、车轮扁疤、踏面凹痕和滑动磨损中的一者或更多者。在另一示例性实施方式中，车轮的状况可以基于就列车中的异常值而言的单独的车轮测量，单独的车轮的一侧至另一侧的增量(delta)和该增量的大小。
1.一种用于铁路轨道组的铁路车轮检测系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述测试导轨组包括：
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括相对于所述主导轨的运行表面提升预定增量的运行表面。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括预定长度的导轨，所述预定长度的导轨靠近各个主导轨而被支撑。
5.根据权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者的每个端部均向下渐缩，使得所述至少一个辅助导轨中的每一者的第一端部和第二端部处的高度均等于所靠近的所述主导轨的高度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括在所述至少一个辅助导轨中的每一者的每个端部处均设置的高度过渡倾斜部。
7.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括在所述至少一个辅助导轨的底表面上被设置在预定位置处的传感器。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述传感器包括光学应变计，所述光学应变计具有光纤感测元件。
9.根据权利要求7所述的系统，所述传感器提供包括车轮踏面缺陷的独特特征的输出，所述车轮踏面缺陷的独特特征指示轮辋断裂、表面或亚表面疲劳、踏面裂纹、车轮扁疤、踏面凹痕和滑动磨损中的一者或多者。
10.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括防护导轨，所述防护导轨沿着各个主导轨设置并且从各个主导轨向内间隔开限定距离。
11.一种铁路车轮检测方法，包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述测试导轨组包括：
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括相对于所述主导轨的运行表面提升预定增量的运行表面。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括预定长度的导轨，所述预定长度的导轨靠近各个主导轨而被支撑。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者的每个端部均向下渐缩，使得所述至少一个辅助导轨中的每一者的第一端部和第二端部处的高度均等于所靠近的所述主导轨的高度。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括在所述至少一个辅助导轨中的每一者的每个端部处均设置的高度过渡倾斜部。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述至少一个辅助导轨的底表面上被设置在预定位置处的传感器。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述传感器包括光学应变计，所述光学应变计具有光纤感测元件。
19.根据权利要求17所述的方法，所述传感器提供包括车轮踏面缺陷的独特特征的输出，所述车轮踏面缺陷的独特特征指示轮辋断裂、表面或亚表面疲劳、踏面裂纹、车轮扁疤、踏面凹痕和滑动磨损中的一者或多者。
20.根据权利要求11所述的方法，还包括防护导轨，所述防护导轨沿着各个主导轨设置并且从各个主导轨向内间隔开限定距离。
21.一种用于检测导轨车辆车轮冲击的方法，包括：
22.权利要求21的方法，其中，
23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者均包括：
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述至少一个辅助导轨中的每一者的高度均比所靠近的所述主导轨的所述高度高出0.375英寸。
25.权利要求21的方法，其中，所述传感器包括：
26.权利要求25的方法，其中，所述外部仪器包括：
27.权利要求21的方法，还包括：
28.权利要求21的方法，其中，所述传感器提供输出，所述输出包括：
29.根据权利要求28所述的方法，还包括测试面板，所述测试面板配置为利用所述特征对发生在所述车轮踏面和所述车轮的所述外边缘两者中的车轮损坏进行检测。
