我們的公路和天橋已經(jīng)擠滿了車輛，因此需要轉(zhuǎn)向另一種交通解決方案：鐵路。這種轉(zhuǎn)變在推動鐵路行業(yè)改善基礎(chǔ)設(shè)施和維護流程方面發(fā)揮了重要作用。因此，大約25%到35%的列車運營費用用于軌道維護需求。所需要的是具有成本效益的鐵路解決方案。

　　對于優(yōu)化鐵路行業(yè)工作的解決方案的需求變得越來越重要。這些解決方案將有助于在開發(fā)的早期階段發(fā)現(xiàn)缺陷，使作業(yè)人員能夠在損壞變得嚴重之前進行修復(fù)。當車輛計劃進行維修或大修時，了解損壞和嚴重程度是有益的，可以減少操作問題，優(yōu)化車隊的可用性，并減少總體損失和中斷費用。

　　機械傳感器

　　實現(xiàn)的解決方案之一是機械傳感器。這些傳感器用于測量軌道幾何參數(shù)。1953年超聲換能器被引入鐵路檢測之前，電磁技術(shù)一直是高速鐵路網(wǎng)中檢測鐵路內(nèi)部缺陷的主要工具之一。從那時起，各種檢查方法被用于監(jiān)測鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的健康狀況或作為預(yù)防鐵路故障的措施。

　　軌道軸承和車輪是列車的重要組成部分;任何缺陷都可能導(dǎo)致嚴重后果。軌道車軸軸承的過早故障會導(dǎo)致列車運營成本顯著增加，并可能影響列車安全。健康的軸承會產(chǎn)生一定程度的振動和噪音，但有缺陷的軸承會產(chǎn)生相當大的振動和噪音水平。同樣，鐵路貨車上的車輪缺陷已被確定為鐵路基礎(chǔ)設(shè)施和機車車輛損壞的重要來源。它們還會導(dǎo)致噪音和振動排放，而減輕這些噪音和振動的成本很高。

　　鐵路車輛車輪缺陷直接影響鐵路基礎(chǔ)設(shè)施磨損和損壞的增加。因此，這會增加維護和維修的額外成本，從而縮短機車車輛的使用壽命和可用性。列車車輪缺陷的早期檢測在為列車運營商提供必要維修的及時信息方面發(fā)揮著重要作用，可以防止車輪進一步惡化和對鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的進一步損壞。

　　在過去的幾十年里，在數(shù)據(jù)驅(qū)動鐵路的幫助下，人們越來越關(guān)注用于支持鐵路領(lǐng)域決策的測量技術(shù)的質(zhì)量。傳統(tǒng)上，根據(jù)既定標準進行高精度檢查，或者在檢查不切實際的情況下，使用定期行動來支持鐵路內(nèi)基于安全的決策。雖然安全仍然是首要任務(wù)，但維護決策已引起越來越多的關(guān)注。狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)旨在識別資產(chǎn)的狀態(tài)并為決策過程提供信息。因此，這有助于減少緊急且代價高昂的計劃外干預(yù)措施的發(fā)生率，從而提高性能和安全性。

　　傳感技術(shù)

　　不同的傳感技術(shù)監(jiān)測軸箱軸承和車輪，例如振動/加速度、麥克風/聲音測量、聲發(fā)射/超聲波和熱。振動、聲音測量和超聲波技術(shù)用于檢測早期缺陷。另一方面，熱傳感器基于檢測嚴重缺陷的軸承和車輪產(chǎn)生的熱量。

　　鐵路運營商提出了對更具成本效益和環(huán)境友好的解決方案的需求。這導(dǎo)致將許多技術(shù)集成到傳感器本身中，以減少額外費用。例如，市場上的新型傳感器基于壓電PVDF材料內(nèi)的振動能量收集技術(shù)，這種技術(shù)既環(huán)保又成本低。該技術(shù)與傳感器設(shè)計相結(jié)合，利用壓電PVDF材料將振動轉(zhuǎn)化為電能。該技術(shù)基于懸臂結(jié)構(gòu)，當懸臂振動時，它產(chǎn)生的電能儲存在超級電容器中。之后，來自電容器的電被傳遞到傳感器。

　　總之，當前市場對鐵路行業(yè)提出了特殊要求，導(dǎo)致對具有成本效益和以安全為導(dǎo)向的解決方案的需求增加。軌道軸軸承和車輪傳感器在檢測可能導(dǎo)致嚴重后果的早期缺陷方面發(fā)揮著重要作用。能量收集技術(shù)在節(jié)省資金和環(huán)境方面也發(fā)揮了作用。