1、研究背景：随着我国轨道交通网络规模持续扩大，轨道基础设施的实时状态评估与科学维保面临严峻挑战。传统人工巡检效率低下（如轨检车15日/次、人工巡道每日/每两日一次），且现有自动化巡检设备存在成本高、功能冗余、与现场需求脱节等问题。尤其在城际铁路天窗期短、安全压力大的背景下，亟需研发轻量化、智能化、高精度的轨道综合巡检设备，实现“状态修”全寿命管理，破解数据采集与精准维护难题。 2、管理技术难点： 1）多源数据融合难：轨道几何参数（轨距、水平、三角坑）与钢轨病害（波磨、裂纹、核伤）需同步检测，传统设备功能单一，难以集成。 2）轻量化与精度矛盾：现有探伤设备笨重（如GJ-4轨检车重达2吨），而轻量化设计易牺牲检测精度（如超声耦合剂涂抹稳定性不足）。 3、成果先进性 1）多模态传感融合：集成超声相控阵（检测轨头核伤）、激光位移传感器（轨距±0.5mm精度）、机器视觉（表面裂纹识别准确率≥95%），实现“几何+病害”一体化检测。首创非接触式涡流-超声联合探伤模块，攻克轨距角水平裂纹检测盲区，误报率降低至3%以下。 2）轻量化自走行平台：采用碳纤维复合材料机身，整机重量≤80kg，支持双向5km/h匀速巡检，较传统设备减重60%。模块化设计兼容轨距检测、探伤、环境感知功能，一键切换作业模式。 3）智能数据管理：嵌入式边缘计算单元实时分析数据，生成B型图与3D轨面模型，通过5G-MEC上传至云端平台，支持病害趋势预测（LSTM模型预测误差≤8%）。 4、创新性 1）需求驱动的指标体系重构：基于OWA-AHP模型，从事故库反推12类核心巡检指标优先级，形成《城际铁路天窗巡检智能化技术规范》，指导设备功能设计。 2）自适应耦合技术：研发磁流变液动态耦合装置，实现超声探头与轨面自适应贴合，耦合稳定性提升40%，适应-25℃~45℃极端环境。 5、经济社会效益 1）安全提升：实现轨头核伤（≥5mm）检出率99.2%，较人工提升25%，预计年减少断轨事故30%以上。 2）降本增效：杭海城际试点表明，天窗期巡检人员由4人减至2人，工时压缩50%，年节约人力成本80万元。 3）产业带动：推动国产高精度激光传感器、超声相控阵模块产业链升级，预计3年内形成10亿元市场规模