朔黄铁路大机捣固预测与维修决策系统研发北大核心

针对朔黄重载铁路线路设备特点和大机捣固维修管理实际需求,研发了朔黄铁路大机捣固预测与维修决策系统。该系统集成了朔黄铁路轨道质量分级管理标准、轨道质量发展规律预测、大机捣固经济维修决策等技术,实现了朔黄重载铁路线路运维数据管理,大机捣固质量指数(MTQI)及其劣化率分布分析与趋势预测、大机捣固维修决策及作业效果评估等功能,为朔黄铁路大机捣固维修提供科学化、智能化决策支持。     

基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法

为了更好地利用检修数据指导轨道维修决策计划，在预防性维修理念下提出1种基于块坐标下降法的有砟轨道大机捣固维修经济决策模型及算法。考虑多种捣固模式下不同的捣固效果和相应成本，以轨道质量年末保持值和维修经济成本为决策目标，结合大机养修效率和现场实际条件，建立大机捣固维修经济决策模型；采用块坐标下降算法，以并行计算为主要思路并通过聚类算法调整捣固区段的连续性，实现最佳捣固模式、捣固时机和捣固区段的高效求解。依托某120 km·h^-1、50 km试验区段在某年份的实测数据，验证模型及算法有效性。结果表明：依据模型及算法得出的维修计划，采用09-32型捣固车开展单捣、双捣2种捣固模式后，每年可较实际平推捣固计划分别节省18%和15%的费用，改良型大机捣固质量指数MTQI的年末平均值从实际平推捣固计划的6.5 mm分别降低约0.80和1.35 mm；模型及算法能够快捷有效地制定符合线路实际的大机捣固维修计划，不仅实现了大机作业的连续捣固，还较大幅度提升了捣固维修的经济性。     

大型养护机械捣固作业效果评价指标及方法研究

大型养护机械精确维修已成为铁路维修的主要手段,对我国普速线路大型养护机械捣固作业计划的制定依据与效果评价方法进行调研和分析,根据我国线路轨道不平顺质量分布情况和轨道不平顺质量指数管理标准,借鉴国外捣固维修标准,提出大机捣固作业阈值。结合我国普速线路实际情况,对捣固前线路状态和大机捣固作业模式与捣固质量的关系进行研究,提出大机捣固作业的评价方法,为现场大机捣固作业效果评价提供依据,并以两条线路为例评价其捣固作业质量,对捣固作业效果提出建议。     

基于灰色系统辨识的轨道质量生命周期预测方法研究

将本文作者提出的灰色非线性模型(该内容发表于《铁道学报》2010年第2期)视为由一系列趋势项发展系数和随机项系数控制的时程函数,并将其系数作为系统分析中的辨识参数,表征系统随时间发展特征属性。在已知大机捣固作业效率或初始质量条件下,认为不同维修周期内轨道质量系统发展存在"相关性",将已知维修周期内TQI时间序列挖掘出的辨识参数作为预测维修周期内TQI发展的特征参数,建立轨道质量生命周期预测模型。实例证明:所提出预测模型可较为合理地预测各维修周期内轨道质量发展,为研究轨道质量生命周期提供思路。     

制定状态修基准指标指导大型养路机械捣固作业的探讨

建立周期修和状态修相结合的大型养路机械线路养修模式,有利于制定合理的维修计划,稳定线路质量。本文以武汉局线路养修为例对大机捣固作业前后的线路设备质量进行分析,结合轨道质量指数,建立线路区间状态修基准指标,探讨大机捣固作业状态修的模式,评价大机捣固作业效果。京九线状态修实例验证了其运用效果,可供线路养护维修参考。     

基于综合评价指数的捣固维修作业时机决策方法

大机捣固是有砟线路养护维修作业的主要工作之一。基于在决定捣固维修作业时机方面很少考虑捣固作业成本,提出综合评价指数的捣固维修作业时机决策方法。以捣固作业后的轨道质量指数TQI表征列车运行品质,以捣固周期间接衡量捣固作业成本,综合考虑列车运行品质与捣固作业成本2个方面因素评价捣固维修作业时机是否最优,将该决策方法应用到杭深线捣固作业实践中。研究结果表明:杭深线轨道质量指数TQI阈值取5.5 mm时,为最佳的捣固时间。     

轨检小车在汉宜客运专线轨道精调中的应用

结合汉宜铁路项目实例,介绍了安伯格GRP VMS轨道快速测量系统在新建有砟轨道精调中的应用。基于该系统,提出一种新的有砟轨道大机捣固作业方法,即"精确捣固法"。该系统较传统的测量方法及大机作业模式,可显著提高测量的效率及大机作业的效果。     

神朔铁路线路捣固作业维修质量评价方法

通过全面考虑线路捣固作业对即时轨道质量和长期轨道质量变化的综合效果,提出一种改进的线路捣固作业维修质量评价方法。为评估该评价方法的有效性,采用神朔铁路河西运输段2014年9月—2016年12月共计31次的轨检车检测数据以及该时段内的捣固作业维修数据进行验证,结果表明该方法可以更好地评价神朔铁路线路捣固作业维修质量。该方法对神朔铁路线路捣固作业质量的管控和决策的合理制定具有重要意义。     

有砟高铁大机捣固质量相关性及敏感波长研究

研究目的:我国设计速度为250 km/h的新建高速铁路以有砟轨道为主,在联调联试前通过精捣作业能够有效改善线路几何形位,满足轨道平顺度要求。本文通过分析某新建高速有砟高铁精捣作业数据,研究精捣作业下大机捣固各捣次作业质量的相关性规律,在此基础上借助带通滤波及中点弦测法分析不同波段下的作业质量相关性,揭示波长对精捣作业质量相关性的影响。研究结论:(1)在大机捣固过程中,每次捣固的方案作业量与实际调整量间均呈现出一定的线性相关性,可通过线性回归模型进行近似拟合,以指导工程实践;(2)在一捣至五捣作业中,大机作业质量相关系数呈下降趋势,一捣作业相关系数变化范围最小,且一捣实际调整量数值最大,其作业效果最为稳定;(3)随着不平顺波长的增加,在长波范围内线形调整与大机作业质量相关性较强,可通过起拨量来控制长波不平顺。     

既有提速和新建客货共线线路大机捣固维修的研究

针对提速和新建客货共线铁路大机捣固维修的特点,分析研究适合客货共线铁路大机捣固维修的作业方法,提出"宏观控制为主,微观控制为辅"的模式,既要树立"精检、甚修"的科学理念,又要切实采用先进的检测和作业手段及标准,采纳和研发先进技术、工艺、机械,完善作业程序,提高作业标准,从根本上提高线路设备的质量。     

提高大型养路机械捣固作业质量的分析与措施

本文通过对影响大机线路捣固质量的各种因素进行分析,并从大机捣固作业前线路质量分析、大机捣固作业后线路质量效果评价和大机捣固作业质量影响因素三个方面分析评价大机捣固作业效果,提出目前存在的问题以及相应建议措施,从而确保施工安全、正点、高效。     

发挥大机作用提升线路设备质量

南昆线小半径曲线多,地质条件复杂,桥涵路基基础薄弱,过渡段线路变化快,在普速铁路快速发展的形势下,人工作业无法有效提升线路设备质量。探索如何最大化发挥大型养路机械的作用,提出熟练掌握大机捣固技术标准、强化轨道状态分析合理安排作业区段、分析大机捣固前后数据查找无效作业原因、优化大机组织提升捣固质量、完善后期保养措施确保捣固质量等对策措施。     

大型养路机械捣固作业轨道质量评价指数研究

随着铁路朝着客运高速化、货运重载化的方向发展,以及列车运行密度的提高,轨道结构平顺性管理的重要性日益凸显。通过分析轨道质量指数(TQI)7个子项标准差随时间的变化规律和有砟轨道上应用大型养路机械捣固作业的效果,提出由左高低、右高低、水平、三角坑4项轨道几何不平顺标准差组成的大型养路机械捣固作业轨道质量评价指数,并对其分布规律进行了分析,发现其服从γ分布。大型养路机械捣固作业轨道质量评价指数的提出依据及其分布规律的确定,为铁路工务部门进行有砟轨道大型养路机械维修管理决策提供了评价指标和理论依据。     

朔黄铁路轨道质量分级管理标准研究

基于朔黄重载铁路不同区段的线路地域条件、捣固维修实际情况、轨道质量等因素,将线路分为Ⅰ级、Ⅱ级两个等级区段进行管理.基于国内外轨道质量分级标准的制定方法,分析了轨道质量发展各阶段的特点,提出了重载铁路质量评价标准分级方法,将两个等级区段线路的轨道质量评价指标分为捣固验收值、优先值和超限值三个管理值.结合轨道检测实测数据...     

轨道几何质量综合量化评价方法

从检测手段(数据来源)、检测项目(数据内容)、检测周期、数据质量等方面出发,结合现场维修作业单元管理理念,提出适用于铁路正线轨道单元区段几何质量的综合量化评价方法。该评价方法可以准确筛选出需要优先纳入维修计划的轨道几何质量不良单元,有助于实现线路维修的"状态修"和"精准修"。该方法还可以用于轨道精调作业质量的验收和在保质期内动态跟踪作业区段轨道几何质量变化情况。     

考虑波长因素的轨道不平顺预测研究

准确预测轨道不平顺的变化规律是提高轨道养护维修效率、降低维修成本的关键问题之一。鉴于轨道不平顺波长对列车运行状态的影响,基于小波理论,通过选取合适的小波基函数及分解层数,对原始不平顺时域序列进行小波分解及重构,并采用不平顺状态推移方法对重构后不平顺序列进行分析处理,利用不同时刻下轨道不平顺的状态分布,从而实现对轨道不平顺预测;通过2个实际算例对本方法正确性进行验证,并对预测结果进行误差分析。研究结果表明:利用本文提出方法得出的预测结果与实际结果误差较小,可以有效地预测轨道不平顺的变化趋势,且能够实现不同波长段轨道不平顺的预测,可为我国轨道养护维修方案的制定提供一定的技术支持。     

基于高低不平顺的线路捣固作业维修标准及决策技术研究

通过对京沪、京九线部分区段轨道几何状态长达5年的跟踪分析,发现大机捣固后线路变化呈现一定的规律性:高低、轨向、长波高低、长波轨向捣固后的恶化趋势可以很好地用线性关系拟合,且每次捣固后拟合直线的斜率接近,表明高低、轨向捣固后的恶化速率保持不变;高低的恶化速率要远大于三角坑、轨向、长波高低和长波轨向。因此选用恶化速率快且规律性好的高低指标作为捣固维修决策指标最为合适。参考国外标准,结合我国有砟线路统计分析结果,提出了基于高低不平顺的捣固阈值建议值,利用置信区间内历史恶化速率平均值可以很好地预测高低的发展。以京沪线K1339—K1350区段为例,给出了各区段预测的捣固时机,并对3个明显有差别的区段进行了详细分析,验证了预测捣固时机的合理性。     

考虑波长因素的提速线路捣固作业质量评价方法研究

捣固作业质量直接关系到线路轨道服役状态,多维度研究捣固作业后轨道几何形位的变化规律是有效提升线路捣固作业效率的关键。以某160 km/h提速干线改造工程为例,提出考虑波长因素的捣固方案,针对捣固作业后的轨道几何形位的变化,分析轨道静态不平顺数据及动态不平顺数据,研究70 m弦矢高、轨道质量指数、功率谱密度、小波变换、小波能量谱等时频分布特征,确定捣固作业前后轨道不平顺波长及幅值的变化规律。研究结果表明:考虑波长因素的捣固作业方法可以有效地改善线路的长波不平顺状态,高低不平顺的改善效果优于轨向不平顺;曲线区段改善率大于直线区段且曲线轨道质量改善率随圆曲线半径的增大而降低;线路线形得到基本控制后不能通过盲目地增加捣固作业次数来达到改善轨道质量的目的。     

有砟轨道动态测量系统在轨道精调中的应用

提出利用有砟轨道动态测量系统配合大机进行自动化捣固作业的方法,介绍动态测量系统的原理,并分析了测量的精度、效率及配合大机自动化捣固作业的工程案例。工程实践证明,该方法具有操作简便、精度高、效率高等特点,可以在新建有砟线路轨道粗捣、精捣和既有有砟线路的检测养护阶段推广应用。     

抄平起拨道捣固车传感器应用研究

抄平起拨道捣固车作为大型养路机械的一种,适用于铁路新线施工、运营线路维修等,能够对铁路轨道进行自动抄平、起拨道、道碴捣固作业,自动消除轨道的方向偏差、水平偏差及高低偏差等,使轨道线路达到设计标准和线路维修规则的要求。能够完成这些工作的大机传感器包括线位移和角位移传感器,这里从多种型号传感器的检测原理及功能方面介绍其适用车型、安装位置及用途,为相关专业人士的工作和学习提供一定的理论依据。