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。     

基于大机捣固模式的轨道质量保质期预测方法研究

以提升大型捣固机械(以下简称大机)维修的经济化、效率化应用为目标,基于大量轨道几何历史检测和维修数据,提出一种预测不同捣固模式轨道质量保质期的方法。分析捣固前、后的大机捣固质量指数MTQI在不同大机捣固模式下的函数关系,得到系列捣固效果函数。利用灰色GM(1,1)预测技术建立MTQI随通过时间及通过总重发展的非线性预测模型,将其与捣固效果函数结合,可应用于不同大机捣固模式下轨道质量保质期的预测和捣固模式的比选。既有线及重载线路的实例证明,本文提出的轨道质量保质期预测方法有助于轨道维修部门比选最佳捣固维修模式,可为我国有砟轨道捣固维修计划选择提供科学、经济的决策参考。     

基于大型捣固车作业兑现率的精捣方案优化方法

为解决大型捣固车捣固方案计划作业量与实际作业量存在偏差的问题，建立精测精捣试验段，对捣固作业前后线路高程、平面进行绝对测量，采用残差分析方法剔除异常数据，建立捣固方案计划作业量与实际作业量的回归分析模型，提出了大型捣固车作业兑现率指标；针对不同捣固车型及捣稳模式的捣固方案，计算其兑现率及相应的大机修正参数，采用频域分析等方法对比了各捣固方案对线路绝对高程的改善效果。结果表明：捣固方案计划作业量与实际作业量强相关；DCL-32/单捣+单捣+稳定、DCL-32/单捣+稳定+单捣、DC-32/单遍双捣+稳定三种模式的现场作业兑现率较高，其中DCL-32/单捣+稳定+单捣模式对轨道高程偏差的改善效果最好。     

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。     

基于遗传算法的线路大型养路机械捣固作业单元区段选择模型北大核心

针对现有养护维修计划编制效率低下且相应模型编制复杂的问题,以维修单元内大型养路机械捣固作业计划编制最优化为原则,建立基于遗传算法的线路大型养路机械捣固作业单元区段选择模型。该模型以单元区段划分和多目标0-1整数规划方法为基础,以最大化养护维修作业量为目标,通过遗传算法搜索决策实现了养护维修作业的最优化。为验证该模型的计算效果,基于朔黄铁路的轨道高低不平顺检测数据进行计算,并与传统的枚举法进行对比。结果表明,在目标函数值近似的情况下,该选择模型计算效率约为传统枚举算法的200倍,能够有效减少养护维修计划的编制时间,提高养护维修计划自动编制的可行性。     

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。     

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...     

神朔铁路线路捣固作业决策方法

基于轨道不平顺指标与线路捣固作业维修质量的相关性分析结果,设计神朔铁路线路捣固作业决策方法。为说明该决策方法的有效性,利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相应的捣固作业维修数据进行实例研究,并与神朔铁路传统的捣固作业决策方法进行对比。结果表明:基于该决策方法的捣固作业策略对神朔铁路捣固作业量和捣固成本的降低效果显著,能改进神朔铁路线路捣固作业计划的编制方法。     

新建有砟线路精测精捣起道量修正算法

为解决新建有砟线路精测精捣作业中,轨道高低调整效果与预期效果差异显著、重复捣固作业遍数增多的难题,对影响纵向抄平作业精度的因素进行了分析。以新建有砟线路不同遍数的精测精捣数据为研究对象,从峰值管理和均值管理角度探讨轨道高低平顺性变化的内在关联性,提出一种提高轨道高低调整效果的起道量修正算法,并在精测精捣作业中对该算法的有效性进行了验证。结果表明:道床弹性不均及稳定作业引发轨道非均匀性下沉是精捣作业不理想的根本原因;起道量修正算法可在一定程度上削弱轨道非均匀性下沉对精捣作业的影响;运用起道量修正算法指导捣固车作业,不仅可减少1～2遍捣固次数,且轨道高低平顺性进一步提升。     

新建高速铁路有砟轨道线路平顺性控制技术

基于高速铁路有砟轨道设备的记忆性及维修天窗资源的有限性,在施工建设阶段开展高速铁路有砟轨道平顺性控制,提高线路开通运营品质具有重要的意义。通过对比分析两条有砟轨道开通后平顺性自然衰减规律,发现有砟道床稳定性是线路开通后维持轨道平顺性的核心要素,而捣固作业后的稳定作业是提高道床密实度和稳定性的主要手段。为此以杭黄铁路有砟轨道建设为载体,提出"先轨距调整、后大机整道、再扣件调整"的精调流程,"少捣多稳、低速重稳"的大机作业模式。实践证明,采用上述做法,杭黄铁路拉通试验中正线轨道几何尺寸均值指标TQI为2.5 mm,峰值指标偏差扣分为0,成效显著。     

广深Ⅰ线大型养路机械捣固作业后高低不平顺发展规律

基于广深(广州—深圳)Ⅰ线K16+000—K19+000区段内长2.580 km的线路连续17次轨道检查车检测数据,以高低不平顺为研究对象,对大型养路机械捣固前后537 d的线路质量进行跟踪分析。结果表明,大机捣固对线路平顺度较高的区段或路基基础稳定而在持续较大荷载作用下线路平顺度较差的区段改善作用有限;捣固作业后高低不平顺下降幅度越小的区段,其高低不平顺越容易在较短时间内超过作业前;较大的月度累计降雨量可以缓和甚至改变线路的恶化趋势;捣固作业后达到一定时间线路动态质量会加速恶化;对于广深Ⅰ线,18个月的大机捣固周期比较合理。     

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。     

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...     

利用坐标法整正长大直线线路的计算方法

目前线路维修大修单独对铁路长大直线线路整正方法,常用的有直接绘图的CAD查询法、目测法、激光法等,由于传统整正方法存在精度低、线路导线无法贯通、效率低等缺陷,不能适应线路维修普遍采用的大机全面捣固精确养护。因此提出采用坐标法对长大直线整正进行研究,通过实际验证,该方法具有精度高,理论严谨、效率高,能够计算拨后线路长度伸缩量等优点,能满足线路养护大机全面捣固养护的需要。     

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。     

多模式测量下普速铁路轨道精捣作业及效果评估

结合京广铁路实际维修情况,提出了以多模式轨道测量和数字化捣固为核心的普速铁路精测精捣作业方案,从轨道几何状态和动力学性能改善两方面评估作业方案的应用效果.结果显示:采用该作业方案可有效降低轨向、高低、水平、三角坑等不平顺指标幅值,多数指标改善率在40％以上;精捣后脱轨系数、轮重减载率最大值降幅约40％,车体垂向、横向振...     

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。     

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。     

高速铁路CPⅢ网区段搭接数据处理研究

研究目的:高速铁路轨道控制网(CPIII)相邻区段的搭接是否合理将直接影响轨道的平顺性,影响轨道长短波检测的计算结果。本文针对国内轨道控制网CPⅢ两种主要的区段衔接方法,结合工程实际进行了研究。给出两种搭接计算的算法,对两种算法的结果进行比较,并对其优缺点进行分析对比;对搭接平差前超限情况的处理方法进行阐述,为类似工程应用提供参考。研究结论:在相邻两段CPⅢ网独立平差后搭接区点的坐标较差≤3 mm情况下,两种方法得到的搭接平滑结果,均可以满足轨道长短波检测的需要。从测量理论和实践应用出发,严密平差搭接的方法应该更可靠,搭接数据处理的可操作性更强,更适用于工程测量实际情况。