基于三点激光准直原理的轨道几何参数测量技术

针对既有激光准直系统存在激光弦抖动现象和人工测量无法直接检测轨道中长波平顺性的问题,为进一步提高轨道几何参数测量精度,结合捣固车现场实际作业模式,提出发射车+接收车+接收车的“一发两收”模式,开展基于三点激光准直原理的轨道测量技术研究。通过激光弦、轨距、超高、里程计等多传感器数据融合,测量轨道内部几何参数;构建三点式激光准直矢距测量模型,解决了激光弦抖动漂移误差问题;采用接收车跟随自走行技术,提高了测量效率。现场试验结果表明：使用三点弦技术方案测量得到的轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道内部几何参数满足现场使用的误差要求,可为数字化、智能化捣固提供数据支撑。     

提高既有捣固车作业精度的研究

既有的D08-32型自动抄平起拨道捣固车和D09-32型连续式捣固车的作业精度不能满足客运专线对轨道几何精度的要求。通过研制适合高速线路需要的、具备“长弦测量”特点和“起拨道自动跟踪”功能的“二维激光准直系统”,增加了捣固车的作业功能,其激光跟踪装置提供的准确“前端起道量及拨道量偏差输入值”,较好地消除了捣固车作业的“残余误差”。采用光电测量替代机械式测量方法,能够避免测量系统元件在捣固作业时受机械振动的影响。通过实验室的试验、实尺模拟测试和捣固车试装车试验的对比测试结果证明,光电测量系统的工作原理可行,其数据采集系统与捣固车控制系统的兼容性好,输出的数据可以满足捣固车的作业需要。     

AGC基于线路位置偏移的精确作业方法

分析了捣固车弦测法拨道测量原理及残留误差,在自主开发轨道几何参数自动引导计算机AGC时,引入轨道绝对位置偏移量数据接口,实现精确拨道作业。通过现场作业试验,将作业前精确测量的轨道偏移数据输入AGC,捣固车能够消除绝对位置误差,作业后线路绝对位置能够满足《高速铁路工程测量规范》要求。     

捣固车超高测量系统的研制

捣固车超高测量系统采用高精度倾角传感器对线路几何参数的变化进行精确测量,并对传感器采集到的数据进行数据滤波及数值转换。可利用处理后的数据对所检测的轨道进行直线段超高分析、曲线段超高分析和不确定度分析,通过检测到的水平数值结合里程数据,可实现三角坑病害分析。该系统通过数据显示技术将所测量数据实时显示,显示系统采用高亮度显示屏,显示亮度可根据作业环境自动调节。     

铁道养护的高新技术产品——CD08-475型道岔捣固车

CD08-475型道岔捣固车是铁路道贫养护施工的专用大型养路机械，它采用了现代科技成果，包括电液伺服控制。自动检测、微机控制和激光准直等先进技术，是集机、电、液、气及计算机、激光控制于一体的高新技术产品，代表着当代道岔捣固车的先进水平。该机具有对道岔、正线养护的综合作业能力，可同时完成碎石道床捣固密实，自动修正轨道纵向、横向水平偏差和轨道方向偏差。     

铁道科学研究院2003年成果简介(续一)

8 D09-32型连续式捣固车研制.1309—32型捣固车采用了先进的ALC自动导航前端计算机控制系统，替代1308—32型捣固车上落后的老式GVA几何形状自动调节计算机系统；在起、拔道控制系统中增加了补偿控制电路，并把后摆补偿引进到起道系统中来；同时在电气控制系统中还采用了高精度传感器等措施来提高作业精度，使D09—32型捣固车不仅作业效率高于1308—32型捣固车，而且作业精度也优于1308—32型捣固车。此外，1309—32型捣固车还增加了捣固装置自动定位电气控制系统和捣固夹持压力电气控制系统，实现了捣固装置自动踩镐作业功能和捣固夹持压力可调功能，进一步提高枕木等间距规范线路的作业效率和作业质量。     

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。     

基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统的研发及试验研究

捣固车作业线路纵向水平测量采用传统钢丝绳弦线法，长周期使用存在钢弦磨损、断裂的风险，且钢弦抖动会影响测量精度及稳定性。针对这些问题，本文研发了一套基于非接触式测量技术的捣固车作业线路纵向水平检测系统。该系统基于位敏探测器（Position Sensitive Detector,PSD）激光测量原理，采用E型激光发射器和接收器实现激光偏移量的测量。以DCL-32连续式捣固车为例，通过加速度传感器和激光传感器获取捣固车的振动特性，在振动实验室利用该系统进行现场工况模拟试验，并与现场试验数据进行对比。结果表明：该系统能够实现35 Hz振动频率跟随，可靠、稳定地采集线路纵向水平数据。     

捣固车曲线激光准直系统的研制

为解决线路长波不平顺问题,研制了能够引导捣固车实现自动起道、拨道功能的长基准测量系统——曲线激光准直系统。该系统利用激光方向性好、测距长、亮度高、能量集中的优点,集激光、机械、电子、液压、控制等技术于一体。现场试验表明,该系统能有效检测线路长波不平顺,尤其是可对曲线进行测量并引导捣固车起拨道作业,满足捣固作业精度要求。     

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。     

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...     

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。     

大型养路机械捣固作业参数对捣固效果影响规律的研究

有砟轨道大型养路机械维修作业中,捣固的主要动作是向枕底推送道砟并使道床密实。研究捣固镐插入的深度、速度、振动频率等捣固参数对大型养路机械作业效果的影响,对于提高大型养路机械作业效率、延长有砟道床服役年限具有重要意义。基于大型养路机械捣固镐结构和轨道结构建立了精细化捣固作业离散元仿真模型,采用多体动力学几何外形和离散单元分别对捣固镐与道砟颗粒的运动状态进行模拟,并通过试验对模型进行了验证。在不同的插镐速度和深度工况下模拟捣固作业过程,以道砟受到的压力、总动能、平均角速度和增加数量作为捣固效果的评价因素,研究了各工况的捣固作业效果。研究结果表明:在其他作业参数相同的工况下,插镐速度最优值为0.5 m/s,插镐深度最优值为90 mm。     

CRTSⅡ型无砟轨道板打磨关键技术研究

CRTSⅡ型无砟轨道板打磨技术体系由打磨软件统领,包括生产管理、磨床控制、打磨操作、激光测量、雕刻5个子系统技术。通过对打磨技术体系的研究,尤其是对五轴机床联动技术、数控机床、磨刀技术、模腔循环技术等打磨技术体系关键技术的研究分析,提出了建立自主的无砟轨道技术体系是我国高速铁路建设的必经之路。通过石武客专、京沪高速铁路的使用和验证,表明自主系统比国外系统有更强的适应性,填补了国内空白。     

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。     

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。     

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...     

无碴轨道精确测量系统的研制

无碴轨道精确测量系统是具有多种功能的混合测量系统，是现代精密测量技术、无线通讯与信息传感技术与机械和工程实际应用相结合的产物。该设备用全站仪定位，通过全站仪自动目标照准功能，以及全站仪与小车专用电脑控制的持续无线通讯功能，利用沿线布置的精测基桩（CPⅢ），配合数据处理系统，可实时提供精确的轨道内部及外部几何状态参数，并将计算出的轨道中线、轨距、水平、高程以及超高偏差通过界面显示，以便高效调整该里程点的轨道断面几何尺寸，达到所需的精度。     

无砟轨道板温度高速动态测量技术

无砟轨道板温度静态测量结果无法及时全面反映整条线路的轨道板温度与轨道几何不平顺的关系,因此设计了严寒及高温环境下列车最高速度350 km/h时以250 mm等间距动态测量无砟轨道板温度的系统。该测量系统基于辐射测温原理,通过设计测温响应速率、测量波长、信号放大倍率等关键参数和系统温控逻辑,高速有效采集轨道板微辐射能量。经试验测试,无砟轨道板靶标温度在-40~60℃时测量系统稳定可靠,测量误差小于2℃。