基于小波变换的轨道检测数据滤波方法

为了尽量减小轨道检测数据中夹杂的粗大噪声干扰对轨道检测结果的影响,利用小波算法对轨道检测数据滤波处理是一种可行方法。分析了dbl,db2,db3和db4小波基对轨道检测数据中高频突变脉冲信号的敏感性,选用较为敏感的db1小波基对轨道检测数据进行小波分解。通过3σ准则识别出粗大误差点并加以剔除,对轨道检测数据的高频和低频部分进行小波重构,从而达到较好的轨道检测数据去噪滤波效果。分别采用均方误差值、信噪比和平滑度指标对几种小波的去噪滤波效果进行了分析比较,进一步验证了db1小波能在轨道检测数据的处理中达到较好的去噪滤波效果。实例表明,论文提出的方法对能够敏感地识别轨道检测数据中的噪声信号,有效地剔除检测数据中的粗大误差,达到较为理想的轨道检测数据滤波效果。     

轨道几何动静态检测分析

通过介绍轨道几何静态检测的绝对测量型、相对测量型轨道检查小车以及动态检测惯性基准法的基本原理,分析单波不平顺的弦测输出、仿真弦测法的畸变影响,得出应采用大于轨道不平顺波长的弦长进行测量以减小弦测法幅值畸变的结论。将轨道几何的动态空间曲线转化为轨道几何动态弦测值,同时按轨道几何静态空间里程对轨道静态空间坐标进行最优化筛选,输出轨道几何静态弦测值,并将轨道几何动静态弦测值统一为10 m弦长、20 m弦长的弦测输出。对比轨道几何动静态弦测输出,结果表明动静态检测数据一致性较好,二者偏差95%,分位数小于1 mm,相对于轨道几何静态检测,动态检测无需人工设站,粗大误差小。     

轨道静态检测轨向高低新算法及精度研究

基于自动跟踪、自动照准功能的全站仪和轨道测量仪轨道静态检测技术已广泛应用于普速铁路和高速铁路的建设运营中。目前相关规范只对轨道静态检测的自由设站精度和轨道几何参数限差进行了规定,未对轨道几何参数的测量精度进行相关说明。基于轨道静态检测自由设站的设站误差和全站仪的观测误差,提出并推导利用轨道点横向、垂向偏差,计算轨向、高低的新算法及其精度模型。研究表明,使用标称精度为0.5″的全站仪施测,可满足轨道静态检测的精度要求。     

轨道检测车的运用

轨道检测车的使用已对维保部门养护维修轨道设备起到了很好的指导作用,但在利用动态轨检数据指导养护维修时,维保部门发现轨检动态测量数据与现场核查数据存在误差。重点从轨道检测车检测原理及影响动态扣分的因素出发,分析造成轨检动态数据与静态数据误差的原因,以便在今后的数据应用中提供指导,使维保人员准确找到轨道检测车检测出的轨道病害,高效发挥轨道检测数据的作用。     

接触网和轨道同步检测技术研究

将车体振动姿态检测数据引入到接触网检测系统,以消除由车体振动造成的接触网几何参数检测误差。采用接触网检测系统,通过对锚段、支柱、吊弦等关键零部件的识别,实现检测数据定位;,将定位数据与数据库中公里标称信息相关联,可消除轮径定位造成的累计误差,提高轨道检测数据定位精度。基于传统接触网和轨道检测技术,构建同步检测系统,实现接触网和轨道检测数据的共享,对于指导现场维护工作具有重要意义。     

基于CPⅣ轨道基准网轨道三维检测系统的研究

针对CPⅢ轨道控制网的轨道三维检测系统对计算轨道被检测点坐标与轨道中线坐标较为复杂,检测精度不够高的问题,建立一种基于高精度CPⅣ轨道基准网的轨道三维检测系统的数学模型,该检测系统采用双全站仪的轨道检测小车直接捕捉CPⅣ基准网棱镜,消除CPⅢ轨道三维检测系统对全站仪进行设站所带来的繁琐与误差,并通过欧拉角与刚体运动规律的原理简化检测系统的数学模型,可以快速计算出轨道被检测点坐标与轨道中线坐标,CPⅣ轨道三维检测系统显著提升了轨道的检测精度与效率。     

测量过程中异常值的产生及其处理方法

１综述一般称超出规定条件下预期的误差为粗大误差。简称为“粗差”。粗大误差的绝对值与测量列中其它测得值的误差分量相比明显偏大，即明显歪曲测量结果。含有粗大误差的测量值称为异常值或坏值。发现异常值应该剔除。产生粗大误差的原因是多方面的，主要表现在：１．１...     

高速磁浮轨道导向不平顺检测系统的研究

高速磁浮列车是利用电磁力实现车辆与轨道无接触高速运行的一种新型交通工具,车辆的导向和制动性能受到轨道导向不平顺的影响。为了保证高速磁浮车辆运行的安全性、稳定性和舒适性,设计一种结构简化、低成本和搭载式的磁浮轨道导向不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法原理实现检测,由加速度计、测距传感器、数据记录仪和里程检测模块组成,并未使用陀螺仪和倾角仪测量载体的姿态角变化。分析了车辆姿态变化对导向不平顺检测误差的影响,因未修正姿态导致的检测误差绝对值在直线段轨道达到0.4 mm,而在曲线段轨道超过了3 mm。为了降低缺乏姿态观测所致误差,提出一种设计线型辅助的策略用以部分替代倾角仪功能,即以列车所在位置轨道的横坡角和纵坡角分别近似替代载体的侧滚角和俯仰角低频分量,并用于补偿加速度积分中的重力和离心力分量,仿真表明该方法可将曲线段轨道的检测误差降低至0.6 mm。此外,结合磁浮轨道刚度大、变形小以及分段铺设的特点,利用分段直线拟合方法对不平顺检测结果进行平滑处理,从而进一步降低缺乏姿态观测的影响,保证系统具有足够的检测精度。通过小车检测试验,结果表明所设计系统及数据处理方法可实现±0.5 mm之内的检...     

时域差分滤波在高速铁路轨道精密检测中的应用

高速铁路轨道精密检测直接服务于轨道精调作业,检测数据的好坏对轨道精调有着重大影响。检测数据在反映轨道真实状态的同时,还存在由误差引起的高频扰动,而这种高频扰动对精调数据分析极为不利。结合轨道精密检测的实践,采用时域差分技术消除数据高频扰动,并通过某高速铁路实测数据对算法进行验证,计算结果表明,数据中的高频分量得到有效消除。     

基于激光准直的轨道长波检测关键算法的研究

轨道不平顺是引起列车产生振动的主要原因。有资料报道,列车的激烈振动主要是轨道的长波不平顺引起的。轨道长波高平顺对高速列车安全、快速和舒适起关键性作用。目前,轨道长波不平顺尚无可靠、高效的检测手段。把激光准直技术应用到轨道长波不平顺检测是当前研究的一个方向。为减小激光准直精度对轨道长波检测精度的影响,提出分次测量、建立测量数据二维坐标转换模型,并对模型进行误差分析。应用Matlab进行算法仿真,测量精度比直接测量提高了约0.19 mm,表明该算法的可行性,可以应用于轨道长波不平顺检测。     

基于轨道倾角积分的长波高低轨道不平顺测量方法

高效且准确地对长波轨道不平顺进行监测是轨道几何测量领域的难点。分析两类惯性基准动态检测方法的测量误差来源，认为转向架与轨道间的“冲角”是造成长波不平顺测量精度损失的重要因素；为此，重新设计检测系统硬件结构，引入点头陀螺仪传感器和测距组件，在轨道平面建立“短弦”测量模型，推导基于误差状态扩展卡尔曼滤波估计的俯仰轨道倾角测量算法；通过补偿滤波与空间域积分等信号处理方法，计算长波高低轨道不平顺。现场试验表明：该方法有效复原7～200 m以内的长波高低不平顺；当截止波长为200 m时，相比传统的惯性基准法，平均精度增加了81%～88%,且受检测速度影响小；统计系统重复检测误差的95%分位数在1.5 mm以内，在大跨度桥梁形变与路基沉降监测等领域具有较好的应用前景。     

轨道动态几何状态与轮轨力检测数据里程校准方法及应用

轨道动态几何状态与轮轨力是服役状态的重要指标,对这两种指标进行综合分析能更全面、准确地评价轨道质量,但由于轮径值偏差、线路长短链、车辆运行中产生滑动摩擦等原因,检测结果里程与线路真实里程偏差较大,影响数据分析应用的准确性,且难以对两种数据进行关联分析。本文提出了统一采集和分散采集模式下轨道动态几何状态与轮轨力检测数据的里程校准方法。统一采集模式下,先校准轨道动态几何状态检测数据的里程,再将轮轨力检测数据的里程与之同步对齐校准。分散采集模式下,采用特殊区段、线路要素与检测波形关联分析的方法,实现对轮轨力检测数据的里程校准。对某地铁线路真实检测数据进行校准验证,结果表明：统一采集模式下校准后误差小于0.6 m,分散采集模式下校准后误差小于2.0 m。将该校准方法应用于轨道动态几何状态与轮轨力检测数据可视化展示软件,进一步证明了该方法的有效性与应用价值。     

基于逆滤波的轨道不平顺测评误差分析及滤波参数优化

弦测法是目前国内外使用最普遍的轨道不平顺测评方法之一。本文采用滤波模型描述弦测法对轨道不平顺的测评过程,借助频率采样方法构造逆滤波器实现轨道不平顺波形的复原,进一步定义滤波器等效长度和误差放大系数,对不同滤波器设计参数的误差影响进行分析,发现截止波长与采样步长的增加将导致误差快速积累;滤波器等效长度越大,波长的截断效果越明显,滤波效果越好。提出轨道不平顺测评过程中滤波参数的优化思路:一是采用更小的采样步长提高测评精度,二是采用更高的滤波器阶数优化滤波效果。以一段1km长的高速铁路轨道区段为例,根据逆滤波器设计方法,实现其轨道不平顺的复原,检测精度为0.01mm时测评误差在1~50m波长范围不超过0.84mm。     

周期荷载作用下钢轨缺陷检测分析

根据振动理论、瞬态有限元-边界元理论,提出一种利用钢轨振动响应数据对钢轨断裂缺陷进行分析检测的方法.通过建立无砟轨道振动分析动力学模型,研究在节点周期荷载激振下,轨道在钢轨全断裂,钢轨截面50％断裂等缺陷条件下的振动加速度规律特征.结果表明:在不同轨道缺陷条件下,钢轨在2个检测点的振动响应加速度变化特征明显,且能够提取不同轨道缺陷对应的特征规律,多组仿真实验结果误差均在5％以内.本方法是无源检测,方法简单可靠,能够有效地提高轨道检测工作效率,减少线路维护的时间.研究结果可为基于动力学响应的轨道缺陷检测工程技术提供借鉴和利用.     

无砟轨道的误差组成及其权值初步分析

研究目的:对无砟轨道的误差源和误差传递规律进行分析,提出降低误差的相应措施,最大限度的降低误差传递和无砟轨道施工误差,提高无砟轨道初始精度,保证轨道综合质量.研究结论:通过对无砟轨道误差源进行的定性、定量分析,其合成误差中各分项的权值是动态变化的,经研究提出了其权值分配;施工中应选择合理的施工方案、重视扣件系统管理、保证轨道测量的可靠;以工程技术控制为主线,将工序、标准落实到每个工作岗位,采用先进的设备避免误差传递和积累,最终保证无砟轨道工程质量.     

无砟轨道误差合成分析与应对措施

根据误差理论和现场数据统计分析,可认为轨道几何参数误差呈正态分布,将无砟轨道各施工阶段的误差源组成进行了简单剖析,定量或定性地分析了制造产生的误差、测量仪器系统误差、施工操作误差、混凝土浇筑产生的影响误差,提出选择合理施工方案、重视扣件系统管理和保证轨道测量可靠等是使合成误差尽可能降低的控制措施。     

接触线高度检测数据异常值识别技术

针对海量接触网检测数据中存在异常值的现象,研究数据的智能识别与预处理技术。对莱因达准则、格拉布斯准则、狄克逊准则、肖维勒准则、绝对均值法以及分位数法几种异常值判别准则进行分析,应用接触线高度动态检测数据进行实例验证,比较和分析各种异常值检测方法对误差辨识的效果。结果表明,几种方法对于离散粗大误差均有较高的识别率,但对于连续出现的异常值,绝对均值法与分位数法效果更佳。     

铁路工程轨道精调现状及改进方法研究

研究目的:现有轨道精测精调存在难以有效改善中长波幅值及多波不平顺控制的困难,本文从我国铁路轨道精调作业现状及轨道不平顺的变化特性出发,通过分析轨向检测原理及改进方法,研究一种基于垂线偏距法的轨道检测及精调的改进作业方法,以达到综合提高铁路工务轨道精调平顺性的目的。研究结论:(1)基于垂线偏距法定向的检测方式可有效降低轨道中长波不平顺幅值,合理安排作业工序,可在轨向/高低优化改进的前提下,进一步改善其他轨道几何不平顺短波幅值及多波不平顺,整体提高轨道平顺性状态;(2)在轨道状态不良及缓和曲线等区段,轨道检查仪测量的垂线偏距误差会偏大;(3)基于车体敏感波长进行定制化的精调作业,可进一步提高运营动力作用稳定性。     

轨道坡度对测量静态超高的影响

当前国内采用轨道测量设备进行轨道静态超高测量时,主要是使用轨道检查仪和数字轨距尺等测量设备。针对不同的轨道测量设备在轨道无坡度的线路上的测量结果是一致的,但在有坡度的线路上的测量结果却明显不同的情况,分析不同倾角传感器的主要装配方式下,轨道坡度导致的误差的原因及误差计算方法。提出在测量设备的制造过程中有效减小误差的控制方法和建议。     

倾角传感器安装误差对轨道测量仪超高测量的影响

轨道测量仪倾角传感器的安装误差会造成经检定合格的不同轨道测量仪在测量同一段线路的轨道超高时测量结果不尽相同,甚至同一台仪器在不同线路状态的超高测量示值误差亦相差较大。为此,从轨道测量仪的超高测量原理出发,对倾角传感器的安装误差进行分类研究,重点分析了倾角传感器的双轴与轨道测量仪的横向、纵向均不平行时,其对轨道测量仪超高测量的影响。研究结果表明:为了满足轨道测量仪在线路任一位置的超高测量示值误差不大于±0. 30 mm的规范要求,倾角传感器的安装误差角度应不大于0. 5°。