基于双向近景摄影测量检测轨道平顺度的计算模型

为改进高速铁路轨道几何平顺性精调的测量精度与效率,本文提出一种基于双向近景摄影测量检测轨道几何状态的方法,通过从铁路正、反向里程对轨道进行双向摄影,以轨道控制网CPⅢ作为像控点,采用严密的光束法区域网平差理论,对轨道双向摄影图像进行联合平差处理,探索出近景摄影测量检测轨道中线偏差和轨面高程的计算模型与精度评估方法。仿真试验结果双向摄影相对于单向摄影的横向与高程精度分别提高85%和42%。现场轨道试验段计算结果表明,双向近景摄影测量检测轨道的横向偏差测量精度为2.4mm,轨面高程精度为1.7mm,满足规范要求的轨道中线偏差与轨面高程测量精度指标,可为高速铁路轨道静态几何状态测量提供一种高效检测技术。     

轨道不平顺波形检测系统精度分析与优化

针对设计完成的一种附加排轮结构轨道不平顺波形检测系统,通过严格的数学推理,并参考现场实际经验,合理设计分析参数,相对精确地分析出整套轨道不平顺波形检测系统的检测精度。在此基础上,推导并建立合理的数学模型,利用Matlab软件对检测系统进行模拟仿真测试,为检测系统的设计改进提出合理化建议,在更好地适应现场使用的同时,相应地提高检测系统的检测精度。     

长波长轨道不平顺检测中的数字滤波方法

分析和比较了目前较为成熟的轨道长波长不平顺的检测方法，尽管随检测原理的不同，各国的轨检系统采用的处理方法相关很大，但其共同点是均离不开数字信号处理方法，从而保证系统有良好的幅频特性和相频特性。     

轨道不平顺检测评价及预测综述

按描述参数、激扰方向以及波长的不同对轨道不平顺进行分类;根据检测原理的不同及有无轮载比较不同轨道不平顺检测方法的优缺点;梳理局部不平顺评价和区段整体不平顺评价标准;分析频域评价方法的优缺点及各国应用情况;概括轨道不平顺时频域评价方法及其局限性;按预测方法的不同分析3类轨道不平顺预测方法。研究结果表明：相较于高速铁路,城轨交通动态检测缺少轨检车及综检车的应用;既有铁路轨道谱构建较为完善,但在城轨领域仍缺少成熟的轨道谱;时频分析方法能够同时在时域和频域上对轨道不平顺进行定位,适用于非平稳性信号,但其实际应用仍受较大限制;轨道不平顺预测能提高轨道维护效率,但仍存在很大局限性,无法进一步推广。     

高速铁路轨道不平顺的评定方法

文章通过研究轨道不平顺的实际影响，科学评价轨道平顺状态，正确识别状态不良的地点和区段，对指导轨道维修管理，保证高速行车的安全与平稳，具有借鉴意义。     

图像处理技术在轨道平顺度检测中的应用研究

对呼和浩特铁路局工务段各工区现有轨道长波不平顺激光检测仪进行研究。由于其工作时检测数据是靠人工来读取投射到激光靶面上的激光光斑位置,很难保证数据的准确性,而且在读取数据时,高亮的激光光斑会对人眼造成一定的伤害。由此本文提出,利用工业相机对激光靶面上的激光光斑图像进行采集,利用图像处理技术对采集到的光斑图像进行逻辑运算处理并进行轮廓提取,再运用椭圆拟合算法对处理后的光斑图像进行椭圆拟合,最后提取出拟合出椭圆参数的中心坐标就是检测的激光光斑中心坐标。以此方法来代替人工读数,从而减小人工读取坐标数据带来的误差并减少高亮光斑对人眼的伤害。     

光纤陀螺仪测量轨道平顺度参数的原理及不确定度

轨道检查仪是替代＂人工弦线法＂检测铁路轨道高低、轨向等平顺度参数的重要计量器具,目前使用的轨道检查仪多采用光纤陀螺仪作为平顺度检测的惯性元件。从光纤陀螺仪的测量原理入手,论述轨道平顺度参数的检测方法,并对测量结果的不确定度进行分析,以指导轨道检查仪的使用和检定工作。     

轨道不平顺性对高速铁路的影响

介绍了高速铁路轨道不平顺的种类,分析了高速铁路轨道不平顺产生的原因以及不平顺波形的特征,并介绍了轨道铺设精度控制标准。     

倾角传感器检测轨道不平顺状态

轨道的不平顺状态对机车车辆的安全行驶有重要的影响 ,介绍一种使用倾角传感器动态检测轨道不平顺的方法 ,安装在手推小车上 ,由倾角传感器、光电轴角编码器、DSP轨道检测单元板、转储器及地面处理系统等部分组成 ,能够检测轨道的高低不平顺 ,水平不平顺以及三角坑 ,为铁路工务部门线路维修提供技术依据。     

利用高速铁路轨道不平顺谱估算不平顺限值的方法

基于车辆-轨道耦合动力学理论,结合我国高速铁路轨道不平顺的管理模式,提出利用高速铁路轨道不平顺谱进行不同管理等级轨道不平顺限值估算的方法。以中国高速铁路无砟轨道不平顺谱激扰作用下中国典型高速车辆在板式无砟轨道上运行为例,进行350km/h行车速度条件下轨道高低、轨向、水平、轨距不平顺各管理等级(Ⅰ~Ⅳ级)对应限值的估算,并与传统单一谐波(波长为10、40m)激扰作用下计算获得的限值和国内外高速铁路轨道不平顺标准对比分析。结果表明,采用本文所提的限值估算方法,以包含多种波长成分的随机不平顺作为输入激扰,相比单一谐波的计算方式考虑更为全面,可反映轨道不平顺各波长成分对行车品质的共同作用;相比国内外高速铁路轨道不平顺标准,在本文仿真计算条件下,利用高速铁路轨道不平顺谱估算的各管理等级轨道不平顺限值总体居于国内外标准之间。因此,本文利用高速铁路轨道不平顺谱进行轨道不平顺限值估算的方法是可行的,为采用动力学仿真手段获取轨道不平顺理论限值提供了一种新途径。     

陀螺仪轨迹法测量轨道平顺性替代方案的探索

指出在轨道平顺性测量中轨道检查仪关键器件陀螺仪存在的局限性,通过理论验证,提出一种新的替代方法,即采用传统的长度测量传感器对转角进行测量。通过理论推导,给出新方法的测角数学模型,同时分析了不同基本弦长下其应用的相关问题,以拓展解决此类问题的思路。     

基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法

现有高速铁路轨道动态检测主要采用基于加速度计和测距传感器数据的惯性基准法,由于加速度计具有信噪比低、积分漂移大等特点,限制了其在轨道长波不平顺和低速下的测量精度,因此提出基于互补滤波的轨道不平顺动态测量方法。首先,优化系统硬件结构,在转向架前后安装测距传感器;其次,采用轨面上"两点弦"测量模型,推导基于光纤陀螺仪数据的角速度测量法;通过测量系统传递函数的幅频特性分析,发现角速度测量法在测量30 m以内的短波不平顺时存在衰减,为此提出互补滤波方法,即对加速度测量法与角速度测量法进行融合计算;最后,用轨道-车辆动力学仿真对3种方法的精度进行实例分析。结果表明:相较于角速度测量法,互补滤波测量法有效补偿了其在测量30 m以内的短波不平顺时存在的高频衰减的不足;相较于加速度测量法,互补滤波测量法将平均精度提高了24%～80%,因而它具有噪声敏感度低、受检测速度影响小等优点。     

铁路既有线测量设计一体化技术的研发与实践

针对既有线常规测量方式不能重构既有线、提供中线理论坐标,无法满足CPⅢ铺轨的问题进行研究。采用兼顾轨道平顺性的最小二乘拟合优化法、拟合理论直线边构架既有线理论中线的控制桩法、基于设计要素阀值的曲线整正法、利用法向趋近重合法计算测点中线理论里程、归化里程获取设计接口数据法重构既有线。研制全站仪数据自动采集系统以及既有线勘测设计一体化处理系统,实现提供既有线设计中线理论坐标的目标,形成从外业测量到内业自动化设计的一套完整的理论方法与技术体系,经工程验证后得到推广应用。     

轨道电路传输电压测量不确定度评估方法研究

信号动态检测系统对轨道电路传输特性进行检测,可以发现信号设备存在的隐患。随着设备应用水平的提高,精度要求更高。介绍了轨道电路传输电压测量不确定度的评估方法,以此来验证现有设备的测量精度。     

无碴轨道道床竖曲线弦测法施工精度控制

介绍了无碴轨道道床竖曲线弦测法施工精度控制要点,即控制体系的设计,弦线点的设置,矢矩的合格范围以及轨排铺设和弦线量测的控制要点。详细阐述了弦线矢矩处理程序和注意事项。     

道床板长度对减振垫轨道结构振动性能影响分析

橡胶减振垫整体道床是一种新型的减振轨道结构,然而,工程应用中,单元道床板结构长度的选择尚无明确指导性意见。采用模态分析、谐响应分析法分析不同道床板长度橡胶减振垫整体道床结构固有频率、振型及传递函数。分析表明:(1)单元道床板长度变化对道床垂弯、道床扭转振型主振频率影响较明显;(2)2.5、3.75 m单元道床轨道结构频谱幅值出现在一阶横弯振型频率,而≥5 m的道床板,其频谱幅值主要出现在道床沉浮振型对应频率附近;(3)减振垫整体道床频谱曲线幅值随着道床单元结构长度的增加而大幅减小;(4)当单元道床结构长度≥5 m时,频响幅值随单元长度变化不大。     

轨道复合不平顺权重系数的求解方法

轨道的轨向和水平逆相位复合不平顺对列车运行的平 稳性有较大影响,在复合不平顺管理中,首先要决定加权系数。 通过理论分析提出加权系数的求解方法,并进行实例计算,初 步得出权重系数的建议值。     

轨道过渡段刚度突变对轨道振动的影响

建立轨道过渡段基础刚度突变的轨道振动微分方程,推导单轮作用下轨道变形的解析表达式。利用该解析解和叠加原理,研究轨道刚度突变对轨道振动的影响,分析单轮对和TGV高速列车在3种轨道刚度比时的轨道动力响应。结果表明,轨道刚度突变对轨道振动影响较大,轨道动力响应随着刚度比和列车速度的增加而增加。在理论分析基础上,提出轨道过渡段整治原则:过渡段宜采用分层(3~4层)强化基础刚度的措施;列车在过渡段运行时应满足所引起的动力系数小于或等于1.2及过渡段各层之间的刚度比在0.5~1之间;过渡段每层平缓距离,当列车速度小于或等于160 km.h-1时,取5 m,当列车速度大于160 km.h-1时,取10 m。     

用于铁路轨道不平顺预测的综合因子法

根据轨道结构存在的不平顺特征及其形成原因,提出基于数字统计理论、信号处理理论和轨道不平顺检测数据的综合因子法,对各类轨道不平顺的发展趋势进行预测,为铁路线路的维修提供参考依据。方法的核心思想是基于对同一地段轨道不平顺变化规律相近的认知,即轨道在线路脆弱的地方会更脆弱,在不平顺幅值较大的地方其不平顺发展也相应较大。综合考虑影响轨道不平顺发展的众多因素,如轨道系统各部件的材料影响、铁路施工以及各种运营条件、环境因素等,将这些影响因素共同作用后的整体效果反映在构建的预测模型中,给出相应的综合因子和随机量的参数矩阵,并建立轨道不平顺管理的分级概念。计算结果表明,综合因子法能够较好地预测轨道不平顺的变化。     

铁路轨道刚度的确定方法

对轨道合理刚度问题进行分析,阐述轨道容许变形量与轨道部件容许应力相互平衡关系以及维修工作量与行车舒适性相互制约关系。给出三种确定轨道整体刚度的方法,钢轨允许应力法、轨道允许变形法和临界速度法。论述部件刚度合理匹配关系。从安全和控制维修的角度,提出基于合理变形确定轨道部件刚度的方法,即变形分配法。应用所提出的方法,对高速铁路轨道刚度问题进行探讨,建议采用轨道允许变形法和变形分配法确定高速铁路轨道整体刚度和部件刚度。给出我国高速铁路在车辆轮载作用下轨道刚度的建议值,轨道整体刚度100kN·mm-1、钢轨支座刚度37kN·mm-1、轨下垫板和道床刚度74kN·mm-1。