轨道质量状态评价方法

轨道状态直接决定轨道-车辆系统运行的安全性和舒适性。目前对轨道不平顺的评价主要采用局部幅值超限扣分、轨道质量指数(Track Quality Index,TQI)、不平顺功率谱、车辆动态响应等方法。幅值超限扣分法适用于局部存在幅值较大不平顺的情况;TQI能较好地反映区段轨道不平顺质量状态,英国、德国、美国、荷兰和我国大多采用200～250m区段TQI评价轨道不平顺的好坏;轨道不平顺功率谱     

基于多时域特征量的轨道不平顺状态综合评估

准确评估轨道不平顺状态对保障列车安全运营具有重要意义。目前,针对线路状态评估的指标主要采用轨道质量指数(TQI),但在实际管理中发现,该方法可能会造成轨道的欠维修或过维修。为了弥补现有评估方法的不足,充分利用采集的大量轨检数据,提出15个时域特征量对TQI进行补充,并利用主成分分析法(PCA)对数据进行降维处理,大大提升了此方法的时效性。以某高速铁路实测数据为应用实例,给选定的特征量99%的置信概率,结合动力学仿真和时频分析方法,综合评估该线路的轨道状态。结果表明,同一里程位置处的不同指标分布情况存在明显差异,TQI满足规范要求的轨道区段其动力学指标仍存在超限情况。本文方法可以实现轨道区段的潜在病害识别,有利于工务部门完成对轨道状态更为科学严谨的监测与管理。     

基于GBDT的轨道不平顺状态评价模型研究

基于轨道几何动态检测数据和车载式线路检查仪(晃车仪)数据,通过随机森林模型分析轨道几何特征与水平、垂直晃车相关性,并结合车辆动态响应利用迭代决策树(Gradient Boosting Decision Tree,GBDT)算法建立轨道不平顺状态评价模型,利用该模型对一客运专线实测轨道几何数据和晃车仪数据进行数据训练和预测。结果表明,模型能够识别超出现有幅值评判标准对车辆运行有显著影响的轨道病害区段,有益于完善轨道几何不平顺评价体系及工务设备养护维修。     

基于轨道局部波动的高速铁路轨道平顺状态评估方法

高平顺、高稳定、高可靠是高速铁路基础结构必须具备的基本属性,对轨道平顺状态进行全面准确评价是保证轨道高平顺性的根本前提。针对我国现行轨道不平顺评价方法中存在的不足,定义一种用于描述局部波动的多尺度标准差卷积变换模型,并借助脉冲函数分析该模型的基本特性。结合某高速铁路动检数据,分析该模型对轨道平顺性的评估效果,基于最大熵原理确定最优局部管理区段长度为15m,并提出轨道局部波动指数概念。实例分析表明,轨道局部波动指数反映了局部波动与轨道平顺状态的内在关联,能够对轨道局部波动进行准确定位,可以为轨道养护维修方案的制定提供新依据。     

动态检测数据驱动的高速铁路有砟轨道几何不平顺超限大值预警方法

为了对高速铁路有砟轨道几何不平顺幅值超限进行准确预警，结合局部异常因子算法，提出了一种动态检测数据驱动的轨道几何不平顺维修作业识别方法。首先，基于支持向量机（Support Vector Machine,SVM）算法对轨道几何不平顺超限劣化过程进行分析，将影响列车运行的持续劣化超限作为研究对象；随后，使用局部异常因子（Local Outlier Factor,LOF）算法对轨道几何不平顺维修作业进行识别，依据识别结果划分超限劣化过程；最后，对两次维修作业之间的检测数据进行分析，验证轨道几何不平顺幅值的劣化为线性过程，并对几何不平顺幅值进行预测。利用该方法对某线路进行劣化分析，并与近6年的动态检测数据对比。结果表明：该方法识别维修作业准确度达91%；基于鲁棒回归的劣化模型能够准确预测轨道几何不平顺超限大值。该方法不需历史维修作业数据，可自动划分劣化过程，通过几何不平顺幅值预测模型对超限发展进行预测，及时预警几何不平顺超限大值。     

世界各国铁路轨道质量指数对比研究

研究目的:作为轨道不平顺的重要评价指标,轨道质量指数被世界各国广泛应用于铁路工务管理中。本文简要介绍了中、英、美、日、加、印、波七国的轨道质量指数计算办法,分析对比各国轨道质量指数的特点及异同。在此基础上,采用实测轨检数据研究轨道质量指数的局部波动和单项几何缺陷敏感性。研究结论:(1)世界大多数国家采用标准差作为轨道不平顺的基础统计指标,以此基础发展的轨道质量指数计算方法略有差异;(2)与其他国家相比,我国TQI指数、波兰J指数和美国TRI指数均能敏锐捕捉局部范围内不平顺波动情况,具有较强的局部波动敏感性;(3)对于轨道综合质量指标来说,我国TQI指数和波兰J指数能够充分反映不平顺单项几何缺陷所带来的影响,具有较强的单项几何缺陷敏感性;(4)本文研究成果对指导养护维修作业、提高质量控制标准具有重要意义。     

基于概率分布推移变化的铁路轨道几何状态评价与预测方法

正确评价和预测轨道几何状态的发展与变化规律是实现铁路轨道经济维修的关键问题之一.根据轨道几何状态变化的特点,基于概率分布的基本思想,建立轨道不平顺状态推移矩阵.运用轨道不平顺状态推移矩阵计算各项轨道几何不平顺在不同时间点的推移变化规律,分析和评估轨道几何状态的现状及其发展趋势.结合大量沪宁线轨道几何不平顺数据的计算与分析表明:采用基于概率分布推移变化的方法能够很好地预测轨道几何状态的变化及其发展趋势.     

关于应用轨道质量指数技术指导线路养护维修作业的探索

本文阐述了如何应用轨道质量指数（Track Quality Index简称TQI）技术，深入了解轨道实际状态，有效指导线路养护维修作业，初步探索轨道状态的科学管理办法，并介绍了实际应用效果。     

高速铁路线路轨道维修技术的探讨

对高速列车在运行中存在的突出问题进行研究,分析轨道不平顺与车辆轮对相互作用对高速列车的幅值、波长、谐振频率的影响;研究轨道不平顺的类型,在正确地测得各种轨道不平顺的数据后,对轨道不平顺状态作出科学评价;用轨道质量指数等不平顺幅值的统计指标拟定250 m区段的轨道连续不平顺状态,利用动态检查得到的高低、轨向、轨距、水平、平面扭曲等综合指数,以250 m线路区段为一个单元作为轨道平顺性评定、判断和维修管理的基本长度单元;用基本长度单元的标准差对各项不平顺进行评价,标准差超差时,则运行状态不良,无论个别局部轨道不平顺的超差是多少,都要进行维修。这样能突出不平顺严重地段的统计特征,比较科学地权衡需要进行维修的区段。     

浅谈车轨道检查车检查资料的有效分析及运用

轨道检查车（以下简称“轨检车”）是检查铁路轨道几何状态，查找轨道病害，评定线路动态质量，指导线路维修的动态检查设备，其作用是通过动态检查从轨检资料中（包括文字资料和波形图资料）了解和掌握线路局部不平顺（峰值管理）、线路区段整体不平顺（均值管理）的动态质量，对线路养护维修工作进行指导，对工务部门的工作质量进行有效评价，从而实现轨道的科学管理工作。     

浅谈轨道检查车检查资料的有效分析及运用

轨道检查车(以下简称“轨检车”)是检查铁路轨道几何状态,查找轨道病害,评定线路动态质量,指导线路维修的动态检查设备,其作用是通过动态检查从轨检资料中(包括文字资料和波形图资料)了解和掌握线路局部不平顺(峰值管理)、线路区段整体不平顺(均值管理)的     

基于RAMS的高速铁路轨道平顺状态综合评价体系研究

结合轨道不平顺和车辆动态响应的特征量,基于可靠性、可用性、可维修性和安全性(RAMS)理论,提出高速铁路轨道平顺状态综合评价体系.采用轨道几何不平顺幅值、轨道质量指数(TQI)、轨道几何复合不平顺指标、车体加速度幅值、广义能量指数(GEI)评价轨道平顺状态的可用性.利用带通滤波后轴箱加速度有效值的峰值因子评价道岔、焊接接头、伸缩调接器等轨道短波结构在冲击载荷作用下的可靠性.采用脱轨系数、减载率、轮轴横向力、构架横向加速度的连续多波大值和轨道几何不平顺Ⅲ、Ⅳ级大值指标评价轨道平顺性对车辆安全性的影响.根据分析诊断结果动态掌握轨道平顺状态,并通过状态修减少修复时间,提高轨道平顺的可维修性.该评价体系在联调联试和日常检测中已经开始应用,并发挥了重要作用.     

利用轨道质量指数(TQI)指导线路养护维修

针对我国铁路传统修程修制不能满足当今铁路快速运行需要的问题，结合轨道质量指数（TQI—Track Quality Index）理论，提出了运用TQI理论指导线路养护维修的方法，同时指出了该方法的其他作用，并通过实例证明了该方法的效果。     

轨检车数据在指导现场维修中的运用

本文阐述了GJ-4G型轨检车工作原理和检测内容,从轨检数据中掌握线路局部的不平顺状态,及线路区段整体不平顺的动态质量,对线路养护维修工作进行指导,对工务部门的工作质量进行有效评价,从而实现轨道的科学管理.     

数字轨道地图数据平顺性检查算法研究

利用卫星导航实现多传感器列车组合定位必须建立数字轨道地图。在数字轨道测量数据处理过程中,轨道数据平顺性检查是非常重要的环节,而人工检查工作量大且无法保证数据准确可靠。本文使用短时傅里叶变换分析线路数据点夹角序列的幅度谱,通过对数据进行频域高通滤波排除线路弯道对平顺性检查的影响,从而直观的检查、定位线路中的数据不平顺区域。实验表明,该方法能够直观的呈现线路平顺性,并快速定位不平顺位置,在轨道地图GPS测量过程中降低人员工作量,保证数据准确、可靠。     

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。     

京沪高速铁路轨道动静态几何状态变化分析

阐述京沪高速铁路轨道动静态几何状态变化规律、轨道不平顺谱变化特点,以及路基、隧道、桥梁和过渡段等轨道特征区段不平顺变化规律;对比分析轨道特征区段轨道不平顺波形,提出对高速铁路线路的调节器、有砟和无砟轨道过渡段、引桥简支梁梁端线路加强检查和维修养护等建议。     

高速铁路动检车轴箱加速度与轮轨力数据里程对齐研究

高速铁路动检数据对轨道养护维修具有重要意义,其中轴箱加速度和轮轨力是两种能够反映轨道短波不平顺信息且相互关联的高频采样数据。然而,这两种数据之间存在里程误差,以至于在评价轨道平顺性时无法建立参考基准。现有的动检数据里程修正方法大多需要结合线路台账信息,主要针对轨道几何不平顺数据的里程对齐,鲜有适用于无线路超高信息且高频采样下的轴箱加速度和轮轨力里程对齐方法。提出一种二阶段窗长收敛的里程误差修正模型,结合线性插值方法调整全局波形。根据某高速铁路实测轴箱加速度、轮轨力数据修正结果表明：该线路区间的里程误差在第一阶段修正后从1 km左右减小至42 m以内,经第二阶段精确修正后误差在99.7%的置信度下可控制在1.55 m以内。数据能量趋势结果表明,修正后轴箱加速度、轮轨力数据趋势线性相关性在全区段显著提升。     

基于A-INS组合导航的现代有轨电车轨道几何状态快速精密测量

铁路轨道是现代有轨电车运行的基础,其几何状态对于车辆的运行安全、行车速度、平稳舒适性起着决定性的作用。传统轻型轨道几何状态测量仪(轨检小车)以高精度全站仪为核心测量设备来检测轨道几何平顺性,测量效率低,难以满足线路维护的需求。提出基于带有辅助信息的惯性导航系统(A-INS),通过获取轨道的高精度三维坐标和姿态的方法,来实现有轨电车轨道几何平顺性的快速检测与准确评估。在武汉现代有轨电车轨道几何不平顺测量应用结果表明,轨向不平顺和高低不平顺重复测量误差小于0.2 mm,超高和轨距偏差的重复测量误差小于0.2 mm。实测结果说明:基于A-INS组合导航的轨道几何状态测量系统,可以满足现代有轨电车轨道不平顺检测的精度要求。     

轨道检测大数据在线路设备工务养护维修中的运用

轨道作为影响线路行车安全的主要结构之一,其质量状态检测与科学管理是工务部门养护维修的重要内容。随着我国基础设施检测体系不断完善,已积累了海量的多源轨道检测数据,是线路设备状态评估并进行运维决策的重要基础。在总结我国主要轨道检测数据管理与评估方法基础上,介绍多源数据融合分析在轨道弹性不良筛查、连续多波周期性不平顺识别、道床脏污状态评估等方面的作用,形成了基于轨道几何动检数据的病害预警分析,以及轨道质量预测与维修决策技术,为动态检测大数据在线路设备养护维修中的科学运用提供依据。