高速铁路既有曲线正矢测量方法的研究和设计

高速重载铁路对铁路工务部门线路维护、维修提出了新要求。阐述了高速铁路既有曲线正矢的测量方法及工作原理,设计开发出一种新型的铁路线路曲线检测仪。该检测仪采用先进的传感、激光检测技术和嵌入式系统,有效解决了铁路工务部门繁重的曲线正矢测量任务,提高了测量精度和工作效率,满足铁路工务对高速铁路既有曲线正矢测量的需要,具有较好的推广和应用价值。     

地铁10m弦长测量曲线正矢容许偏差的标准确定分析

从北京地铁线路曲线的特点出发,采用10 m弦测量曲线正矢,并对缓和曲线正矢与计算正矢差、圆曲线正矢连续差、圆曲线正矢最大最小差值等容许偏差进行分析,制定相应的10m弦量测曲线正矢容许偏差标准。     

铁路曲线拨道量检测计算仪的研制与应用

介绍能实时测量正矢、优化计算拨道量的铁路曲线拨道量检测计算仪的原理及测量方法。该仪器可提高正矢测量精度，可实现测量和拨道连续作业。     

铁路曲线正矢布点方法探讨

铁路曲线正矢测量点布点可以采取不同的方法,只要符合布点原则和正确计算方法,计算所得的计划正矢累计和相等,因此不会影响正矢测量和曲线的拨正。     

轨检仪矢距测量系统的频响特性及其弦长选择

轨检仪矢距测量系统虽可通过"以小推大"实现长弦中点矢距的测量,但其频响特性及其优选弦长尚需明确。本文以矢距测量系统为研究对象,通过频响特性分析明确其在不同波长轨道不平顺激励下的增益及相位;在此基础上,以对高速铁路轨道敏感波长的响应最大为目标,通过整数规划选择矢距测量系统弦长倍率;并对相关观点进行仿真验证。研究结果表明:基弦的中点矢距的"以小推大",等效于其测量弦长扩展n倍,且依然保持严格线性相位;为保证有效检测敏感波长不平顺,扩展倍弦长应取70 m为宜。所得结论有利于指导高速铁路轨道的静态检测。     

基于轨道相对测量数据识别曲线关键参数的研究

既有线曲线整正过程中需要根据线路实测数据拟合出一条与其最贴合的理想曲线,该曲线关键参数的识别即为本文研究对象。经过对轨道相对测量和绝对测量数据精度以及使用便利性的比较,本文选择使用相对测量数据进行曲线参数识别。识别原则设定为最大化拟合线上的测点数目。为此,本文采用以霍夫变换加稳健估计为基础的算法分别对正矢图和角图数据进行识别与拟合。在一系列仿真试验及结果分析后,提出一种新的识别算法。该算法将基于正矢图和角图的识别结果综合,比现行基于正矢图的稳健加迭代识别算法效果更好。     

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。     

基于奇异滤波及稳健回归的轨道曲线主点定位方法研究

曲线主点位置的准确获取是线路整正的基础。在缺失线形标记的情况下如何准确地计算出轨道主点的位置一直是业界广泛关注的问题。在分析曲线轨道正矢图形的特征后,提出基于奇异分解和稳健回归的曲线主点定位方法:利用相对测量正矢数据构造截断矩阵进行奇异值分解滤除其中幅值较大的冲击部分,在此基础上通过稳健回归减少数据微小变化带来的拟合偏差,得到主点的具体位置。实验表明:该方法能够基于相对测量的正矢数据推算出曲线各个主点的位置,受分段点选取偏差影响较小,适合工程应用。     

基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置

针对现有轨道线路几何参数测量中存在的检测效率低，检测设备安全性和环境适应能力差、自动化程度低等问题，设计了基于惯性组合导航技术的自走行轨检装置。轨检装置中的惯性组合导航测量系统加电后进入初始对准模式，通过测量、解算得到导航初始航向角、俯仰角、横滚角以及速度、位置信息。初始对准完成后测量系统进入正常导航状态。通过测量系统内置的高性能组合导航处理器，对陀螺及加速度计测量数据进行处理，融合全球导航卫星系统定位信息，实现组合导航。采用Kalman滤波算法实时解算出轨向、高低、正矢、轨距、超高等轨道几何参数。经在试验段多次测量，各项参数重复性检测差值均满足要求。     

铁路曲线正矢合计闭合差分析与处理探讨

通过对计划正矢编制和正矢测量误差分析,剖析了曲线正矢合计闭合差产生的原因,提出了曲线正矢合计闭合差的限值标准,介绍正矢合计闭合差的正确处理方法和绳正法的使用要点。     

高速铁路轨道平顺性静态长弦测量矢距差法数学模型推导及特性分析

我国高速铁路采用从德国引进的矢距差法对轨道长波不平顺进行静态管理,并在实际应用中对测量方法进行了简化。本文通过理论推导,分析矢距差法及简化矢距差法的检测原理和特性。矢距差法测量结果受测弦起算点的影响,且传递函数与起算点位置及轨道不平顺波长有关;简化矢距差法测量结果只受轨道不平顺波长的影响,计算可控性优于矢距差法;当路基出现较大局部不均匀变形时,矢距差法和简化矢距差法在评判结果上相差很大,不宜用简化矢距差法;对比检测原理与实际检测结果表明,这2种方法与车体加速度响应匹配性较差,在目前的验收管理限值下并不适用于直接对运营期高速铁路长波不平顺进行评价。     

基于泰勒公式法的圆曲线矢距公式推导及应用

为保持铁路曲线的圆顺性,圆曲线正矢和矢矩在调整线路圆顺性上应用广泛。应用函数求导和泰勒公式展开的方法,推导出圆曲线正矢、矢矩及其无穷小项和直缓点正矢,为其在实践中的应用提供理论支撑。     

改进曲线整正计算法防止桥隧偏心

指出了现有绳正法以现场正矢总和为依据计算计划正矢总和的曲线整正计算法是曲线上桥隧偏凡甚至侵限的主要原因，作者提出用设计正矢总和为计划正矢总和的简化曲线整正计算法，可防止线桥隧偏心。     

铁路工程测量反算程序的研究与应用

研究目的:铁路工程测量中常用的方法是根据已知里程和外矢距,计算置镜点和后视点相关的角度和距离,但在实际测量和复核工作中知道角度和距离,很难找到与线路对应的里程和外矢距.为此,研究一种测量反算程序解决对应里程和外矢距的计算问题.研究结果:通过对测量反算程序的研究,利用fx-4800P(4850P)计算器编写了测量反算程序,并对其使用方法和在铁路工程边桩测量放样、竣工测量中的应用进行了阐述,通过实际算例验证了该测量反算程序具有良好的使用效果.     

绳正法在高铁曲线整道的适用性分析

为研究以绳正法为代表的渐伸线方法在高速铁路曲线养护中的适用性,从而为高铁维修提供理论依据,通过建立绳正法的矩阵模型,利用条件数分析渐伸线方法的性态,并采用不确定度理论定量讨论实测正矢与拨后正矢间的误差传递关系。研究结果表明：绳正法的系统矩阵为病态,其计算对数据扰动敏感;由于计算存在累和,导致拨量与拨后正矢误差将随测桩号增加而增加,故绳正法拨道只适合短撬作业;鉴于高铁曲线正矢允差±2 mm,绳正法在高铁曲线整道中并不适用,建议采用其他方法予以拨正。     

对《铁道线路维修规则》中曲线维修隐含技术标准的分析与维修

“正矢”和“正矢递变率”都是反映曲线圆度的主要数据,《铁道线路维修规则》(以下简称“维规”)以及有关文件中仅规定了铁道线路曲线维修的“正矢”控制标准,没有明确规定“正矢递变率”的控制标准,本文对此进行了分析,并提出了在快速条件下应加强控制曲线“正矢递变率”的理念及维修措施。     

智能液压起拨道机的测量与控制系统

智能液压起拨道机的测量与控制系统在对里程、轨距、超高、纵平和正矢测量后,对照数据库中该点的标准线路数据进行决策,然后通过各种控制阀,控制起拨道机的起步、停车、夹轨和定量起道、拨道作业,自动地完成对铁道线路的永平、高低、方向的测量、抄平和定向,从而大大提高了起拨道整正线路作业的质量和效率.     

圆曲线正矢在地铁道岔养护维修中的应用

通过圆曲线正矢公式、圆曲线弦上任意一点正矢公式、ZY点处正矢公式的推导,并以南京地铁宁天城际P 60-9单开道岔为例,分析、探讨了圆曲线正矢在道岔维修中的具体应用:通过检验和整正曲尖轨、曲基本轨、导曲线平面线型,保持其圆顺度,从而达到道岔方向、框架等病害整治的目的。     

高铁轨道平顺性的150m/300m校验及其快速测量

研究目的:150 m/300 m矢距差校验作为一类高速铁路轨道长波不平顺控制参数,其物理意义与测量特性并不明确,且计算方法亦依赖于绝对测量,因而限制了其在工务养修中的应用。本文首先通过谐波分析讨论校验公式的测量特性,之后利用基于短弦中点弦测法的轨道矢距计算通式,推导150 m/300 m矢距差校验的快速算法并进行仿真。研究结论:(1)谐波分析表明:150 m/300 m校验可用于60 m、100 m波长的不平顺幅值的提取但存在相差,而对其他波长不平顺均存在幅频与相频的畸变;(2)150 m/300 m矢距差校验的快速算法直接利用短弦中点矢距数据,避免了横垂偏的求解,具有显著的效率优势;(3)经过对实际路段数据的计算机仿真,验证了该算法的正确性与准确性;(4)相关的分析与算法可用于高速铁路的长波不平顺评价与测量。     

铁路轨道曲线正矢计算新方法研究

曲线正矢管理是铁路运营维修过程中的关键环节,对列车曲线动态平稳运行具有重要作用。针对传统的曲线正矢管理与轨道坐标测量法不相适应的现状,提出了一种基于轨道坐标计算曲线正矢的新方法,并通过仿真计算进行了验证。研究结果表明,该方法具有很高的数值计算精度及数值计算稳定性,对于实现任意弦长的曲线正矢自动化计算具有重要的参考价值。