CN109117536A - 轨道不平顺评价参数的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道不平顺评价参数的检测方法，包括以下步骤：(1)在多体动力学仿真软件中建立车辆轨道模型；(2)通过仿真计算各级平不顺下轨道线路允许速度轨道线路不平顺下垂向、纵向加速度值；(3)通过仿真计算分析各不平顺评定项目垂向、横向加速度均方根值；(4)根据各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值的大小对各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值进行权重分配得到各级初权重系数；(5)将各级初权重系数放大评定项目总个数倍得到各项目局部不平顺评价权重系数；(6)将上步骤(5)所得各级局部不平顺评价权重系数代入局部不平顺幅值超限评分法对轨道不平顺进行评价。本发明相对于现有技术评价结果更加理想。

Description

轨道不平顺评价参数的检测方法

技术领域

本发明涉及轨道不平顺管理技术领域，具体而言，涉及一种轨道不平顺评价参数的检测 方法。

背景技术

轨道不平顺管理是指对轨道不平顺采取的管理措施。由于列车与轨道的相互作用，轨距、 轨向、水平和髙低等轨道几何形位在不断地变化，结果在轨道上形成了上述轨道不平顺。轨 道不平顺的大小是衡量轨道状态质量的重要指标。轨道不平顺评价参数的检测方法是评价轨 道不平顺方法之一，即根据轨检车测得的不平顺幅值大小来判断其是否超过规定的限界值， 并制定扣分的标准。

具体来说，轨道不平顺评价参数的检测方法是从轨道几何尺寸指标、动力学指标的角度 出发，根据轨道动态质量容许偏差管理值，以1km为单位计算总扣分的方式来评价轨道的质 量检査，评定项目包括轨距不平顺、水平不平顺、高低不平顺、轨向不平顺、三角坑即扭曲 不平顺、车体垂向加速度和车体横向加速度共七项。在线路局部不平顺既有评价公式中，局 部不平顺所检查的七个项目(轨距、水平、高低、轨向、三角坑和车体垂、横向加速度)扣 分权重系数均取为1，即认为每个项目扣分标准是一致的，但是在实际应用过程中，通过动 力学理论方法分析可知不同类型不平顺对行车的动力特性的影响有较大差异，因此如果在将 扣分权重系数取定为1，最终达不到理想的轨道不平顺评价结果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种轨道不平顺评价参数的检测方法，以解决现有技术中轨 道不平顺评价参数的检测方法评价结果不理想的问题。

为了实现上述目的，本发明轨道不平顺评价参数的检测方法，包括以下步骤：

(1)在多体动力学仿真软件中建立车辆轨道模型；

(2)通过仿真计算各级平不顺下轨道线路允许速度轨道线路不平顺下垂向、纵向加速度 值；

(3)通过仿真计算分析各不平顺评定项目垂向、横向加速度均方根值；

(4)根据各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值的大小对各级所得各评定项目 垂向、横向加速度均方根值进行权重分配得到各级初权重系数；

例如，评定项目为上述七项时，七项中有五项是偏差，两项是加速度，通过仿真分析可 以得出各种偏差下的加速度值，这样就将七项评定项目全部统一成加速度指标，然后进行系 数分配，由此使得所有的振动、相互作用力都反映得到加速度上，实现对轨道不平顺评价参 数的准确检测。

(5)将各级初权重系数放大评定项目总个数倍得到各项目局部不平顺评价权重系数；

进一步地，所述步骤(1)-(5)具体如下：

首先，通过动力学理论方法分析得到Ⅰ-Ⅳ级中线路不平顺的车体垂向、横向加速度值 a_v、a_l，

其次，对车体垂向、横向加速度值a_v、a_l取均方根值如下式：

式中j＝1-7，其中A₁-A₅依次代表检查项目轨距不平顺、水平不平顺、高低不平顺、轨 向不平顺和扭曲不平顺下车辆车体垂向、横向加速度均方根值；A₆、A₇依次代表铁路轨道动态质量容许偏差管理建议值中车体垂向、横向加速度值，

再计算各个加速度均方根值占总加速度均方根值的比例得到初权重系数如下式：

式中t_j—初权重系数。

最后，将t_j放大评定项目总个数倍得到铁路线路局部不平顺评价权重系数如下式：

T_j＝7×t_j

式中T_j—铁路线路局部不平顺评价权重系数。

在实际利用上述方法进行铁路轨道不平顺评价时，将上步骤(5)所得各级局部不平顺评 价权重系数代入局部不平顺幅值超限评分法对轨道不平顺进行评价，具体如下：

所述局部不平顺幅值超限评分法为把轨道动态几何尺寸允许偏差管理值按线路允许速度 分为四级：I级为保养标准，每处扣1分；Ⅱ级为舒适度标准，每处扣5分；Ⅲ级为临时补 修标准，每处扣100分；Ⅳ级为限速标准，每处扣301分，

每公里扣分总数S计算式如下式：

式中S—每公里扣分数，

K_i—各级扣分数，其中K₁—K₄为I—Ⅳ级扣分分数；

T_j—各项的局部不平顺评价权重系数；

C_ij—各项不平顺各级偏差的个数，i＝1-4，j＝1-7；

按照上式计算结果，按每公里总的扣分数的多少，把轨道质量状态分为如下三种进行轨 道不平顺评价：

A：S≤50分，为优良；

B：51＜S≤300，为合格；

C：S＞300，为失格。

可见，本发明在进行铁路线路局部不平顺评价时，针对不同检查项目指标进行了区别对 待，即应适当提高对重载铁路车辆动力学性能影响大的检查项目权重系数，减小对重载铁路 车辆动力学性能影响小的检查项目的权重系数，由此使得最终的轨道不平顺评价结果更加准 确。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显， 或通过本发明的实践了解到。

具体实施方式

下面对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将 能够实现本发明。在对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情 况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全 部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的 前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、 “具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。术语“评定项目包括轨距不平 顺、水平不平顺、高低不平顺、轨向不平顺、扭曲不平顺、车体垂向加速度和车体横向加速 度共七项。

本发明轨道不平顺评价参数的检测方法，包括以下步骤：

(1)在多体动力学仿真软件中建立车辆轨道模型；

(2)通过仿真计算各级平不顺下轨道线路允许速度轨道线路不平顺下垂向、纵向加速度 值；

(3)通过仿真计算分析各不平顺评定项目垂向、横向加速度均方根值；

(4)根据各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值的大小对各级所得各评定项目 垂向、横向加速度均方根值进行权重分配得到各级初权重系数；

(5)将各级初权重系数放大评定项目总个数倍得到各项目局部不平顺评价权重系数；

(6)将上步骤(5)所得各级局部不平顺评价权重系数代入局部不平顺幅值超限评分法 对轨道不平顺进行评价。

进一步地，所述步骤(1)-(5)具体如下：

首先，通过动力学理论方法分析得到Ⅰ-Ⅳ级中线路不平顺的车体垂向、横向加速度值 a_v、a_l，

其次，对车体垂向、横向加速度值a_v、a_l取均方根值如下式：

式中j＝1-7，其中A₁-A₅依次代表检查项目轨距不平顺、水平不平顺、高低不平顺、轨 向不平顺和扭曲不平顺下车辆车体垂向、横向加速度均方根值；A₆、A₇依次代表铁路轨道动态质量容许偏差管理建议值中车体垂向、横向加速度值，

再计算各个加速度均方根值占总加速度均方根值的比例得到初权重系数如下式：

式中t_j—初权重系数。

最后，将t_j放大评定项目总个数倍得到铁路线路局部不平顺评价权重系数如下式：

T_j＝7×t_j

式中T_j—铁路线路局部不平顺评价权重系数。

进一步地，所述步骤(6)具体如下：

所述局部不平顺幅值超限评分法为把轨道动态几何尺寸允许偏差管理值按线路允许速度 分为四级：I级为保养标准，每处扣1分；Ⅱ级为舒适度标准，每处扣5分；Ⅲ级为临时补 修标准，每处扣100分；Ⅳ级为限速标准，每处扣301分，

每公里扣分总数S计算式如下式：

式中S—每公里扣分数，

K_i—各级扣分数，其中K₁—K₄为I—Ⅳ级扣分分数；

T_j—各项的局部不平顺评价权重系数；

C_ij—各项不平顺各级偏差的个数，i＝1-4，j＝1-7；

按照上式计算结果，按每公里总的扣分数的多少，把轨道质量状态分为如下三种进行轨 道不平顺评价：

A：S≤50分，为优良；

B：51＜S≤300，为合格；

C：S＞300，为失格。

以下通过本发明在实际轨道不平顺评价中的应用对本发明作进一步说明。

本具体实施方式中有某重载铁路1公里的线路检测数据共4000组。轨道车对轨道进行检测， 得出4000组，每一组线路检测数据包括轨距、水平、高低、轨向、三角坑和车体垂、横向 加速度。

本具体实施方式中按照步骤(1)—(5)所得轨道局部不平顺评价权重系数如下表1：

表1

对上述4000组线路检测数据进行步骤(6)中的线路不平顺超限判定。

本具体实施方式中线路不平顺超限判定结果如下表2：

表2

其中，权重系数T_j按照表1选取可得，并按照步骤(6)所述，扣分总数S按下式计算：

S＝1×(13×0.160+15×0.950+12×1.712+5×0.92)+5×(13×1.796+4×0.681+9×1.064 +2×1.458+2×0.939)+100(0.108+0.814)＝235.382

51＜S＝235.382＜300

由此，按线路动态评定标准，该路段线路局部不平顺评定为合格。

若按照既有评价方法中权重系数T_j取为1扣分总数S为：

S＝1×(13+15+12+5)+5×(13+4+9+2+2)+100(1+1)＝345

S＝345＞300，按线路动态评定标准，该路段线路局部不平顺评定为失格。

轨道不平顺判断分析：本具体实施方式中含有轨距不平顺的Ⅲ级超限，分析可知轨距不 平顺对重载车辆动力学性能影响很小，理应降低轨距不平顺的权重系数，即用本文提出的权 重系数评定该线路局部不平顺为合格，而用线路局部不平顺既有评价时将其权重系数取为1， 则线路局部不平顺评定为失格，显然本文所提出的重载铁路线路局部不平顺评价权重系数更 为合理，所得轨道不平顺评价结果更加理想。如果采用上述现有技术中的轨道不平顺评价参 数的检测方法评价结果为失格，那么就需要针对该失格轨道进行大规模检修或者更换轨道， 就会造成轨道检修成本大大增加，然而根据本发明对轨道不平顺更加准确的评价，实际上该 轨道是合格的轨道，上述轨道检修或者更换时没有必要的，因而造成了不必要的资源浪费。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将 能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前 提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.轨道不平顺评价参数的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在多体动力学仿真软件中建立车辆轨道模型；

(2)通过仿真计算各级平不顺下轨道线路允许速度轨道线路不平顺下垂向、纵向加速度值；

(3)通过仿真计算分析各不平顺评定项目垂向、横向加速度均方根值；

(4)根据各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值的大小对各级所得各评定项目垂向、横向加速度均方根值进行权重分配得到各级初权重系数；

(5)将各级初权重系数放大评定项目总个数倍得到各项目局部不平顺评价权重系数。

2.如权利要求1所述的轨道不平顺评价参数的检测方法，其特征在于，所述步骤(1)-(5)具体如下：

首先，通过动力学理论方法分析得到Ⅰ-Ⅳ级中线路不平顺的车体垂向、横向加速度值a_v、a_l，

其次，对车体垂向、横向加速度值a_v、a_l取均方根值如下式：

式中j＝1-7，其中A₁-A₅依次代表检查项目轨距不平顺、水平不平顺、高低不平顺、轨向不平顺和扭曲不平顺下车辆车体垂向、横向加速度均方根值；A₆、A₇依次代表铁路轨道动态质量容许偏差管理建议值中车体垂向、横向加速度值，

再计算各个加速度均方根值占总加速度均方根值的比例得到初权重系数如下式：

式中t_j—初权重系数。

最后，将t_j放大评定项目总个数倍得到铁路线路局部不平顺评价权重系数如下式：

T_j＝7×t_j

式中T_j—铁路线路局部不平顺评价权重系数。