轨道平顺状态的检测方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铁路轨道领域，具体而言，涉及一种轨道平顺状态的检测方法及装置。
【背景技术】
[0002] 由于随机性轨道不平顺的存在，会使行驶在轨道上的机车车辆产生振动，这种振 动反会作用于轨道，而产生随机轨道作用力。在这种力的反复作用下，轨道会产生变形甚至 不断恶化，从而影响到行车的舒适性、甚至安全性。
[0003] 相关技术常用的一种轨道平顺状态的检测方法，即弦测法；弦测法一度被视为一 种重要的轨道不平顺检测方法，其包括两点差分法、三点中弦法、三点偏弦法和多点弦测法 等。其中，上述方法均是以弦线作为测量基准，测量轨道的钢轨与弦线之间的矢度偏差（或 称为弦测值），并将该弦测值直接作为轨道不平顺的检测值，并利用该检测值对轨道不平顺 进行描述。
[0004] 但是，现有的弦测法是将弦测值直接作为轨道不平顺的近似值，这直接导致了"弦 测法"有夸大实际不平顺、缩小实际不平顺、完全不反映实际不平顺、歪曲实际不平顺的正 负方向以及出现虚假图形等情况出现。将弦测值直接作为轨道不平顺的近似值，其传递函 数波动较大，在0与2之间变动，且检测波长有限，根据不同的弦线长度其可检测的波长范 围不同。因此可见，现有弦测法不能真实反映轨道的平顺状态。
[0005] 发明人在研究中发现，现有技术中将弦测值直接作为轨道不平顺的近似值的方式 不能真实反映轨道的平顺状态，针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种轨道平顺状态的检测方法及装置，能够更真实地反映 轨道不平顺状态，并且通过多点测量值修正轨道不平顺，提高了其测量精度和测量分辨率。
[0007] 第一方面，本发明实施例提供了一种轨道平顺状态的检测方法，包括：
[0008] 采用预设弦测法对轨道不平顺进行测量，得到预设测量位置对应的弦测值；弦测 值为预设测量位置到钢轨的垂直距离；
[0009] 根据弦测值与轨道不平顺的关联关系，建立弦测值与轨道不平顺的数学模型；
[0010] 根据数学模型对弦测值进行反算计算，得到轨道不平顺。
[0011] 结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采 用预设弦测法对轨道不平顺进行测量，得到预设测量位置对应的弦测值，包括：
[0012] 采用一弦多点弦测法对轨道不平顺进行测量，得到预设测量位置对应的弦测值。
[0013] 结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种 可能的实施方式，其中，采用一弦多点弦测法对轨道不平顺进行测量，得到预设测量位置对 应的弦测值，包括：
[0014] 按照预设间隔对测量弦线等距离划分，得到多个测量弦线点；
[0015] 分别计算轨道不平顺在每一个测量弦线点处的弦测值。
[0016] 结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种 可能的实施方式，其中，按照预设间隔对测量弦线等距离划分，得到多个测量弦线点之后， 还包括：
[0017] 按照预设采样间隔和预设测量方向，对划分后的测量弦线进行预设次数的移动， 记录每一次移动后的多个测量弦线点。
[0018] 结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种 可能的实施方式，其中，根据弦测值与轨道不平顺的关联关系，建立弦测值与轨道不平顺的 数学模型，包括：
[0019] 将多个弦测值设置为对应的多个弦测值向量；
[0020] 根据弦测值与轨道几何行位之间几何结构，建立弦测值向量与轨道不平顺之间的 数学关系；
[0021] 根据数学关系及预设采样间隔，对轨道不平顺进行离散采样，得到对应的多个矩 阵方程。
[0022] 结合第一方面，第一方面的第一种可能的实施方式至第一方面的第四种可能的实 施方式中的任意一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施 方式，其中，根据数学模型对弦测值进行反算计算，得到轨道不平顺包括：
[0023] 根据数学模型对弦测值进行前处理，输出初步去除随机测量误差及修正异常值后 的弦测值；
[0024] 对去噪处理后的弦测值进行反算计算，得到轨道几何形位；
[0025] 对轨道几何形位进行滤波处理，输出轨道不平顺。
[0026] 结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种 可能的实施方式，其中，根据数学模型对弦测值进行反算计算，得到轨道几何形位，包括：
[0027] 将每一个所述测量弦线点处的弦测值向量设置为真实弦测值与测量误差的组合， 得到多个弦测值向量对应的多个新的矩阵方程；将多个新的矩阵方程进行组合，得到总体 线性方程组；
[0028] 对总体线性方程组进行求解，得到轨道不平顺的反算值；轨道不平顺的反算值即 轨道几何形位。
[0029] 第二方面，本发明实施例还提供了一种轨道平顺状态的检测装置，包括：
[0030] 测量单元，用于采用预设弦测法对轨道不平顺进行测量，得到预设测量位置对应 的弦测值；弦测值为预设测量位置到钢轨的垂直距离；
[0031] 建立单元，用于根据测量单元测量的弦测值与轨道不平顺的关联关系，建立弦测 值与轨道不平顺的数学模型；
[0032] 反算计算单元，用于根据建立单元建立的数学模型对弦测值进行反算计算，得到 轨道不平顺。
[0033] 结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，测 量单元包括：
[0034] 测量子单元，用于采用一弦多点弦测法对轨道不平顺进行测量，得到测量结果；
[0035] 设置子单元，用于将测量子单元得到的测量结果设置为预设测量位置对应的弦测 值。
[0036] 结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种 可能的实施方式，其中，测量子单元包括：
[0037] 等距离划分模块，用于按照预设间隔对测量弦线等距离划分，得到多个测量弦线 占.
[0038] 计算模块，用于分别计算轨道不平顺在每一个等距离划分模块划分的测量弦线点 处的弦测值。
[0039] 本发明实施例提供的一种轨道平顺状态的检测方法及装置，采用预设弦测法对轨 道不平顺进行测量，得到预设测量位置对应的弦测值；根据弦测值与轨道不平顺的关联关 系，建立弦测值与轨道不平顺的数学模型；根据数学模型对弦测值进行反算计算，得到轨道 几何形位；对轨道几何形位中的趋势项进行剔除处理，输出轨道不平顺，与现有技术中将弦 测值直接作为轨道不平顺的近似值的方式能真实反映轨道的平顺状态相比，其重新建立了 轨道不平顺与弦测值之间的数学模型，并将弦测值作为轨道不平顺的一个状态量，并借助 该状态量反算轨道不平顺，使用该方法，传递函数可以基本稳定在1±〇. 2以内，因此能够 更真实地反映轨道不平顺状态。
[0040] 进一步，本发明实施例提供的一种轨道平顺状态的检测方法及装置，其将一弦多 点弦测法中融入了最小二乘原理，通过多点测量值修正轨道不平顺，提高了其测量精度。
[0041] 进一步，本发明实施例提供的一种轨道平顺状态的检测方法及装置，其使用多点 测量数据加密了轨道不平顺的描述，提高了测量分辨率。
[0042] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合 所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0043] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对 范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些附图获得其他相关的附图。
[0044] 图1示出了本发明实施例所提供的一种轨道平顺状态的检测方法的总体结构图；
[0045] 图2示出了本发明实施例所提供的一种轨道平顺状态的检测方法的流程图；
[0046] 图3示出了本发明实施例所提供的另一种轨道平顺状态的检测方法的流程图；
[0047] 图4示出了本发明实施例所提供的一种轨道平顺状态的检测方法中弦测值测量 示意图；
[0048] 图5示出了本发明实施例所提供的一种轨道平顺状态的检测方法中一弦多点弦 测法示意图；
[0049] 图6示出了本发明实施例所提供的另一种轨道平顺状态的检测方法的流程图；
[0050] 图7示出了本发明实施例所提供的一种轨道平顺状态的检测方法中一弦三点弦 测法示意图；
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