轨道几何状态检测异常数据实时智能识别

受外界干扰、数据传输、传感器信号偏移等因素影响,轨道几何状态检测数据会产生异常峰值超限,影响现场检测人员工作效率。考虑到异常数据样本较少的不利因素,本文基于轨道几何检测系统传感器正常数据,通过消除数据趋势项,提取时序数据多维特征组成训练集,训练并构建了基于单分类支持向量机的异常数据智能识别模型。运用该模型对某地铁轨道几何检测系统单边位移的时序数据进行预处理、特征提取和智能分类,试验验证了其识别效果。结果表明:该方法识别效果好,误报率低,异常数据识别准确率高,且具有轻量化、易部署的特点,可满足轨道几何检测系统实时检测要求。

基于车辆响应的高速铁路轨道几何状态评估方法

轨道几何状态科学评估对保障高速铁路列车平稳、安全运行具有重要意义。基于高速综合检测列车多次检测数据,利用卷积神经网络、注意力模块和长短时记忆网络,分别学习数据的波形特征、注意力权值、长距离空间依赖关系特征,建立CBAM-CNN-LSTM车辆动态响应预测模型。该模型通过输入轨道几何、运行速度和车型预测不同工况下的车辆动态响应,进而利用预测的车辆动态响应评价轨道几何状态。研究结果表明,建立的模型能够有效预测车体振动响应,根据我国某高速铁路两种车型综合检测列车检测数据的验证结果,车体横向、垂向加速度的均方根预测误差分别为0.004 g、0.009g,相关系数分别为0.608、0.793;利用预测的车辆动态响应评估轨道状态,能够有效识别引起车体振动加剧的轨道几何不利状态或隐形病害。此外,模型内部的注意力权值有助于分析挖掘导致轨道状态不良的轨道几何参数类型和位置信息。

全站仪自动化监测轨道几何状态误差分析及改进

邻近铁路营业线的施工不可避免地对铁路轨道几何状态产生直接变化,铁路车辆的行驶对这种变化非常敏感,影响乘坐舒适性、行驶稳定性,甚至发生行车安全事故。全站仪自动化监测利用观测过程人工现场不干预的特点对轨道几何状态进行实时观测,成为实用的监测技术手段。由于该方法应用在轨道几何状态监测与铁路工务部门采用的人工法或轨检仪法的观测方法和对象不同,结果反映上存在一定误差。在通过对该方法的误差分析和改进,使全站仪自动化监测数据更合理更科学,为铁路工务部门提供实时的轨道几何状态管理依据。

应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量方法研究

研究目的:高速铁路轨道精调前应进行轨道几何状态测量。现行的方法是采用CPⅢ后方交会自由设站进行轨道几何状态测量,再与设计参数进行比较,之后通过精调使轨道的平顺性各项参数满足设计要求。利用轨道基准网相邻点具有较高相对精度和点位永久保存可用于运营维护阶段的特点,本文提出在轨道基准网(CPIV)点上利用强制对中装置设站、后视,配合轨检仪进行轨道几何状态静态检测的新方法,结合工程实际对该方法进行现场试验。研究结论:(1)采用CPIV强制对中设站方法进行板式无砟轨道几何状态静态检测,设站时间短,作业效率显著提高;(2)CPIV强制对中设站方法利用相邻点间的高精度可确保轨道的高平顺性,经现场试验证明,测量成果正确可靠,满足规范要求;(3)应用CPⅣ网进行轨道几何状态测量,统一了轨道板、轨道精调控制基准,平顺性指标较好,值得推广应用;(4)研究成果可应用于高速铁路板式无砟轨道施工和运营维护阶段轨道几何状态静态检测,对相关测量规范的编制和完善具有参考价值。

铁路轨道几何状态检测系统的研制

为了解决铁路轨道几何状态检测中遇到的检测基准问题,研制了一个采用无衍射激光作为检测基准的检测系统。系统采用装有CCD摄像机和倾斜传感器的检测小车沿轨道移动,在待检测位置摄取与轨道基本平行的无衍射激光图像,经图像处理获取激光图像的中心坐标,结合倾斜传感器测出的倾斜角度,计算出轨道的几何状态。介绍了检测系统的结构。详细讨论了检测原理。分析了系统误差。用波长658nm的激光器,640×480像素摄像机,光靶分辨率为0.1172 mm/像素,在25 m处摄取50幅图像,标准偏差横向为0.216 mm,纵向为0.219 mm。系统已获得工程应用,取得了满意的结果。

高速铁路轨道几何状态控制指标及检测技术探讨

结合国内外的运用情况,对钢轨精调存在的问题、轨道检测控制指标及检测技术进行探讨,以期建立轨道几何状态质量的评判标准,提高检测效率,更好地控制轨道几何状态,满足高速列车对轨道平顺性的要求。

基于多传感器集成的地铁限界及轨道几何状态检测应用研究

对地铁限界及轨道几何状态进行检测是地铁运营维护的重要工作,采用人工检测既费时又费力,运用大型轨检车的费用太高。为了便携快捷地检测地铁限界及轨道几何状态,基于多传感器集成开发一种便携检测装置,进行检测应用研究。通过将激光扫描仪、轨距传感器、里程计和倾角仪等传感器集成到轨检小车上,设计配套的软件系统,构造了限界检测、轨距计算、超高计算、坐标系转换和里程计标定等板块。应用该便携装置对长沙地铁三号线侯家塘站至四方坪站进行检测,分析和验证了检测结果,检测装置最终实现了超限报警、图形及超限数据自动录入、轨枕自动识别及轨道几何尺寸数据自动采集等多项功能。

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。

既有线提速改造施工中轨道几何状态监控

结合宁启铁路既有线提速改造工程,分析涵洞接长或顶进、三角区回填及涵顶积水、插拔钢板桩、架设便梁、轨枕更换、线路拨接、路基帮宽、无缝线路铺设等影响既有线轨道几何状态的主要因素,以及轨道检查车、晃车仪、添乘仪的监控数据,并将监控数据与施工影响因素进行对比。针对施工影响因素,提出加强既有线轨道几何状态动静态监控、加强线路沉降观测和线路检查等措施。

运营高速铁路路基变形段轨道几何状态自动监测技术

利用测量机器人、专用棱镜在自动全站仪基础上组建轨道几何状态自动监测预警系统,对运营高速铁路路基变形段进行实时在线监测。实测数据表明,机器人测得的结果与安博格小车实测值相关性、一致性好,满足实用要求。该系统成功应用在国内首例盾构隧道下穿高速铁路路基项目中,为京广高速铁路的安全运营提供了技术保障。

高速铁路轨道几何状态测量仪设计关键技术研究

根据我国实际情况,阐述了研制高速铁路轨道几何状态测量仪的必要性,介绍了总体设计思路,说明了机械构架及零部件的设计方法、材料选用原则,介绍了数据采集与处理系统硬件设计、测量原理及选型,归纳总结了试验及实际应用的结果。

轨道几何状态测量仪检定台轨距及超高测量平台设计

轨道几何状态测量仪检定台可对轨道几何状态测量仪的各种功能进行检测。针对检定台轨距及超高测量平台的设计原理及结构、检测平台和电子尺硬件电路进行论述,并对其主要特点与功能进行分析。

新型轨道几何状态测量仪硬件设计思路

正轨道平顺性是影响列车运行安全性和舒适度的重要前提。无砟轨道通过高精度的施工测量,确保线路的准确和几何形态的稳定,满足轨道高平顺性和强稳定性的要求。有砟轨道铺设比较简便,没有相对精密的测量,而运用无砟轨道的高精度施工测量方法又不利于施工成本的控制。在南方无砟轨道几何状态测量仪的基础上,通过新的设计和新的测量方法,完成有砟轨道几何状态的控制。

轨道线路几何状态的维护及问题技术研究

城市轨道交通是城市公共交通的主干线,客流运送的大动脉,是城市的生命线工程。建成运营后,将直接关系到城市居民的出行、工作、购物和生活。城市轨道是一个城市交通的“标志”,承载着一个城市的交通要务,随着城市轨道的日趋发展,轨道线路的选择、站点的设置是根据城市的总体规划等多方面的因素确定的,同时根据线路经过不同的环境敏感点,而设置不同类型的道床,避免对居民生活造成影响。城轨轨道运营过程中,列车的安全运行、乘客的舒适度对运管单位显得尤为重要。日常的线路维护,为了确保线路对轨道几何状态检查、调整展开常态化的维护,确保线路的方向、水平、长平局部变化量不超过规范要求的变化率。

高速铁路无砟轨道精调组织与几何状态分析评价

在工程静态验收及联调联试前对高速铁路无砟轨道进行高质量精调,对于高速铁路开通及运营维护具有重要作用。上海铁路局通过明确目标、健全机构,科学有序推进轨道精调工作,按照准备、测量、方案、作业、评价的轨道精调标准化流程,推行"绝对+相对"的全新精调方法,注重细节控制,优质高效地完成不同结构形式无砟轨道精调工作。以杭长客运专线(上海铁路局管段)动、静态检测数据为依据,对精调后轨道几何状态进行分析。结果表明,动、静态检测结果小于相关规范规定限值,精调后轨道几何状态良好,调整方法可行。

轨道动态几何状态与轮轨力检测数据里程校准方法及应用

轨道动态几何状态与轮轨力是服役状态的重要指标,对这两种指标进行综合分析能更全面、准确地评价轨道质量,但由于轮径值偏差、线路长短链、车辆运行中产生滑动摩擦等原因,检测结果里程与线路真实里程偏差较大,影响数据分析应用的准确性,且难以对两种数据进行关联分析。本文提出了统一采集和分散采集模式下轨道动态几何状态与轮轨力检测数据的里程校准方法。统一采集模式下,先校准轨道动态几何状态检测数据的里程,再将轮轨力检测数据的里程与之同步对齐校准。分散采集模式下,采用特殊区段、线路要素与检测波形关联分析的方法,实现对轮轨力检测数据的里程校准。对某地铁线路真实检测数据进行校准验证,结果表明:统一采集模式下校准后误差小于0.6 m,分散采集模式下校准后误差小于2.0 m。将该校准方法应用于轨道动态几何状态与轮轨力检测数据可视化展示软件,进一步证明了该方法的有效性与应用价值。

地下水作用致隧道底鼓和双块式无砟轨道变形规律研究

水压作用会导致隧道底鼓变形,变形传递至轨道会引起轨道几何状态不良。本文从轨道几何形位变化角度出发,对水压力作用导致隧道底鼓时引发的轨道几何状态劣化问题展开深入研究,提出了水压力的近似计算方法;基于荷载-结构法建立了隧道内双块式无砟轨道数值计算模型,分析了不同找平层水压作用下轨道的几何不平顺特征和变化规律。结果表明:隧道底鼓-无砟轨道几何不平顺现象是道床板与找平层接触状态变化、沿线路纵向与隧道横断面内的横向变形叠加作用的结果;水压作用除引起轨道高低几何状态劣化外,还可导致轨道轨向、水平变化及扭曲变形;受承压水头和水压分布长度影响,水压引起的内外轨的高低、轨向以及轨道水平变化曲线具有各自形态特征,而并非单一抛物线或正弦线。通过数值模拟,验证了隧底找平层底鼓变形的接触状态非线性力学行为,揭示了底鼓变形下轨道线路三角坑的形成机理。

自动化轨道几何参数检测系统

研制了一种轨道几何状态参数自动检测装置系统,该系统具有连续测量、实时显示、与计算机通讯等功能。可以大大减少劳动强度,且测量精度高。

铁路钢轨外观与几何状态智能检测关键技术研究

基于多传感器集成技术研发了一种铁路钢轨外观与几何状态智能检测系统,可在连续运动状态下进行轨道结构形面的同步检测。针对钢轨表面状态检测的难点,分别提出基于改进U-Net卷积神经网络的钢轨表面异常状态检测方法和基于钢轨曲率特征改进ICP的钢轨磨耗值检测方法;针对轨道几何状态检测的难点,提出一种融合线结构激光与惯性数据的非接触式测量方法。现场试验结果表明,铁路钢轨外观与几何状态智能检测系统稳定可靠,检测效率高,精度好,满足高速铁路轨道几何状态和设施检测的快速、动态和高精度要求。

基于轨道检测数据的上海地铁1号线状态评价

以上海地铁1号线动态数据为基础,从时间和空间两个方面对检测数据进行分析,采用轨道局部状态、整体状态、重点地段变化率分析的方法对线路状况进行评价,为以后对轨道检测数据进行数据挖掘,发现轨道变化规律,实现轨道状态预测提供数据基础。