铁路既有曲线整正计算中基于坐标法的渐伸线误差分析研究

应用相关几何知识分析根据拨距计算拨后坐标以及利用公式计算渐伸线法拨后正矢的理论方法,提出将偏角法实测数据转化为坐标法需要的相关数据的方法,并且在采用相同的曲线半径及缓和曲线长度条件下,计算偏角法和坐标法各自的拨距值及其拨后正矢,将偏角法计算出的拨距值、拨后正矢和坐标法计算结果进行对比分析,从而可直观分析出运用渐伸线法计算出的拨距和拨后正矢的误差大小及规律。分析结果表明:渐伸线法计算的拨距误差和拨后正矢误差都与偏角的大小有关,渐伸线法用于大偏角曲线整正时,虽然其有一定的误差,但其计算精度可以满足曲线整正基本要求。

计算既有铁路曲线坐标法拔距的一种新方法

为克服传统方法计算缓和曲线段拨距时,用弦长代替弧长引起的误差,基于坐标法整正既有铁路曲线的相关原理,提出了利用既有测点沿径向到拨后曲线的距离计算拨距的新方法.按照该方法,推导了测点的拨距及拨后坐标的计算公式,并将其计算结果与传统方法的计算结果进行了比较.结果表明,采用传统的坐标法计算拨距时,缓和曲线越长、半径越小,拨距和拨后正矢误差越大;拨距最大误差为1.3 mm,拨后正矢误差最大值为1.0 mm.

正矢曲线加减速加加加速度连续算法研究

针对传统的加减速算法如S型曲线加加速度不连续、正弦型曲线加加加速度(snap)不连续导致进给过程中存在柔性冲击等问题,提出snap连续的全类型非对称七段式正矢曲线加减速控制算法。通过利用系统最优机械性能,分析最大加、减速度和最大速度的可达性,规划17种速度曲线类型;针对给定轨迹段长度小于系统从起点速度运动到终点速度所需最短轨迹段长的问题,给出该算法下基于给定轨迹段长约束的起点速度和终点速度的可达性校验方法,同时采用盛金公式修正起点速度和终点速度。在自主开发的多轴运动控制器验证所提出的snap连续的全类型非对称七段式正矢曲线加减速控制算法。实验结果表明:在保证snap连续以提高系统柔性及最大加、减速度和最大速度不超限情况下,该算法可规划出17种速度曲线类型;在给定轨迹段长度较短系统无法从起点速度运动到终点速度的情形下,该算法解决起点速度和终点速度的可达性校验及修正问题。

绳正法拨距优化计算方法的研究及应用

利用不同半径和缓和曲线长度进行组合,比较其拨距的绝对值和的大小,找出拨距绝对值和最小条件下对应的最优拨距。为了分析拨距与曲线半径、缓和曲线长度之间的关系,将优化出的半径和缓和曲线长度进行适当的调整,计算调整后的曲线的拨距值。计算结果表明:此种优化方法在不用调整计划正矢的情况下,直接满足曲线整正的原则,将优化结果和调整缓和曲线长度和半径后的拨距值进行比较,验证了计算结果是最优的,且优化出的半径和缓和曲线长度与曲线既有的要素比较接近,能较好地满足现场对曲线整正的要求,尤其对三无曲线和无缝线路地段曲线更为适用。

客运专线舒适性评价问题探析

研究目的:为建立一套符合我国客运专线实际的舒适性评价体系,本文对世界各国客运专线舒适性评价 标准进行了广泛研究,并对其中使用较普遍的UIC Sperking准则和ISO 2631国际标准进行了简单介绍。 研究方法:在与舒适度相关的多个因素中,从振动舒适度这一特殊而重要的参数着手,由一系列正矢来表 示整条线路的纵、平面几何状态,根据铁路线路纵、平面设计参数与列车响应之间的关系,得到列车响应的垂直 和横向转换函数,通过计算加权加速度均方根值并结合ISO 2631国际标准在狭义的动力学范畴内来进行乘 坐舒适性的评价。 研究结果:对于我国客运专线线路设计方案比选、优化等方面具有重要意义。 研究结论:直接根据线路纵、平断面的状况进行舒适性评价只考虑到了设计线路处于理想状态的条件下。 而本质上,线路轨道的不平顺也是引起机车车辆振动的主要根源。严重的轨道不平顺不仅会引起机车车辆剧烈 振动,影响乘坐舒适性,而且使轮轨作用力加大,甚至会导致列车脱轨,危及行车安全。因此,本文所提之理论方 法还需要与运动、动力仿真和实测、类比分析方法相结合。

加权总体最小二乘在铁路曲线正矢拟合的应用

针对铁路线路正矢数据特征,考虑自变量、因变量同时存在误差的情况,提出EIV(Error-in-Variables)模型下的加权总体最小二乘法(WTLS)进行曲线拟合。通过分析拟合点贡献的不等确定度以及修正设计矩阵A的列向量分别引入权阵P y、P x、P0,并给出选权迭代算法。经实例证明,WTLS比传统的LS、TLS方法具有更高的拟合精度。

既有铁路曲线整正计算中的计划正矢计算方法的研究

分别利用绳正法、坐标法、偏角法各自的相关理论分析推导了曲线的计划正矢的计算公式,为现场计算各测点的计划正矢提供了一种程序化的新方法。坐标法计算出的计划正矢的结果是精确的,将偏角法和绳正法的计算结果和它进行对比,可分析出它们计算计划正矢的误差大小及其规律。分析结果表明:偏角法和绳正法计算计划正矢的结果是相同的,它们与坐标法之间的误差与半径的大小有关系,半径越小,误差越大,但即使在半径很小的情况下误差都不会超过0.06 mm,这对曲线整正的计算结果影响可以忽略不计。由于利用偏角法计算计划正矢的方法与绳正法比较起来,公式较为简单,故绳正法中计算计划正矢时利用偏角法的方法来计算,可简化计算。

铁路轨道参数的光电测量系统设计

随着我国铁路向高速重载的方向发展,列车对轨道的要求越来越高,目前我国铁路轨道参数测量采用的是弦线测量法。在对当前轨道参数测量系统的不足进行分析的基础上,构建一个基于嵌入式处理器的数字化系统,采用高亮度光源作为测量点,结合线阵CCD的成像特性,完成轨道测量系统的数字化处理,并通过网络完成与上位机的通讯。该光电测量系统实现了对轨道参数的高精度、高速率的实时测量,同时也对线路捣固未来的发展起着积极作用。

铁路复心曲线计划正矢计算方法研究

基于常用的计算双心复心曲线计划正矢的三种方法的原理基础,推导出其各自适用表达式,解决了复心曲线程序化这一难题.分别利用了绳正法、渐伸线法和坐标法的基本原理,先判断测点处在复心曲线的位置,再根据测点所处的曲线性质利用相应的公式来计算其计划正矢.计算的结果表明,3种方法的计算结果是非常接近的,用坐标法原理和渐伸线原理计算计划正矢的方法比传统的绳正法计算要简单,故可利用坐标法原理和渐伸线原理的计算方法来代替传统的绳正法计算其计划正矢.

徐有壬的弦求矢公式研究

通过具体史实阐述了徐有壬的弦求矢公式的推导方法,分析了这个公式的推导特点.这种方法是运用初等几何成功解决高等数学问题的典型例子,具有一定的现实意义.

徐有壬优化八线互求的方法研究

徐有壬的八线互求方法是清代数学的重要内容之一.详细阐述了徐有壬正弦求正矢级数的推导方法及其比例商除法、还原术和借径术,探讨了其八线互求方法的特点.

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。

轨道静检相对测量中长波计算方法的修正

轨道静检中的长波测量是铁路平顺性检测中非常关键的一环。现行的长波相对测量法为一测回法,其所作的长波计算是基于轨检仪的角速度积分而作,而非真正的平面曲线转角和竖曲线转角。为获取此2转角,必须计算轨检仪推行经过各测点的姿态角,其中真方位角的增量即为平面曲线转角,而坡度角增量即竖曲线转角。本文使用多子样旋转矢量法以获取轨检仪推行过程中的实时姿态角,并修正原长波计算中小弦测值算法。线上实验表明,修正后一测回法的长波测值与原一测回法所测值在曲线半径较小时差异非常大,但即使在一般高铁曲线半径之下,其高低差异亦不容忽视。本文提出的修正方法对于现行的长波相对测量非常必要,能大大提高其测量精度。

D09-32连续式捣固车电气控制系统

介绍了D09-32连续式捣固车带动点补偿控制的单弦三点与四点拨道法和双弦三点式抄平法的基本原理,说明了该捣固车电气控制系统的基本组成和简要功能以及产品的推广使用情况。

基于正矢平方型曲线加减速算法的堆垛机立柱振幅研究

目的为了提高堆垛机运动的平稳性,解决传统S型曲线加减速算法中加加速度不连续而影响堆垛机立柱瞬时振幅的突变冲击问题,新提出一种正矢平方型曲线加减速算法。方法通过推导堆垛机立柱结构的振动方程,构造以正矢平方函数为核心的加减速算法模型,搭建Simulink振动仿真模型,之后与传统S型、正矢型曲线加减速算法一起代入Simulink振动模型进行对比仿真,再对立柱振幅结果进行分析。结果正矢型曲线加减速算法的振幅比传统S型曲线加减速算法的约减小了2.6%,正矢平方型曲线加减速算法的振幅比传统S型曲线加减速算法的大约减小了4.2%。结论所述正矢平方型加减速算法的速度、加速度、加加速度曲线皆连续。基于该算法的堆垛机兼顾平稳性的同时,立柱振幅更小,与其他算法相比,控制结果更优。

基于轨检车动态正矢的曲线状态评价方法及应用

轨道曲线状态不良会加剧列车行驶时的摇摆,加速列车对轨道的破坏。曲线正矢是评价曲线状态的量化指标。目前对曲线正矢的测量普遍采用人工拉弦或轨检小车测量,工作量较大且为静态测量。为提高现场工作效率,设计采用轨检系统输出的动态正矢数据,提取圆曲线正矢连续差、最大值最小值之差和标准差等特征对曲线状态进行评判。结果证明使用轨检车动态数据特征能够高效、准确地对曲线状态进行评判,为检测数据分析、铁路检测标准的制定和现场维修养护工作提供理论依据。

一种简便的计算曲线拨量方法及其电算程序

推导出曲线上任一点的拨量等于它前一点拨量与正矢差的代数和的两倍减去它前二点的拨量这一结论。并用此结论进行手算和电算编程操作。

城市轨道交通板式无砟轨道基本尺寸适应性研究

为使无砟轨道结构更好地适应城市轨道交通的铺设和运营环境,基于半矢法布板方法和曲线地段轨道板超高设置原则,分析了不同长度、宽度的轨道板对不同曲线线形的适应性;建立弹性地基梁板模型,分析了不同宽度、厚度的轨道板对轨道结构受力的影响;再结合扣件预埋套筒、轨道板配筋及盾构断面对轨道板尺寸的基本要求,给出轨道板尺寸建议值。建议城市轨道交通一般及中等减振地段预制轨道标准板采用P4700板和P3500板,板宽2300 mm,厚200 mm。P4700轨道板用于直线地段及半径大于等于400 m的曲线地段,P3500轨道板用于半径小于400 m的曲线地段。

铁路曲线超高与正矢的设置

针对铁路施工中一些施工技术人员对铁路曲线超高和正矢的设置方法标准存在概念模糊不清,方法标准掌握不当的问题,详细论述了新建铁路曲线地段轨道超高与正矢的设置方法,施工标准及轨道标识方法,以指导实践。

铁路轨道工程中圆曲线正矢的计算探讨及应用

针对各类教材、规范、相关图书对不设缓和曲线的圆曲线的计划正矢的计算过程叙述较复杂,或并不提及怎样去计算和分桩,给轨道施工及交工保养维修造成一定困难及疑惑的情况,经查阅相关资料,总结出一套较简捷的计算公式及使用方法,并利用Auto CAD等软件结合特殊情况进行检验,以及在南宁东客站30股道60余个圆曲线中得以现场应用,取得较好的效果。