一種指導(dǎo)波磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及屬于故障診斷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種指導(dǎo)軌道波磨維修的評(píng)價(jià)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程較快，2012年全國(guó)城鎮(zhèn)化率為52.57%，2013年全國(guó)城鎮(zhèn)化率為 53.73%，2014年全國(guó)城鎮(zhèn)化率為54.77%。預(yù)測(cè)到2020年，全國(guó)的城鎮(zhèn)化率將超過(guò)60%，巨 大的人口涌入城市，將意味著公共交通需承擔(dān)起更多運(yùn)量。
[0003] 為此，國(guó)家"十二五"規(guī)劃中，提出構(gòu)建綜合交通運(yùn)輸體系，明確公共交通優(yōu)先發(fā)展 戰(zhàn)略，大力發(fā)展城市公共交通系統(tǒng)，提高公共交通出行分擔(dān)比率?？茖W(xué)制定城市軌道交通技 術(shù)路線(xiàn)，規(guī)范建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，有序推進(jìn)輕軌、地鐵、有軌電車(chē)等城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
[0004] 2014年末，全國(guó)22個(gè)城市共開(kāi)通城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路長(zhǎng)度3173公里，全年客運(yùn) 總量126億人次，預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)線(xiàn)路長(zhǎng)度將達(dá)到7000公里，客運(yùn)量 將超過(guò)200億人次。大力發(fā)展下，城市交通狀況有了明顯改善，對(duì)充分發(fā)揮城市功能，改善環(huán) 境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到了重要作用。
[0005] 在取得成就的同時(shí)，運(yùn)營(yíng)壓力空前巨大，隨著線(xiàn)路的延長(zhǎng)，列車(chē)的增加，運(yùn)營(yíng)間隔 的縮短，同時(shí)結(jié)合城市軌道交通固有的小曲線(xiàn)半徑、減振扣件使用、頻繁制動(dòng)磨耗、ΑΤ0模式 運(yùn)營(yíng)等特點(diǎn)，造成軌道異常波磨更加突出，具有出現(xiàn)早、范圍廣、數(shù)量多、發(fā)展快且采用常規(guī) 養(yǎng)護(hù)維修手段無(wú)法根治等特點(diǎn)，給地鐵運(yùn)營(yíng)安全、服務(wù)質(zhì)量及維修養(yǎng)護(hù)等帶來(lái)很多不利的 影響，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
[0006] 1)軌道波磨改變了以往的輪軌作用關(guān)系，加劇了輪軌之間的動(dòng)力學(xué)作用，使輪和 軌各部件的工作狀態(tài)劣化，給軌道交通安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了隱患。列車(chē)運(yùn)行在波磨區(qū)段時(shí)，將引 發(fā)列車(chē)的異常動(dòng)態(tài)響應(yīng)，加速了轉(zhuǎn)向架等相關(guān)安裝部件的機(jī)械損傷，增加了列車(chē)安全運(yùn)行 的風(fēng)險(xiǎn)；
[0007] 2)列車(chē)通過(guò)波磨軌道時(shí)所發(fā)出的嘯叫聲已成為軌道交通噪聲的主要來(lái)源之一，在 部分曲線(xiàn)地段，采取減振措施不但沒(méi)有起到減振作用，反而加劇了噪聲和振動(dòng)。嚴(yán)重降低了 乘客乘車(chē)的舒適度，運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量受到影響；
[0008] 3)增加了運(yùn)營(yíng)維修工作量和成本，波磨的出現(xiàn)加劇了輪軌動(dòng)力作用，加速了列車(chē) 的損壞，增加了養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用。
[0009] 沒(méi)有列車(chē)運(yùn)行，就不會(huì)產(chǎn)生軌道波磨，軌道波磨是輪軌作用力下產(chǎn)生的，波磨發(fā)生 后造成的影響將使輪軌作用力關(guān)系持續(xù)惡化，從而產(chǎn)生上述影響。
[0010] 目前，常規(guī)軌道波磨的維護(hù)手段更多來(lái)源于國(guó)鐵經(jīng)驗(yàn)，以波深值作為軌道維護(hù)維 修的衡量標(biāo)準(zhǔn)，該手段可評(píng)判軌道波磨的幾何形狀，但在對(duì)輪軌作用力上則無(wú)法關(guān)聯(lián)。 [0011]實(shí)際情況，波磨深度小，其輪軌作用力不一定小，波磨深度大，輪軌作用力不一定 大，單純依據(jù)波深值的軌道維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)法有效改善輪軌作用力，給軌道交通安全運(yùn)營(yíng)帶來(lái) 了隱患，降低運(yùn)營(yíng)服務(wù)質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提出一種指導(dǎo)波 磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià)方法，通過(guò)所檢測(cè)得到的軌道波磨條件下所反映的軌道固有參數(shù)、 輪軌作用力振動(dòng)參數(shù)，分析軌道波磨造成的影響程度，給出對(duì)軌道波磨實(shí)施維修的優(yōu)先級(jí) 順序;維修完成后，再通過(guò)上述參數(shù)，評(píng)估維修效果，并提出軌道波磨危害程度分析方法、維 修指導(dǎo)意見(jiàn)輸出方法、維修效果評(píng)估方法等一種指導(dǎo)波磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià)方法。
[0013] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種指導(dǎo)波磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià) 方法，評(píng)估軌道波磨對(duì)輪軌作用力的影響，實(shí)施軌道波磨維修決策，將對(duì)包含波磨路段的軌 道檢測(cè)參數(shù)計(jì)算得到的存在波磨路段的波長(zhǎng)影響量值L、存在波磨路段的波深影響量值D、 存在波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值G、存在波磨路段的波磨路段持續(xù)的公里標(biāo)長(zhǎng)度K，按 照數(shù)量N=int(K/k) + l段的計(jì)算式，分割成分段長(zhǎng)度k的N段，各段的輪軌作用力影響量值 AN，通過(guò)軌道波磨綜合維修決策函數(shù)，計(jì)算出軌道各波磨路段的維修決策值W，按照各路段W 值的大小決策是否維修;按照各路段W值的大小順序決定優(yōu)先級(jí)，指導(dǎo)軌道波磨維修；
[0014] 存在波磨路段的波磨路段持續(xù)的公里標(biāo)長(zhǎng)度K，單位為m、計(jì)算各分段長(zhǎng)度k，單位 為m的輪軌作用力影響量值A(chǔ)^As、.....An，建立軌道波磨綜合維修決策函數(shù)W:
[0015] ff= (A1+A2.....+An)/N〇
[0016] 輪軌作用力最直接的表現(xiàn)為振動(dòng)有效值，車(chē)輛運(yùn)行在波磨路段時(shí)，其振動(dòng)有效值 直觀反映出車(chē)輛在波磨路段的輪軌狀態(tài)。若車(chē)輛本身存在故障引發(fā)輪軌相互作用的振動(dòng)， 則表現(xiàn)在全線(xiàn)運(yùn)行的振動(dòng)有效值平均量值大;若車(chē)輛通過(guò)某路段時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)有效值大， 則表明該路段存在軌道故障。
[0017] 進(jìn)一步，計(jì)算波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值G的方法是:對(duì)車(chē)輛在存在波磨路段 運(yùn)行的振動(dòng)有效值gbm與車(chē)輛全線(xiàn)運(yùn)行的振動(dòng)有效值平均量值gav進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算得到波磨 路段造成的振動(dòng)有效值影響量值G :
[0018] 獲取測(cè)定的車(chē)輛在存在波磨路段運(yùn)行的振動(dòng)有效值為gbm;
[0019] 獲取測(cè)定的車(chē)輛全線(xiàn)運(yùn)行的振動(dòng)有效值平均量值Sgav;
[0020] 若gbm 2 gav，則存在波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值為G= | l_gbm/gav | ;
[0021 ]若gbm〈gav，則可能存在或沒(méi)有波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值為G = 0;
[0022] G為波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值。
[0023] 輪軌作用力的表現(xiàn)在振動(dòng)量值的體現(xiàn)外，還有振動(dòng)頻率的體現(xiàn)，波磨路段波長(zhǎng)直 接關(guān)聯(lián)車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程所產(chǎn)生的振動(dòng)頻率，同等車(chē)速下，車(chē)輛運(yùn)行波磨路段的波長(zhǎng)值短，則振 動(dòng)頻率高，波長(zhǎng)值長(zhǎng)，則振動(dòng)頻率低，從車(chē)輛設(shè)計(jì)角度出發(fā)，需盡量規(guī)避高頻振動(dòng)，因?yàn)楦哳l 振動(dòng)容易激發(fā)車(chē)輛轉(zhuǎn)向架的廣義共振，易引起車(chē)輛零部件受損，因此波長(zhǎng)值短的波磨路段， 危害更大。
[0024] 進(jìn)一步，計(jì)算波磨路段的波長(zhǎng)影響量值L的方法是：
[0025] 獲取測(cè)定的車(chē)輛通過(guò)存在波磨路段的波長(zhǎng)值為lbm;
[0026] 行業(yè)定義：極短波距波磨的波長(zhǎng)為L(zhǎng)l = 30-100mm;短波距波磨的波長(zhǎng)為L(zhǎng)2 = 100-300mm;長(zhǎng)波距波磨的波長(zhǎng)為L(zhǎng)3 = 300-1000mm;
[0027] 設(shè)定lbm〈100mm時(shí)，波磨路段的波長(zhǎng)影響量值為L(zhǎng) = 2;
[0028] 設(shè)定10〇111111<11*〈30〇1111]1時(shí)，波磨路段的波長(zhǎng)影響量值為1^=1 ;
[0029] 設(shè)定30011111^1^〈1000111111和沒(méi)有波磨或波磨長(zhǎng)度大于1000 111111時(shí)，波磨路段的波長(zhǎng)影 響量值為L(zhǎng) = 0;
[0030] L為波磨路段的波長(zhǎng)影響量值。
[0031] 軌道波磨的常規(guī)維護(hù)手段以波深值作為維修依據(jù)，波深值大，軌道表面不平順，輪 軌作用力大。
[0032] 進(jìn)一步，計(jì)算波磨路段的波深影響量值D的方法是：
[0033] 獲取測(cè)定的車(chē)輛通過(guò)存在波磨路段的波深值為dbm(rnrn);
[0034] 計(jì)算存在波磨路段的波深影響量值為D = dbm/0.4,式中，0.4為常規(guī)鋼軌波磨的維 護(hù)限值，D為波磨路段的波深影響量值。
[0035] 進(jìn)一步，計(jì)算波磨路段的輪軌作用力影響量值A(chǔ)n的方法是：定義軌道波磨對(duì)輪軌 作用力的影響基準(zhǔn)為權(quán)值Q=l，依據(jù)為軌道波磨對(duì)輪軌作用力的影響，對(duì)上述參數(shù)G、L、D進(jìn) 行影響程度的權(quán)重劃分為：
[0036]波磨路段的振動(dòng)有效值影響量值G的權(quán)重系數(shù)QG = 0.4;
[0037] 波磨路段的波長(zhǎng)影響量值L的權(quán)重系數(shù)QL = 0.3;
[0038] 波磨路段的波深影響量值D的權(quán)重系數(shù)QD = 0.3;
[0039] 計(jì)算波磨路段的輪軌作用力的影響量值A(chǔ)n : An = QG*G+QL*L+QD*D。
[0040] 輪軌作用力的影響量值A(chǔ)n為統(tǒng)計(jì)型參數(shù)，是以每k，單位為m為統(tǒng)計(jì)的分段長(zhǎng)度的 計(jì)算樣本，即上述四個(gè)參數(shù)均反應(yīng)的是每k路段的統(tǒng)計(jì)評(píng)估值，最后得出的軌道波磨對(duì)輪軌 作用力的影響An也只反映該每k路段條件下的影響狀態(tài)。
[0041] 設(shè)定波磨路段持續(xù)的公里標(biāo)長(zhǎng)度為K，單位為m，則K是由N個(gè)k單位為m的分段長(zhǎng)度 的計(jì)算樣本構(gòu)成，為保證計(jì)算樣本的完整性，N采用向上取整的方式：
[0042] 即N = int(K/k) + l ;即波磨路段存在N個(gè)輪軌作用力的影響量值A(chǔ):Ai、 A2、.....An
[0043] 引入軌道波磨波磨路段持續(xù)的公里標(biāo)長(zhǎng)度，評(píng)估波磨程度下輪軌作用力影響的持 續(xù)時(shí)間。從維修角度而言，需要考慮效率的分配，對(duì)于輪軌作用力影響持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的波磨路 段需要綜合評(píng)估。
[0044] 根據(jù)軌道波磨維修綜合決策函數(shù)計(jì)算的維修決策值W做出維修決策為，W>1，需要 對(duì)軌道波磨實(shí)施維修;軌道波磨維修決策優(yōu)先級(jí)順序?yàn)?W值越大，軌道波磨維修優(yōu)先級(jí)越 尚。
[0045] 對(duì)于維修后路段的檢測(cè)信息及計(jì)算信息，根據(jù)軌道波磨維修綜合決策函數(shù)，計(jì)算 出軌道各波磨路段的維修決策值W，評(píng)估原有波磨路段經(jīng)過(guò)維修后的維修效果，若維修后W 較維修前降低，則維修效果好;若維修后W ? 0則維修效果優(yōu)。
[0046] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單適用，將軌道工程與車(chē)輛工程結(jié)合進(jìn)行軌道狀 態(tài)系統(tǒng)工程評(píng)估，指導(dǎo)軌道波磨維修，優(yōu)化維修模式，評(píng)估維修效果。該方法的應(yīng)用可優(yōu)化 輪軌作用力關(guān)系、保障列車(chē)運(yùn)行安全、增加列車(chē)可靠性，降低列車(chē)養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用、提高運(yùn)營(yíng) 服務(wù)質(zhì)量。
【附圖說(shuō)明】
[0047] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例指導(dǎo)波磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià)方法組成示意圖；
[0048] 圖2為圖1所示軌道波磨綜合維修決策函數(shù)計(jì)算流程圖；
[0049]圖3為圖1所示輪軌作用力下的振動(dòng)趨勢(shì)曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0050]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0051 ] 實(shí)施例
[0052] 如附圖1所示:本實(shí)施例指導(dǎo)波磨軌道維修的波磨評(píng)價(jià)方法將對(duì)包含波磨路段的 軌道檢測(cè)參數(shù)計(jì)算得到的某(存在波磨)路段的波長(zhǎng)影響量值L、波深影響量值D、振動(dòng)有效 值影響量值G、存在波磨路段的波磨路段持續(xù)的公里標(biāo)長(zhǎng)度K，按照數(shù)量N=int(K/k)+l段的 計(jì)算式，分割成分段長(zhǎng)度k的N段，各段的輪軌作用力影響量值A(chǔ)n，通過(guò)軌道波磨綜合維修決 策函數(shù)WzUi+As.....+An)/N，計(jì)算出軌道各波磨路段的維修決策值W，按照各路段W 值的大小決策是否維修;按照各路段W值的大小順序決定優(yōu)先級(jí)，指導(dǎo)軌道波磨維修，對(duì)于 維修后路段的檢測(cè)參數(shù)及計(jì)算信息，根據(jù)軌道波磨維修綜合決策函數(shù)，計(jì)算出軌道各波磨 路段的維修決策值W，評(píng)