（交通运输规划与管理专业论文）铁路轨道状态分析方法研究.pdf

摘要 要保证铁路运输的安全，必须深入研究轨道状态变化规律。本论文在分析国 内外轨道状态分析方法及预测模型的基础上，针对我国现行轨道状态分析方法存 在的问题，提出了利用轨道综合检测数据分析轨道状态的方法，探讨了基于检测 数据综合数据平台的轨道状态分析、预测模型。 论文研究的两个关键问题是：工务检测数据综合数据平台的建立；基于检测 数据综合数据平台的轨道状态分析方法。 轨道检测数据是轨道状态分析的基础，因此工务检测数据综合数据平台是本 文的重要研究内容。论文在分析国内工务检测数据种类的基础上，研究了各种检 测数据的采集方式和质量问题，提出了利用数据仓库来存储管理各种检测数据的 方法，确定了检测数据的维度，描述了各种检测数据整合的方法。 本论文研究的核心内容是基于检测数据综合数据平台的轨道状态分析方法。 首先对铁路轨道状态恶化形式、轨道状态评价体系进行了分析。然后从轨道局部 卜平顺、轨道区段整体不平顺、超限点重复率、重点地段分布等角度确定了利用 动静态检测数据分析轨道状态的方法。在此基础上，论文采用“轨道几何尺寸百 万吨变化率 来反映轨道状态变化的快慢，并详细阐述了预测原理以及百万吨变 化率的计算方法，探讨了轨道几何尺寸变化率预测模型。 在进行理论研究的同时，还结合昆明铁路局实际情况，运用本文提出的轨道 状态分析方法，构建了昆明铁路局工务安全生产管理系统，并已经在现场实际运 行。 关键词：铁路；轨道状态；检测数据；数据仓库 分类号： a bs t r a c t t og u a r a n t e et h er a i l w a yt r a n s p o r t a t i o n ss e c u f i t y ，t h er e s e a r c ho nt h ec h a n g es t a t e o fr a i l w a yt r a c km u s tb et h o r o u g h l yp u ti np r a c t i c e b a s e do nt h ea n a l y s i so ft h e a n a l y s i sa n dp r e d i c t i o nm o d e l so ft r a c ks t a t ea th o m ea n da b r o a d ，a c c o r d i n gt ot h e p r o b l e m so fc h i n a sc u r r e n tr a i l w a yt r a c ks t a t ea n a l y s i sm e t h o d ，t h em e t h o do f a n a l y z i n gr a i l w a yt r a c ks t a t eu s i n ga l lt h et r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t ai sb er a i s e d ， t h ea n a l y s i sa n dp r e d i c t i o nm o d e l so ft r a c ks t a t eb a s e do nt h et r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o n d a t as y n t h e t i c a ld a t ap l a t f o r mi sd i s c u s s e d t w ok e yp r o b l e m sa r es t u d i e di nt h et h e s i s ：o n ei st h ee s t a b l i s h m e n to ft h et r a c k g e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t as y n t h e t i c a ld a t ap l a t f o r m ，t h eo t h e ri sa n a l y s i sm e t h o do ft r a c k s t a t eb a s e do ni n s p e c t i o nd a t as y n t h e t i c a ld a t ap l a t f o r m b e c a u s et h er a i l w a yt r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t ai st h eb a s eo fa n a l y s i so f r a i l w a yt r a c k ss t a t e ，t h em a i nr e s e a r c hi nt h et h e s i si st h et r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t a s y n t h e t i c a ld a t ap l a t f o r m b a s e do nt h ea n a l y s i so f t h es o r t so fd o m e s t i ct r a c kg e o m e t r y i n s p e c t i o nd a t a ；t h ec o l l e c t i o nw a ya n dq u a l i t yp r o b l e mo ft h ev a r i o u st r a c kg e o m e t r y i n s p e c t i o nd a t aa r eb es t u d i e d ；u s i n gd a t aw a r e h o u s et os t o r ea n dm a n a g et r a c k i n s p e c t i o nd a t a ；t h em e t h o do ft h ev a r i o u si n s p e c t i o nd a t ai n t e g r a t i o ni sb er a i s e d t h ek e yc o n t e n to ft h i st h e s i si st h em e t h o df o ra n a l y s i so fr a i l w a yt r a c ks t a t e b a s e do nt h er a i lt r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t as y n t h e t i c a ld a t ap l a t f o r m f i r s t l y , t h e d e t e r i o r a t i o nf o r mt h et r a c ks t a t ei sa n a l y z e d s e c o n d l y , t h er a i ln a c ks t a t ea n a l y s i s m o d e l ，b a s e do nd y n a m i ca n ds t a t i cr a i lt r a c kg e o m e t r yi n s p e c t i o nd a t a ，i se s t a b l i s h e d f r o mt h ep o i n to fp a r t i a lt r a c ki r r e g u l a r i t y , t o t a lt r a c ki r r e g u l a f i t y ，t h er e p e a tr a t eo f d i s e a s ep o i n tn u m b e ra n dk e yd i s t r i c t sd i s t r i b u t i o ne t c o nt h ef o u n d a t i o no ft h ea b o v e , t r a c kg e o m e t r yt r a n s f o r m a t i o nr a t ep e rm i l l i o nt o ni su s e dt or e f l e c tt h e t r a n s f o r m a t i o no ft h et r a c kq u a l i t ys t a t es p e e d a n dt h e nt h ec o m p u t i n gm e t h o di s d i s c u s s e di nd e t a i l o nt h ee n dt h ep r e d i c t i o nm o d e li sp r o b e di n t o w i t ht h et h e o r ys t u d y , a c c o r d i n gt ot h ep r e s e n ts i t u a t i o no fk u n m i n gr a i l w a y a d m i n i s t r a t i o n ,r a i l w a ye n g i n e e r i n ga n dm a i n t e n a n c em a n a g e m e n ti n f o r m a t i o n s y s t e mo fk u n m i n gr a i l w a yb u r e a ui sc o n s t r u c t e d ，u s i n gt h er a i l w a yt r a c ks t a t e a n a l y s i sm e t h o dd i s c u s s e di nt h i st h e s i s a n di ti sa l r e a d yt a k e ni n t op r a c t i c e k e y w o r d s ：r a i l w a y ；r a i l w a yt r a c ks t a t e ；i n s p e c t i o nd a t a ；d a t aw a r e h o u s e c i 。a s s n o ： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 签字日期：砷。眸石月5 日 导师签名： 副i ，虎 签字日期：c ) g 车月日 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：砌p 年6 月岁e t 致谢 首先，衷心感谢我的导师刘仍奎副教授。在这篇论文的选题、基础资料收集、 论文写作、修改定稿的全过程中，导师都给予了大力的关怀、指导和帮助，论文 凝聚着导师大量的心血和汗水。在攻读硕士学位期间，导师对我一直不倦教诲和 关怀鼓励，不仅传授专业知识、科研方法，还教会我做人的准则，导师严谨的治 学态度、渊博的学识、孜孜不倦的敬业品德和诲人不倦的精神是我一生的楷模。 在这两年学习期间，我所取得的每一点进步、每一份成绩都包含着导师无微不至 的关怀、鼓励和引导。再次向导师刘仍奎副教授表示最衷心的感谢。 王福田高工对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，得到了高级工程师方圆的大力帮助。课题组 徐鹏、姜海洋、刘婷婷、李中海、李琦、郭然、汤国防同学以及孙涛、廖军洪师 兄都给我提出了许多建设性的意见，另外，不少师长和同学也给予了我真诚的帮 助，在此一并表示感谢。 最后，衷心感谢我的家人，是他们在生活中给我莫大的支持与关怀才使我得 以顺利完成学业! 1 绪论 1 1 研究背景及意义 铁路轨道是铁路的主要设备之一，是行车的基础，它直接承受列车车轮传来 的巨大作用力。在这些力的作用下，轨道将发生各种变形。这些变形的存在，不 仅会影响列车的高速和平稳运行，且当变形积累到一定程度，将大大降低和削弱 轨道结构的强度和稳定性，影响行车安全【1 j 。2 0 0 7 年4 月1 8 日我国铁路进行了第 六次大提速，1 4 0 对列车运行时速已达到2 0 0 k m h ，铁路轨道受力增大，为保证列 车安全快速运行，满足乘客乘坐的舒适度及提高运转效率，轨道线路必须符合水 平、方向、轨距、曲线超高等技术参数的管理标准，同时还要具备足够的强度和 稳定性。对轨道进行经常维修和定期维修，以不断保持和提高线路设备的质量， 使轨道经常处于良好状态，符合规定的技术标准，并最大限度地延长各项设备的 使用寿命。必须运用科学的管理办法，将有限的人力、物力和作业时间用到最需 要维修的地段，使轨道状态保持良好和均衡，只有这样才能更经济、更合理、更 有效地管理好轨道技术状态，以保障列车的平稳和行车安全l 。 要保证行车安全，必须要充分利用现有的各种轨道检测数据，在构建检测数 据、静态台帐数据、多媒体数据综合平台的基础上，对这些数据进行深入分析， 准确把握线路质量状态。轨道是铁路行车的基础设备，它直接承受机车车辆传来 的压力、冲击和震动，并将其传递给轨枕。轨道状态的好坏对车辆的安全运行、 乘客的旅行舒适、设备的使用寿命和养护费用起着决定性的作用。铁路日常运营 过程中，随着时间的推移，铁路轨道在机车车辆的不稳定重复荷载作用下，会出 现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形，统称为轨道不平顺，其分类如图 1 1 所示。轨道不平顺对铁路安全运输有严重的影响，具体表现在以下几个方面1 2 j ： ( 1 ) 严重的高低不平顺将引起列车剧烈的点头和沉浮振动，使车轮大幅度减 载，甚至悬浮，在曲线上和方向不良的区段运行时，可能导致脱轨。高低不平顺 的幅值过大( 约超过2 5 m m 时) 会使道床阻力显著降低，引起无缝线路发生胀轨 跑道。 ( 2 ) 水平不平顺将使车辆产生侧滚振动，导致一侧车轮增载，一侧车轮减载。 北美铁路专家认为曲线上严重的水平不平顺，往往是引起货车脱轨的重要原因。 若方向、水平两种不同不平顺同时存在，且逆向复合时，引起脱轨的危险性更大。 ( 3 ) 曲线扭曲不平顺将使转向架出现三点支承一轮减载甚至悬浮的危险情 况。曲线和直线上严重的局部扭曲不平顺都会引起车辆剧烈的侧滚和侧摆振动， 导致脱轨系数过大而脱轨。 ( 4 ) 严重的方向不平顺将引起很大的侧向力，可能使轨枕、扣件不良地段的 钢轨倾翻或轨排横移，造成列车脱轨倾翻。过大的侧向力也往往使脱轨系数增大， 引起列车爬轨掉道。幅值很大、波长较短的方向不平顺，本身就会使无缝线路的 稳定性降低，加上这种方向不平顺必然引起轮轨间较大的横向力，往往导致动态 胀轨跑道事故。 ( 5 ) 轨距偏差过大，会使车轮掉道和卡轨。即使轨距尚未扩大到会使车轮掉 道的程度，如果车轮锥形踏面的大坡度段( 1 ：1 0 ) 已进入轨顶内侧圆弧内，仍然 会在轮轨间产生较大的横向推力。 ( 6 ) 曲线头尾的几何偏差，往往是列车曲线脱轨的重要原因，这种几何偏差 实质上是一种轨道超高和曲率不匹配的严重的复合不平顺，将使车辆产生剧烈摇 晃，脱轨系数减载率和横向力均显著增大。 轨道 不，f 顺 垂向不平顺 高低 水平 平面扭曲 钢轨波浪形磨耗 轨面小j i 顺( 包括擦伤，剥离，马鞍形磨耗) 硼 二 复合不平顺垂向与横向不平顺同时存在且呈叠加状态 其它 如轨底坡偏差，曲线头尾几何偏差 图1 1 轨道不平顺分类图 f i g 1 - 1c a t e g o r i e sc h a r to fi r r e g u l a r i t yo f t r a c k ( 7 ) 严重的波浪形磨耗实质上是一种波长极短、变化率极大的高低不平顺， 而且呈谐振波形，比高低不平顺的影响更为严重。 ( 8 ) 轨面不平顺将产生轮轨间的巨大冲击力，轮载波动通常为静轮载的二三 倍之多。 由上可知轨道的不平顺将严重威胁行车安全。因此，如何对轨道状态进行有 效管理，实时把握轨道状态，保持线路设备完整和质量均衡，使列车以规定速度 2 安全、平稳、不间断地运行并尽量延长轨道使用寿命，已逐渐成为国内外铁路工 作者的重要研究课题。 在日常生产中，轨道几何尺寸的检测设备主要有轨道检查车、车载式检查仪、 添乘仪、智能检测仪，这些检测设备产生了大量的检测数据，但只是反映了轨道 的瞬间状态，只有将这些数据长期积累后才能发现轨道质量状态变化的趋势及规 律。国外利用轨检车的动态检测数据对轨道状态分析及预测模型的研究已经开展 了很长时间，也取得了一系列研究成果。而国内对轨道状态预测模型的研究还处 于起步阶段，目前铁路工务部门在实际工作中恰恰忽视了对检测数据的长期积累 和综合分析，仅仅根据报警的检测数据对存在安全问题的轨道设备进行了维修和 保养，但那些反映设备隐患的检测数据却被忽视或丢掉，这样就造成了检测数据 的极大浪费，不能把握设备状态变化趋势，不能将事故防患于未然。因此，要想 真正的达到“状态修必须积累大量的动静态综合检测数据，在综合检测数据的 基础上，对轨道状态进行深入分析，寻找轨道状态变化规律。本文针对国内研究 的现状，提出利用轨道综合检测数据分析轨道状态，研究轨道状态变化规律。 1 2 本论文的主要研究内容 安全是铁路运输生产永恒的主题，围绕这一主题，本论文在分析国内外铁路 轨道状态分析一般方法及预测模型的基础上，针对目前国内铁路轨道状态分析方 法中存在的一些问题，提出了基于检测数据综合数据平台的轨道状态分析方法， 探讨了轨道状态预测模型。论文主要内容如下： 第一，综述国内外轨道状态分析方法。重点分析了日本预测模型、加拿大 p w m i s 轨道状态预测模型。日本学者利用轨检车检测数据，采用多元回归公式预 测轨道高低不平顺，并且认为轨道不平顺的数据服从概率分布l o g i s t i c 分布，利用 其参数推求轨道不平顺的变化。加拿大利用轨道质量指数( t q i ) 历史数据来预测 未来t q i 的统计分析方法对轨道状态进行分析。 第二，根据国内工务管理的现状，总结了国内轨道状态分析方法存在的问题， 提出了利用综合检测数据进行轨道状态分析的方法。 第三，针对国内工务检测手段的现状，提出了建立工务检测数据综合数据平 台的研究。分析了国内工务检测数据的种类、数据质量问题；详细阐述了各种检 测数据的采集方式；提出了利用数据仓库技术存储管理各种检测数据的方法；根 据工务检测数据的特点，确定了检测数据的维度，提出了工务检测数据整合的方 法。 第四，重点研究基于检测数据综合数据平台的轨道状态分析方法。在分析国 3 内外轨道状态分析方法的基础上，借鉴国外研究的优点，在国内现有研究的基础 上，利用综合检测数据分析国内的轨道状态发展趋势。依靠现代的信息技术，提 出如何利用历史检测数据进行轨道状态分析，从轨道局部不平顺、轨道区段整体 不平顺、超限点重复率、重点地段分布等角度确定了轨道状态分析模型；探讨了 轨道几何尺寸百万吨变化率的预测模型。 第五，开发了工务安全生产管理信息系统，针对昆明铁路局线路自身的特点 建立了相应的分析模型，将作者的研究成果，应用于轨道状态分析上面。 1 3 论文的组织结构 本论文共分为六章，分别讨论了论文的研究背景，国内外铁路轨道状态分析 方法，工务检测数据综合数据平台，基于检测数据综合数据平台的轨道状态分析 方法，应用案例。论文结构如下： 第一章绪论。详细介绍了论文的研究背景及主要研究内容。 第二章国内外铁路轨道状态分析方法概述。本章主要介绍国内外轨道状态分 析的一般方法以及预测模型。重点分析了日本轨道状态预测模型、p w m i s 轨道状 态预测模型；在国内轨道状态分析研究现状的基础上，指出国内轨道状态分析方 法中存在的问题，提出了利用综合检测数据分析轨道状态的方法。 第三章工务检测数据综合数据平台的研究。首先介绍了工务检测数据的分 类、检测数据的质量问题；其次，详细介绍了各种检测数据的采集、提取整理和 数据的管理；最后，介绍了数据维度的确定和各种检测数据整合的方法。 第四章基于检测数据综合数据平台的轨道状态分析方法研究。本章重点研究 基于轨道综合检测数据的轨道状态分析方法，阐述了轨道状态恶化形式及其分类、 轨道状态的评价体系；提出了如何利用各种检测数据分析轨道状态的方法，探讨 了轨道几何尺寸变化率预测模型。 第五章应用案例。本章详细介绍了论文成果在昆明铁路局工务安全生产管理 系统中的应用情况。 第六章结论。概括了本论文的主要成果和不足之处，并指明了需要进一步研 究的问题。 4 2 国内外铁路轨道状态分析方法概述 本章作者通过查阅大量国内外有关轨道状态分析方法及预测模型的文献资 料，综述国外轨道状态分析方法及预测模型，重点分析了日本的轨道预测模型、 加拿大的p w m i s 预测模型。介绍我国轨道状态分析的一般方法及预测模型的研究 现状，并迸一步分析了我国现行轨道状态分析方法存在的问题。 2 1 国外轨道状态分析方法及预测模型 2 1 1 日本的轨道状态预测模型 日本的轨道管理非常重视轨道状态预测模型和计算方法的研究，在2 0 世纪8 0 年代前后，集中全国的有关力量，成立研究小组，组成人员包括铁道技术研究所 的轨道管理、轨道机械、路基、自动控制、情报系统、运输系统等方面的专家， 开展了全方位的研究，先后得出轨道状态预测公式，有s 式、新s 式和t 6 0 5 式等。 ( 1 ) 杉山德平的轨道状态预n s 式1 3 】 道床下沉的离散性非常大，无法利用一般的理论分析方法及室内试验方法来 代替，为此，有的学者利用轨检车的实测资料，进行数据统计分析，找出其规律。 有代表性的是日本杉山德平提出下列回归公式： s = a t f i v p , m 岛上乒只岛只风只岛式2 1 式中s 轨道不平顺发展的平均值( m m 1 0 0 天) ； 丁通过吨数( 百万吨年) ； y 平均速度( k m h ) ； m 构造系数( 以5 0 p s 轨、p c 轨枕、4 4 根2 5 m 、c = 2 0 0 m m 为标准) ； 说明有无接头的变量； p 说明路基状态的变量( 净l ，2 ，3 ) ； a ，屈( 汪1 ，2 ，7 ) 待定系数。 日本经过近二年的轨道检查车资料的分析，得出每2 5 米长轨道的最大高低不 平顺增长为0 1 6 1 0 8 m t n 1 0 0 天，回归公式为： s = 2 0 9 - l o - 3 i o3 1 v o 9 8 j o 俨1 严6式2 2 ( 2 ) 内田雅夫新的预测公式【4 】 日本内田雅夫等人于1 9 9 5 年提出了新的预测公式。 5 1 ) 轨道下沉量的计算公式 轨道下沉量由道床下沉量和路基下沉量两部分组成： 6 f = 6 吟+ 6 哼= p 晦n + p 黟n 式中点，轨道的下沉量( 1 t l 】【t l 年) ； 车轴通过总数，即荷载重复作用次数； 风单次荷载作用下的道床下沉量( 删【i l 轴) ，由式( 2 4 ) 计算； 尾，单次荷载作用下的路基下沉量( 舢耐轴) ，由式( 2 5 ) 计算。 孱，= 口( p 一6 ) 2 y 式2 3 式2 - 4 式中p 枕木下面压力； y 道床振动加速度； 口，6 系数。系数b 是初期下沉结束后，不产生塑性变形的荷载大小，和 道床厚度有关；系数口表示下沉趋势，不依赖道床厚度。这些系数是由实验得出的 值，考虑到实际轨道状态( 雨水和土砂混入道砟间使摩擦减少，在养护间隔车轴 通过次数的顺序) 进行修正。 风= 口碟。靠 式2 5 式中匕。路基平均压力； 靠圆锥贯入助力； 口，b ，c 系数。 2 ) 轨道下沉量的计算方法 在养护投入间隔内的轨道下沉量，根据该线区的轨道构造条件和每个车轴动 态荷载进行计算，其计算流程如图2 1 所示。 6 。车辆种类轴数侔! i 二基垂至至至三二互固 图2 - 1 轨道下沉量的计算方法 f i g 2 - 1t h em e t h o df o rc a l c u l a t i n gt r a c kd e p r e s s i o n 3 ) 高低不平顺发展预测的计算公式 假定轨道下沉量和高低不平顺的关系如图所示，即：以产生冲击轮重的钢轨 接头和焊缝的凹凸为中心，高低不平顺在发展；而在中间部分，轨道下沉几乎没 有。更进一步假设高低不平顺( 单振幅) 的最大值是标准偏差的3 倍。由图2 2 可知： 办 砚 饭稔西；m i + 3 9 i ( 期 3 口tf 翻一60 i 图2 2 轨道下沉量和高低不平顺的关系图1 4 】 f i g 2 - 2r e l a t i o n sb t w g e nt r a c kd e p r e s s i o na n dt r a c ks u f a c ei r r e g u l a r i t y l 4 】 磊= m i + 3 0 - , = 6 q ，嗄= m 2 + 3 0 - 2 = 6 0 2 式2 - 6 式中m l ，m ，分别为时刻，t 2 时的高低不平顺平均值； 点，磊分别为时刻f l ，厶时的轨道绝对下沉量； 7 q ，c r 2 分别为时亥l j t , ，乞时的高低不平顺标准偏差。 而轨道下沉量为 瓯= 最一磊= 6 ( o 2 一q ) 式2 7 故高低不平顺发展的预测值盯删和轨道下沉量瓯有下列关系： a c r y 。o ，= 式2 - 8 o ( 3 ) 指数平滑法 指数平滑法主要适用于追踪数据的变动，是利用过去数据的加权计算来预测 未来数据发展的一种方法，指数平滑法容易调整数据变化的响应速度，利用较少 的数据也可以进行预测。当利用单纯指数平滑法来预测轨道高低不平顺时，提出 以下预测公式： z = a d , + 口( 1 一口) 4 一i + + a ( 1 - a ) z t + + = a d , + 口( 1 一以) 丘l 式2 9 式中厂，f 时刻的预测值； a 平滑系数( 0 超限数据，数据格式如图3 3 所示。 0l q 9 + 1 9 2 0 l z i 9n 0 1 4 8 0 1 4 7 0 l q 6 0000000 0 00000000 k 期0 乡j - t t t t t l v = 1 0 0k a ，l a ) k 拍。乡 t t 吉t t t c v = 1 0 0k r a l a ) 胁0 分 - j r t j r t l ； i v = 0 9 6k a y h ) 图3 - 3 三型超限数据示例 f i g 3 3c a s eo fl i m i te x c e e d e dd a t a ( 2 ) 四型轨检车检测数据 目前，四型轨检车使用较少，多数已经升级为四型改轨检车，四型车提供的检测数 据存储在s q l s e r v e r 数据库中，主要有曲线数据、t q i 数据、超限数据、原始波形图数 据，其格式说明如下： 曲线数据 该数据主要是描述实际运营过程中轨道各个曲线的参数，如曲线长、曲线半径、曲 线超高等。数据格式如表3 2 所示。 表3 - 2 四型车曲线数据格式 t a b l e 3 2c u r v ed a t af o r m a to ff o u r - t y p ec a r t q i 数据，数据格式如表3 3 所示。 表3 - 3 四型车t q i 数据格式 t a b l e 3 3t q id a t af o r m a to ff o u r - t y p ec a r 超限数据，数据格式如表3 4 所示。 表3 4 四型车超限数据格式 t a b l e 3 - 4l i m i te x c e e d e dd a t af o r m a to ff o u r - t y p ec a r 原始波形图 波形图数据表中数据字段较多，描述轨道几何尺寸的主要字段如表3 5 所示。 表3 5 四型车波形图数据格式 i 字段 k ms a m pt y p e纫zl e nt s cs p e e dc l a s sd e l ( 3 ) 四型改轨检车检测数据 目前，四型改轨检车使用较为普遍，四型改轨检车提供的电子数据文件主要有t q i 数据、超限数据，其格式说明如下： t q i 数据，数据格式如表3 - 6 所示。 表3 _ 6 四型改t q i 数据格式 字段线名行别 公里米 长度检测速度线形左高低 右高低 字段左轨向右轨向轨距水平三角坑 t q i 检测日期 超限数据，数据格式如表3 7 所示。 表3 7 四型改超限数据格式 字段线名行别公里米超限类型超限值超限k 度超限等级速度 字段线形检测日期 ( 4 ) 五型轨检车检测数据 目前，干线上检测主要使用五型轨检车，五型车提供的检测数据主要有曲线数据、 t q i 数据、超限数据、原始波形图数据、公里小结报告数据，其格式说明如下： 曲线数据，数据格式如表3 - 8 所示。 表3 - 8 五型车曲线数据格式 字段 s t a r t m a j o r s t a r t m i n o r t a n g e n t m a j o rt a n g e n t m i n o r 字段 a v e r a g e s u p e r e l e v a t i o na v e r a g e g a u g ea v e r a g e s p e e d r u n d a t e 字段c u r v e l e n g t h r a d i u s t q i 数据，数据格式如表3 - 9 所示。 表3 - 9 五型车t q i 数据格式 字段 b a s e p o s t l s t d s u r fl s t d a l i g nr s t d s u r f 字段 s t d c r o s s l e v e ls t d g a u g es t d t l s ts t d s u m s 字段 r s t d a l i g n m a x s p e e di t u n d a t e 超限数据，数据格式如表3 1 0 所示。 表3 1 0 五型车超限数据格式 字段 f r o m p o s t f r o m m i n o r l e n g t hd e f e c t t y p e d e f e c t c l a s s 字段 m a x v | a l l s p e e d a t m a x v a lp o s t e d s p ds e v e r i t y t b c e 字段 r u n d a t e 原始波形图数据，波形图数据字段很多，导出的文本文件中字段有9 2 个，描述 轨道几何尺寸的字段有1 2 个，如表3 1 1 所示。 表3 1 l 五型车波形图数据格式 字段 k m m e t e r s g a u g e l a l i g n3 r a l i g n3 l s u r f 3 rs u r f 3 t w i s t a s p e e d c a r b o d y _ v a c c e l ( g ) c a r b o d y _ h a c c e l ( g ) 公里小结报告，数据格式如表3 1 2 所示。 表3 1 2 五型车公里小结报告数据 字段公里 检测长度通过速度 公里扣分高低4高低3高低2高低1 字段轨向4轨向3轨向2轨向l轨距4轨距3轨距2轨距l 字段水平4 水平3 水平2水平l三角坑4 三角坑3三角坑2三角坑1 字段水加4水加3水加2水加l垂加4垂加3垂加2垂加l 3 3 1 2 车载式检查仪检测数据 车载式检查仪( 晃车仪) 检测线路的基本原理是通过车载检测设备动态测量机车车 体的垂直、横向加速度，综台集成机车监控l a x 平台公共信息( 如时间、公里标、速 度等) ，经过特殊的信息处理技术和模式识别来消除机车特性及振动的影响，准确检测、 记录轨道线路的动态变化情况。车载式检查仪的传感器是固定安装机车上，因此可以实 现对线路较高频次的自动检查。 晃车仪主要检测轨道的垂直和水平晃车程度，检测数据分为严重晃车信息和一般晃 车信息。 每个机车出库时均需要安装晃车仪，晃车仪原始数据每5 0 毫秒取一个采样点，因 此原始检测数据量非常大。以往，晃车仪产生数据为二进制文件格式，各厂家数据格式 不一致，2 0 0 4 年6 月，铁道部发布了机车车载式轨道动态监测装置技术条件( 暂行) 的通知，规范了各晃车仪厂家提供的晃车仪检测数据的晃车等级管理值、数据无线传输 格式以及o r a c l e 数据库结构。其格式如表3 1 3 所示。 表3 1 3 晃车仪数据格式 i 字段单位名称单位编号线名线编号行别里程监测日期 l i 字段 垂直加速度垂直晃车级别 速度 机车型号机车号车次 备注 3 3 1 3 添乘仪检测数据 添乘仪检测线路的原理和车载式检查仪的完全相同，只是仪器放置的位置不同，晃 车仪放在机车上，添乘仪一般放在列车倒数第二节车厢内。添乘仪也是检测轨道的垂直 和水平晃车程度，但它一般放在列车倒数第二节车厢内，其产生的数据格式和晃车仪类 似，添乘仪每2 0 毫秒取一个采样点，然后每1 0 米取个最大的检测值作为该里程的检 测值存储在文件中，其检测数据以二进制文件格式存储。该文件的文件头中存储了本文 件中检测数据的概要信息，如检测日期、起止里程、工务段名称等；数据体中存储了各 里程检测值，如里程、水加、垂加等。 2 8 3 3 1 4 管理人员添乘检查数据 管理人员添乘检查线路是路局、工务段负责添乘的领导对所管辖的工务段、车间线 路进行检查的一种方式。管理人员添乘的途径是添乘人员使用便携式添乘仪随同某次列 车对管辖的某个区段进行添乘。检查的数据有两种： 一是对添乘区段的线路晃车情况做出记录。在添乘过程中，对于出现的晃车情况( 一 般晃车和严重晃车) 及时记录在手薄上，记录数据格式如表3 1 4 所示。 表3 1 4 管理人员添乘晃车情况数据格式 t a b l e 3 - 1 4f o r m a to f t r a i nw o b b l ed a t aa c c e s s e db ym a n a g e m e n ts t u f f l 字段 i 起点里程i 终点里程l 车次l 机车号i 晃车点里程i 晃车等级l 二是对添乘区段的现场作业和维修作业情况做出记录。在添乘过程中，对于线路的 巡检作业是否标准，巡道工、三折工、道口工、桥梁巡守工、隧道巡守工是否在岗，施 工作业是否符合要求( 安插作业牌情况、料具堆放情况等) 等情况及时做下记录，由于 各个路局要求不同，记录的数据没有固定格式。 3 3 1 5 钢轨探伤车检查数据 钢轨探伤车是能同时对线路两根钢轨进行探测并能分析、处理和记录探测结果的自 动进行的大型探伤设备。国外从上世纪6 0 年代开始使用，到7 0 年代已相当普及。早期 探伤车以纸带或图示仪记录模拟电信号，由人工评定伤缺陷，检测速度较低。目前实际 使用的探伤车由超声波探头、探伤信号显示及记录系统、钢轨缺陷定位和特殊标记系统、 记录分析仪器等组成。每个超声波探头均配有供观察和照像用的阴极射线管，探头扫描 的过程中，在暗室内与车速同步的摄影机连续取得8 组探伤图片，由车载计算机自动检 评系统进行实时处理和分析，结果可打印出钢轨缺陷类型、部位、长度、缺陷与钢轨上 明显特征( 如螺孔、接头等) 的距离等。目前探伤车探伤速度多在2 0 3 0 k m d x 时，能探 测轨腰宽度范围内轨头至轨底的各种内部伤损，可识别3 1 0 m m 的钢轨内部缺吲埽j 。检 测到得主要数据格式如表3 1 5 所示。 表3 15 钢轨探伤车数据格式 i字段线名行别里程股道 l字段伤损类型部位长度缺陷描述 3 3 1 6 轨检仪检查数据 轨检仪是依靠人力推动在轨道上行走来检查轨道数据的一种仪器，有接触式和非接 触式两种。接触式轨检仪是通过水平和位置传感器来感应轨距、轨向、水平和高低等几 何尺寸的，而非接触式轨检仪则是通过光电仪器来测量钢轨的几何尺寸。轨检仪使用方 便、检测精度高，每0 6 2 5 米一条检测记录，检测项目与轨检车检测项目类似，检测数 据存储在二进制文件中，人工无法修改，数据采集方便并且能够保证数据的准确性。轨 检仪检测数据是轨道静态检查的主要数据源。 智能检测仪数据文件中文件头存储了该次检测的概要信息，如检测时间、里程信息， 数据体中存储了各里程点各项目的检测信息，如轨距、水平、高低、方向等。轨检仪作 为一种能够为轨道静态分析的重要数据源，除了需要积累超限数据外还需要将其原始检 测数据进行积累。 ( 1 ) 原始检测数据，数据格式如表3 1 6 所示。 表3 1 6 轨检仪原始数据格式 t a b l e 3 - 16p r i m a r yd a t af o r m a to fr a i l w a yi n s p e c t i o ni n s t r u m e n t 字段线名线编号行别里程轨距轨距变化率水平 2 0 米弦方 白 1 0 米2 4 米 6 2 5 米测者 字段高低线型检测日期设备编号 弦方向三角坑三角坑编号 ( 2 ) 超限数据，数据格式如表3 1 7 所示。 表3 1 7 轨检仪超限数据格式 t a b l e 3 - 1 7l i m i te x c e e d e dd a t af o r m a to f r a i l w a yi n s p e c t i o ni n s t r u m e n t 3 3 1 7 人工线路检查数据 人工线路检查是线路静态检查的一种重要方式，由每个工区的养路工长负责。养路 工长组织工区人员对管内正线、到发线的线路和道佾，每个月应该检查2 次，对其他线 路和道岔，每个月应检查1 次。人工线路检查主要依靠手工测量的方式，有三道尺( 每 6 2 5 m 测量一次) 和六道尺( 3 1 2 5 m 测量一次) 两种测量方式。检查时对轨距、水平、 三角坑应该全面检查、记录；对轨向、高低及设备其它状态，应全面查看，重点记录， 对伤损钢轨、夹板和焊缝应同时检查。对线路严重病害地段和薄弱处所，应经常检查。 同时，养路工长对管内曲线正矢，每个季度至少应结合线路检查全面检查1 次，并填写 相应的曲线记录；对管内线路高低和直线轨向，用弦线重点检查，重点记录。对普通线 路爬行情况，每季至少应检查1 次，爬行量大于2 0 m m 时，应安排计划整治。另外，工 务段长、副段长和主任领工员每季有计划地检查线路、道岔和其他线路设备，并着重检 查重点地段和薄弱处所【l7 。 3 3 1 8 线路巡守数据 线路巡守是另一种线路静态检查的方式，包括三种检查方式： ( 1 ) 巡道工检查：一个养路工区为一个巡回区，但管辖正线及站线多的工区，可 以分为两三个巡回区。有三班巡道制、昼间一班或两班巡道制和定期巡道制三种巡回制 度，每个铁路局可根据具体各线情况制定。巡道工在执勤时，必须按照工务段编制