地鐵線路條件與軌檢數(shù)據(jù)關(guān)系研究

■ 程志全 李冰

運(yùn)用控制變量法，依托廣州地鐵既有設(shè)備狀態(tài)良好的WG02網(wǎng)軌檢測車（簡稱軌檢車）為數(shù)據(jù)收集工具，以廣州地鐵6號線為試驗(yàn)段，以軌檢車檢測的幾何參數(shù)項(xiàng)目為研究對象，從軌檢車檢測速度、線路曲線半徑2個(gè)維度分析研究軌道線路條件與軌檢數(shù)據(jù)間的關(guān)系，通過研究得到線路條件與軌檢數(shù)據(jù)影響關(guān)系，用于軌檢數(shù)據(jù)分析及線路核查，指導(dǎo)線路養(yǎng)護(hù)維修，提高線路維護(hù)效率[1-3]。

1 研究方案及影響因素分析

研究貫穿2017年全年，具體安排如下：

第一季度：確定試驗(yàn)地段、制定數(shù)據(jù)收集方案及計(jì)劃、編制研究方案。

第二、三季度：根據(jù)方案收集數(shù)據(jù)，控制試驗(yàn)條件。

第四季度：數(shù)據(jù)收集及2017年階段研究結(jié)果報(bào)告編制。

由于利用軌檢車進(jìn)行研究數(shù)據(jù)收集結(jié)合生產(chǎn)檢測任務(wù)進(jìn)行，生產(chǎn)任務(wù)中可能遇到不可避免因素造成的數(shù)據(jù)收集不滿足控制變量要求，在研究分析過程中將給予剔除，視為不影響針對某個(gè)維度的分析結(jié)果[4-6]。

（1）行車檢測速度控制在目標(biāo)值±5 km/h，忽略浮動速度對檢測數(shù)據(jù)的影響。

（2）研究期間，因現(xiàn)場設(shè)備維護(hù)的安全必要性，部分軌道狀態(tài)變化可能影響研究結(jié)果。

2 研究方法及分析

2.1 試驗(yàn)段線路條件

選取的試驗(yàn)段參數(shù)條件見表1。

表1 試驗(yàn)段參數(shù)條件

選取線路條件相同且單一的試驗(yàn)段，試驗(yàn)段長度不小于200 m，分別編序號，便于后續(xù)數(shù)據(jù)引用及分析。

2.2 檢測速度維度

2.2.1 試驗(yàn)方法

選取上述試驗(yàn)段中直線及曲線地段各1處，在日常軌檢中，控制軌檢車分別以20、35、50、60 km/h速度同向均勻通過試驗(yàn)地段各2遍，期間不進(jìn)行軌道整改作業(yè)。選擇試驗(yàn)區(qū)段不少于200 m的連續(xù)數(shù)據(jù)（共計(jì)不少于800個(gè)采集點(diǎn)），利用8遍檢測波形數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。試驗(yàn)段數(shù)據(jù)采集情況見表2。

2.2.2 分析方法

根據(jù)同一試驗(yàn)路段不同檢測速度（20、35、50、60 km/h）對軌道幾何參數(shù)各項(xiàng)目進(jìn)行檢測，通過相互間對比其重復(fù)性（用2次測量差異值的第95百分位數(shù)描述數(shù)據(jù)的重復(fù)性），得出檢測數(shù)據(jù)與軌檢數(shù)據(jù)重復(fù)性的關(guān)系。

選取的曲線與直線地段試驗(yàn)重復(fù)性對比結(jié)果見表3、表4。

2.2.3 分析結(jié)果

從上述分析可知：

（1）檢測速度因素對直線段軌檢數(shù)據(jù)的總體影響度要小于對曲線段軌距數(shù)據(jù)的影響度，即在曲線上軌檢變化更容易影響檢測數(shù)據(jù)的重復(fù)性。

（2）直線上檢測速度的變化趨于影響各軌檢參數(shù)項(xiàng)目變化的隨機(jī)性，曲線上速度的變化趨于影響各軌檢參數(shù)項(xiàng)目的一致性重復(fù)差異。

（3）高低項(xiàng)目的檢測精度受速度影響較大，初步得出檢測速度低于35 km/h時(shí)高低項(xiàng)目的重復(fù)性得不到保證、高于35 km/h時(shí)各參數(shù)項(xiàng)目的重復(fù)性基本滿足使用要求（重復(fù)性小于1 mm）的結(jié)論，且速度越高對檢測結(jié)果的重復(fù)性影響越小，即檢測速度高于35 km/h時(shí)速度對檢測精度的影響非常小。

（4）水平項(xiàng)目的檢測精度也受檢測速度的影響，當(dāng)檢測速度達(dá)到50 km/h及以上時(shí)，重復(fù)性反而有所降低。

表2 試驗(yàn)段數(shù)據(jù)采集情況km/h

表3 曲線段不同檢測速度對比的重復(fù)性結(jié)果 mm

表4 直線段不同檢測速度對比的重復(fù)性結(jié)果 mm

從以上結(jié)論可推測：（1）曲線半徑越小，檢測各參數(shù)項(xiàng)目受檢測速度變化的影響越大。（2）直線上各參數(shù)項(xiàng)目的精度受車體晃動影響，但其影響量不到0．5 mm。

2.3 曲線半徑維度

2.3.1 分析方法

選取同一次檢測線路特征條件相同的不同曲線半徑作為研究對象，曲線半徑分為800、600、500、400、300、250 m和直線。保持其他條件不變，對軌道幾何參數(shù)各項(xiàng)目進(jìn)行檢測，通過相互間對比其重復(fù)性（用2次測量差異值的第95百分位數(shù)描述數(shù)據(jù)的重復(fù)性），得出檢測數(shù)據(jù)與軌檢數(shù)據(jù)重復(fù)性的關(guān)系。選取的不同半徑曲線地段相同檢測速度下各參數(shù)的試驗(yàn)重復(fù)性對比見表5。

2.3.2 分析結(jié)果

（1）同一檢測速度下，檢測線路曲線半徑越小，其軌道各參數(shù)項(xiàng)目的重復(fù)性總體越差，即曲線半徑對檢測數(shù)據(jù)的精度存在較大影響（包含設(shè)備維護(hù)質(zhì)量因素）。

（2）直線和250 m半徑曲線的重復(fù)性精度存在一個(gè)固定差值，差值為0．4～0．6 mm。

（3）根據(jù)軌檢車重復(fù)性精度驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，初步判斷在250 m以上半徑曲線上均滿足，但在250 m以下半徑曲線上部分項(xiàng)目不能滿足。

表5 不同曲線半徑地段各參數(shù)對比的重復(fù)性結(jié)果 mm

3 結(jié)束語

通過大量數(shù)據(jù)的收集、分析及歸納，得出的結(jié)論基本與軌檢車實(shí)際應(yīng)用相匹配。軌檢車在惡劣環(huán)境下（速度低、曲線半徑小），其重復(fù)性精度可能受到影響，但其影響度基本在1 mm內(nèi)，處于軌檢車允許控制重復(fù)性誤差范圍內(nèi)。但為提高檢測數(shù)據(jù)的可信度，對檢測情況真實(shí)度提出更高要求，軌檢車運(yùn)用過程中，仍需注意對外在環(huán)境的合理化控制，以免其造成對檢測數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤指導(dǎo)。

在一定程度上控制外在因素，仿真模擬電客車運(yùn)行狀態(tài)，保持軌檢車運(yùn)行平穩(wěn)性，將是發(fā)揮軌檢車重要作用的必要條件，給軌道養(yǎng)護(hù)維修工作提供精準(zhǔn)依據(jù)。