適用復(fù)雜劣化趨勢(shì)的軌道不平順魯棒建模方法

楊雅琴，徐 鵬*，李 曄，孫全欣

(1.北京交通大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)院，北京100044；2.中國鐵路南昌局集團(tuán)有限公司，南昌330002)

0 引 言

各國鐵路均利用運(yùn)營線路上鋼軌在三維空間中的投影與其理想位置的偏差量化軌道不平順狀態(tài)，包括軌距、水平、多種弦長(zhǎng)的高低和軌向等參數(shù)，通過峰值和軌道質(zhì)量指數(shù)(Track Quality Index，TQI)評(píng)價(jià)軌道局部和整體不平順狀態(tài)[1].為保證行車安全、平穩(wěn)和舒適，鐵路工務(wù)部門開展軌道維修作業(yè)，將軌道狀態(tài)控制在允許范圍內(nèi).掌握軌道不平順劣化規(guī)律，預(yù)測(cè)其未來發(fā)展?fàn)顟B(tài)，是合理安排維修作業(yè)計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)鐵路線路預(yù)測(cè)性維修的基礎(chǔ)，對(duì)鐵路智能化運(yùn)營管理具有重要意義.國內(nèi)外學(xué)者圍繞預(yù)測(cè)軌道不平順劣化開展了大量研究.Andrade 等[2]通過條件自回歸(CAR)建立了維修作業(yè)后高低值和劣化速率函數(shù)，據(jù)此建立了軌道高低不平順分層貝葉斯劣化模型；曲建軍等[3]將灰色GM(1,1)與基于殘差修正的改進(jìn)馬爾可夫鏈相結(jié)合，建立改進(jìn)灰色—馬爾可夫鏈組合預(yù)測(cè)模型描述兩次維修作業(yè)之間的軌道不平順劣化過程.

因維修作業(yè)明顯改變軌道不平順狀態(tài)，學(xué)者以單一函數(shù)或者組合函數(shù)(線性、指數(shù)等)建立兩次維修作業(yè)間的軌道不平順劣化模型.通過假設(shè)維修作業(yè)前軌道不平順的初始狀態(tài)和劣化率服從特定函數(shù)，將軌道不平順劣化模型的時(shí)間域拓展到多次維修之間.上述假設(shè)在路基支撐剛度一致和自然氣候條件變化不大的區(qū)段是成立的.但我國地域廣闊，南北溫差和降雨差異較大，南方和西南地區(qū)土壤中含有膨脹土，軌道劣化復(fù)雜多變；……