高速鐵路無砟軌道精測數據問題及優化措施研究

董 慧

南京鐵道職業技術學院 江蘇 南京 210031

高速鐵路，簡稱為“高鐵”，指的是設計標準等級高，可以供列車安全高速行駛的鐵路系統。而對于無砟軌道來說，使用混凝土、瀝青混合料等澆筑成整體道床作為基礎，是取代散粒碎石道床的軌道結構，又稱之為“無碴軌道”，為目前世界先進的一種軌道技術[1]。從高速鐵路運行的穩定性及安全性層面考慮，需確保無砟軌道數據的精準性，并合理使用精測數據分析方法，但是在實踐工作開展期間，存在數據分析精準度較低、測量數據影響因素考慮不夠全面等問題，從而使精測數據分析工作效率及質量難以得到有效保障。因此，從提升高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作的效率及質量角度考慮，本文圍繞“高速鐵路無砟軌道精測數據分析方法”進行研究價值意義顯著。

1.高速鐵路工程項目概況

本次以國內某高速鐵路工程項目為例，該項目部成立了專業精測數據技術小組，主要負責智能測量機器人與測量軟件方面的研發工作。比如，需對直線、曲線半徑嚴格規定，基于7000m的圓曲線上精測數據分析作業過程中，由相關技術人員參與，利用研發的CRTSIII型軌道板智能化測量機器人，針對相關數據進行分析并采集，然后利用軟件計算相關數據。基于具體測量期間，將4千米鋪設之后的軌道板作為研究的對象，然后實施復測作業，復測之后，對獲取的數據做好相應的處理，并進行軌道板空間三維坐標的構建。得出三維坐標數據之后，根據設計數據，優化處理高速鐵路的軌道板實際線性工作，將軌道扣配件預鋪設方案生成之后，作用在鋪軌指導工作當中。此外，本工程項目在完成以上各項細節工作之后，做好安裝、鎖定了4千米范圍的軌道扣配件，通過智能軌道檢測小車的應用，執行后續精測數據分析工作，包括：測量軌道靜態幾何參數及其相關數據的分析等。

2.高速鐵路無砟軌道精測數據分析的主要內容及目標分析

如前所述，對高速鐵路項目的具體工作情況有了初步的研究。而在其無砟軌道精測數據分析工作開展期間，則需明確主要的工作內容及目標。總結起來，主要工作內容及目標如下：

2.1 工作內容

基于高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作中，主要的內容包括：

（1）數據分析計算。利用智能化機器人，基于智能軟件當中，針對收集的相關數據進行分析、計算。

（2）復測作業。利用智能快速測量系統，以精準測量為目標，嚴格執行無砟軌道復測任務作業。

（3）安全舒適運行。以獲取的基本精測數據為依據，對施工工裝工藝加以優化，并對軌道精調扣配件配置方案進行優化，使精調工作量減少，使扣配件更換率降低，使成本有效節約，并保證維護運行的安全性，促進高速鐵路無砟軌道運行的舒適性等[2]。

2.2 工作目標

在高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作中，需明確以下目標：

（1）基于具體測量工作開展期間，需及時構建無砟軌道智能精測精調系統，并完善系統，使無砟軌道承軌臺測量的智能化、自動化、標準化水平得到有效提升。

（2）基于實際分析工作開展過程中，需對無砟軌道精測精調工法進行持續優化，使軌道靜態精調工作量有效減少[3]。同時，基于精測數據分析工作開展期間，需根據不同數據支持條件下，逐步提升精調有效性，使扣配件更換率降低，進一步使軌道精調成本得到有效控制。

3.基礎測量成果及潛在問題分析

3.1 基礎測量成果

在本工程項目無砟軌道精測數據分析工作開展期間，使用了研發的軌道智能測量機器人及其相關配套軟件系統。基于測試作業開展前期，需做好軌道板復測作業，得到空間三維坐標，然后根據設計線形，優化數據處理，得出最優化的預鋪設計劃方案，對高速鐵路的鋪軌、數據復測、精度分析工作提供有利指導。

對承軌臺測量機器人加以應用，基于本工程選定的實驗段，實施二次精確測量作業。結合相關規范標準，分析承軌臺測量機器人的二次測量偏差值，結果顯示：偏差問題偏低，大多數誤差≤2mm，部分誤差值在2-3mm范圍內[4]。針對出現的誤差問題，需進行相關因素分析，結果發現和建站之間密切相關。總之，在相關數據分析、比較的基礎上，能夠獲取較高的測量精度，且穩定性較好。

3.2 潛在問題

雖然，在本工程高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作開展期間，獲取了較理想的基礎測量成果，但同時也潛在一些問題，具體如下：

（1）數據分析精準度問題。利用DTS數據軟件，分析無砟軌道的相關數據，發現DTS顯示數據界面相對比較小，整體調查工作很難有序進行。基于數據檢測期間，基于DTS軟件界面當中，只能視察到30根枕木的區域，長度大概為19.5m，主要以線形的方式呈現出來。然而，基于精測數據分析工作開展期間，需充分了解本工程項目無砟軌道潛在的缺陷問題，在監測范圍方面，需≥79m。基于此環節，還需保證線性平順性的基礎上，處于無砟軌道測量作業期間，在整體區域范圍內進行相關數據的觀察及分析，并針對獲取的數據進行全面處理。基于精測數據分析方式使用過程中，靜態數據收集方式效果比較理想；在動態數據分析方面，利用率偏低。此外，相關工作人員，基于動態和靜態數據收集及分析工作開展期間，對靜態數據重視，而對動態數據則有所忽視，這樣便使得動態監測數據的利用率低，不符合精調基本原則。

（2）精測數據相關影響因素考慮不夠充分。在精測數據相關影響因素分析過程中，如果只對設備檢測數據因素本身進行考量，對于外在因素的分析有所忽略，則難以將病害查找出來[5]。顯然，導致無砟軌道不平順的外在原因較多，比如：軌面光帶不良、彈條口壓力偏低等。在影響因素分析過程中，需考慮的因素諸多，包括：其一，動靜態檢測數據利用因素；其二，基礎資料因素，比如鋼軌廓形、扣件扣壓力狀態以及軌道板類型等相關指標情況；其三，技術資料，比如平面、縱面線形，坡度、曲線等。在對上述各項因素進行充分、全面地考慮的基礎上，才能夠確保相關病害精準地查找出來。

4.相關優化措施分析

結合上述提到的本工程項目的基礎測量成果，及其潛在的一些問題，則有必要采取有效優化措施，使高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作的效率及質量得到有效提升。總結起來，具體優化措施如下：

4.1 合理應用數理統計技術方法

基于后期數據處理工作開展期間，需考慮到后期積累了許多數據這一要點。進一步根據現場具體情況，并以不同車型為依據，基于一定周期范圍內，做好相關數據的分析檢測作業，得到數據的平均值，使不必要的干擾問題的發生得到有效降低。并且，基于精測數據分析工作開展期間，需以設備不良環節為檢測重點，和其他環節進行對比分析，找出造成設備不良運行環境的相關因素。然后優化精調之前的相關工作，通過對比分析及優化處理，使健全的精測數據分析結構系統有效構建出來。基于大量數據收集完成之后，可獲得基本數值，進一步根據軌道變化，針對各項數值精準度進行分析，然后獲取穩定的數值。除此之外，需以相關數據變化為依據，對數據發展趨勢進行分析預測；同時，根據相關數據，基于最短的時間范圍內，將數據產生變化的原因查找出來，對數據的基本變化規律加以明確。基于現有數據的條件下，還需做好二次作圖及分析作業；基于作圖期間，需根據平順、削峰填谷等基本原理，采取多項式擬合的方法，針對獲取的空間數據進行優化調整處理，最終獲取最優化的數據信息。

4.2 綜合分析考慮相關因素及數據

基于精測數據分析過程中，可以獲取許多的原始數據信息。然而，基于此類數據處理期間，只是采取一次性的取舍方法，很難獲得精準的數據結果。因此，基于具體精測數據分析工作開展期間，需對各方面的因素進行綜合分析，進一步對靜態、動態數據進行全面收集。一方面，以靜態和動態數據的變化情況為依據，明確檢測周期，并進行靜動態數據庫的構建。另一方面，基于靜動態數據庫當中，針對獲取的相關數據進行分析處理，比如針對上述提到的軌道結構、曲線、線路等相關因素，進行全面分析，可采取對比分析法，獲取有效的分析結果[6]。此外，基于精測數據分析工作開展期間，需以現有數據為依據，優化并創新數據分析方式，保證精測結果數據的準確性，進一步保證能夠在高速鐵路無砟軌道應用中發揮作用，保證高速鐵路運行的舒適性、穩定性及安全性。

5.結語

綜上所述，在高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作開展過程中，需明確精測數據分析相關工作內容及目標，進一步初步評估階段性測試成果，并結合測試成果方面存在的相關缺陷問題，比如數據分析精準度問題、精測數據相關影響因素考慮不夠充分問題等，實施有效的優化處理措施，一方面需合理應用數理統計技術方法，另一方面需綜合分析考慮相關因素及數據等，以此確保高速鐵路無砟軌道精測數據分析工作的效率及質量，進一步全面提升高速鐵路運行的穩定性及安全性。