軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）異常數(shù)據(jù)處理方法探討

張景輝

摘 要：軌道質(zhì)量指數(shù)是我國(guó)高鐵軌道幾何不平順管理的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，能夠較全面地評(píng)價(jià)線路狀況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道質(zhì)量有效控制。本文介紹了數(shù)據(jù)干擾、正常數(shù)據(jù)誤刪、檢測(cè)等級(jí)錯(cuò)誤、里程誤差四類的TQI異常數(shù)據(jù)的處理方法。

關(guān)鍵詞：TQI;干擾;誤刪;等級(jí);里程誤差

0 引言

軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）值的大小與軌道狀態(tài)平順性密切相關(guān)，表明某區(qū)段軌道狀態(tài)離散的程度，即數(shù)值越大，表明軌道的平順程度越差、波動(dòng)性也越大。構(gòu)成TQI值的各個(gè)單項(xiàng)軌道不平順的統(tǒng)計(jì)值，同樣也反映出該項(xiàng)軌道狀態(tài)的平順程度。當(dāng)TQI出現(xiàn)異常情況時(shí)，使得檢測(cè)結(jié)果不能真實(shí)地反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的軌道幾何狀態(tài)，TQI值就失去了意義;如果處理不當(dāng)，用該數(shù)據(jù)指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，還有可能造成勞動(dòng)力浪費(fèi)。本文主要介紹TQI異常數(shù)據(jù)的處理方法。

1 軌道質(zhì)量指數(shù)（TQI）概念

TQI是一種采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法描述區(qū)段軌道整體質(zhì)量狀態(tài)的綜合指標(biāo)和評(píng)價(jià)方法，指一定長(zhǎng)度（通常為200 m）區(qū)段內(nèi)軌距、水平、三角坑、高低（左、右）、軌向（左、右）等7項(xiàng)幾何參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差的和，從統(tǒng)計(jì)學(xué)（離散性）、物理學(xué)（軌道質(zhì)量均衡性）的角度（相對(duì)峰值扣分法）反映軌道狀態(tài)的惡化程度。

定義及計(jì)算：

TQI計(jì)算公式：

式中-各項(xiàng)幾何偏差的標(biāo)準(zhǔn)差（mm）。

式中-各項(xiàng)幾何偏差在單元區(qū)段中連續(xù)采樣點(diǎn)的幅值的算術(shù)平均值（mm）;

N-采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)（200 m單元區(qū)段中N=800）

2 TQI異常數(shù)據(jù)分類

分為數(shù)據(jù)干擾、正常數(shù)據(jù)誤刪、檢測(cè)等級(jí)錯(cuò)誤、里程誤差四類。

（1）數(shù)據(jù)干擾按照導(dǎo)致原因分類可以分為三種：

1） 運(yùn)行條件原因：包括雨雪天氣、速度過(guò)低、陽(yáng)光干擾等。

2） 檢測(cè)設(shè)備原因：包括高低弦故障、檢測(cè)系統(tǒng)故障等。

3） 線路設(shè)備原因：包括岔區(qū)尖軌刨切、道岔加寬、過(guò)分相等。

（2）正常數(shù)據(jù)誤刪是人為因素，檢測(cè)人員經(jīng)驗(yàn)不足或判斷失誤導(dǎo)致數(shù)據(jù)誤刪。

（3）檢測(cè)等級(jí)錯(cuò)誤，導(dǎo)致原因?yàn)檫x線錯(cuò)誤、參數(shù)未設(shè)置好或檢測(cè)系統(tǒng)本身等。

（4）里程誤差，導(dǎo)致原因?yàn)槌跏祭锍淘O(shè)置錯(cuò)誤、射頻標(biāo)簽未讀到、GPS里程誤差等。

3 異常數(shù)據(jù)處理方法

3.1 數(shù)據(jù)干擾處理

軌檢數(shù)據(jù)干擾時(shí)，會(huì)造成所有項(xiàng)目失真、或部分項(xiàng)目失真。當(dāng)所有項(xiàng)目失真時(shí)，我們直接采取剔除處理;當(dāng)部分項(xiàng)目失真時(shí)，我們可以把本次未失真項(xiàng)目和歷史的其他項(xiàng)目進(jìn)行加法計(jì)算，得到最接近真實(shí)TQI值。

實(shí)例：2020年2月14日綜檢車(chē)檢測(cè)滬寧城際下行時(shí)，發(fā)現(xiàn)全程軌距、軌向等項(xiàng)目失真。2020年2月6日綜檢車(chē)檢測(cè)滬寧城際下行時(shí)，發(fā)現(xiàn)242.4單元TQI值為4.88，接近超標(biāo)值5.0。由于此處高低發(fā)展較快，要想知道此單元TQI值是否超標(biāo)，必須修正計(jì)算。把2月14日高低、水平、三角坑（未失真項(xiàng)目）和2月6日的軌向、軌距項(xiàng)目進(jìn)行加法計(jì)算，得到TQI修正值為4.95，未超標(biāo)但TQI又變大，主要不良項(xiàng)目為左高低、右高低、水平。

3.2 正常數(shù)據(jù)誤刪處理

當(dāng)檢測(cè)人員把正常數(shù)據(jù)誤刪時(shí)，“html”文件是看不到被刪單元的TQI值的，我們可以通過(guò)“iic”文件找出誤刪單元，并可以從中得出正常值。

實(shí)例：2021年2月8日綜檢車(chē)檢測(cè)滬寧城際下行時(shí)，“html”文件顯示無(wú)TQI超標(biāo)地段，但用“Access”軟件打開(kāi)“icc”文件后，打開(kāi)“tqi”對(duì)象，通過(guò)“Valid”篩選出“N”的項(xiàng)目，篩出217.6單元。此單元值TQI為5.07，通過(guò)波形圖復(fù)核，此單元數(shù)據(jù)正常無(wú)干擾，還原其測(cè)量值如表2所示，主要不良項(xiàng)目為左高低、右高低。

3.3 檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤處理

在均值管理中，各等級(jí)管理值不同，250 km/h（不含）～350 km/h等級(jí)的TQI超標(biāo)管理值為5.0，而其他等級(jí)的TQI超標(biāo)管理值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于5.0。綜檢車(chē)檢測(cè)線路時(shí)，當(dāng)單元處在等級(jí)切換地段，會(huì)出現(xiàn)級(jí)別較低的線路按照級(jí)別較高的標(biāo)準(zhǔn)輸出數(shù)據(jù)情況。

實(shí)例：以2021年3月10日滬寧城際上行235.8單元為例，235.850以前是250 km/h（不含）～350 km/h等級(jí)線路，235.850以后為120 km/h（不含）～160 km/h等級(jí)線路，則系統(tǒng)會(huì)按照250 km/h（不含）～350 km/h等級(jí)輸出數(shù)據(jù)，TQI超標(biāo)管理值默認(rèn)為5.0;但此單元3/4為120 km/h（不含）～160 km/h等級(jí)線路，所以簡(jiǎn)單的按5.0為超標(biāo)是不科學(xué)的。應(yīng)該以235.850為分界線，前后各算200 mTQI值，發(fā)現(xiàn)235.650-235.850TQI為3.26，235.850-236.050TQI為5.96，均未達(dá)到超標(biāo)值。

3.4 里程誤差處理

（1）里程校正處理：里程出現(xiàn)誤差時(shí)，我們可以把里程校正，算出超標(biāo)單元的真實(shí)里程范圍，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。

實(shí)例：以2021年3月14日滬寧城際上行220.6單元為例，檢測(cè)TQI值為5.01，達(dá)到超標(biāo)值。由于本次里程有偏差，220.6單元的校正里程為220.580-220.780，而220.6-220.8實(shí)際TQI值為4.78。

（2）遞推方式分析：本人分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在波形圖無(wú)明顯變化情況下，里程稍微有些偏差時(shí)，各單元的TQI值有上下浮動(dòng)變化情況，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)新TQI超標(biāo)值。因此就想到了此分析方法，主要做法是通過(guò)較小單元遞推式計(jì)算出各單元TQI值，發(fā)現(xiàn)隱形TQI超標(biāo)單元。

實(shí)例：以2020年10月30日滬寧城際上行134.0-134.8為例，4個(gè)單元均未出現(xiàn)超標(biāo)。通過(guò)20 m遞推方式分析，算出134.0、134.020、134.040...134.580、134.6共計(jì)31個(gè)單元值，從里面篩出4個(gè)超標(biāo)單元。如表3所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

TQI數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)線路養(yǎng)護(hù)維修、保持線路質(zhì)量均衡，TQI數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時(shí)，要處理好才能使用，否則其應(yīng)用就失去了意義。為了得到線路的TQI超標(biāo)單元，部分我們可以從原有數(shù)據(jù)里篩選出來(lái)，但隱行的超標(biāo)單元無(wú)法得到;因此我們應(yīng)該推廣遞推式TQI分析方法，挖掘出隱形TQI超標(biāo)單元，從而得到全面的TQI超標(biāo)單元。

參考文獻(xiàn)：

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