一种基于钢轨打磨质量指数的钢轨打磨验收方法

摘要

一种基于钢轨打磨质量指数的钢轨打磨验收方法，首先对钢轨廓形进行测量，测出的钢轨廓形包含其原来的轨底坡，然后计算钢轨打磨质量指数；利用车载式钢轨断面检测装置对打磨后的钢轨廓形进行检测，利用软件实时计算钢轨打磨质量指数，并显示钢轨廓形与打磨模板之间的差异，通过统计给出本段线路的钢轨打磨质量。

说明书

技术领域

本发明属于铁路维护技术领域，尤其钢轨打磨质量的验收方法。。

背景技术

钢轨打磨是钢轨病害预防、修理的有效手段。通过钢轨打磨可减轻或修复钢轨表面伤损，有效改善轮轨匹配关系，减缓小半径曲线钢轨侧磨，预防滚动接触疲劳等病害的发生，提高列车运行品质，延长钢轨使用寿命。随着我国铁路的快速发展和与国外交流的增加，钢轨打磨逐渐受到铁路总公司和各铁路局的高度重视。目前打磨质量的验收，主要是依靠打磨后车辆运行后钢轨的光带和表面伤损情况决定，但钢轨光带、伤损与打磨模板设计是否合理也有关。本专利主要针对打磨后的廓形是否与目标廓形一致进行验收，目前国内还没有具体的办法。原有的方法是通过测试得到的廓形与打磨目标廓形放在一张图里，肉眼看是否一致，无法给出具体的量化指标。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于钢轨打磨质量指数的钢轨打磨验收方法，解决了现有技术中存在的问题。通过钢轨打磨质量指数给出钢轨打磨后廓形与目标廓形的相似程度的量化值，便于对打磨质量进行评价和验收。

本发明所采用的技术方案是，

一种基于钢轨打磨质量指数的钢轨打磨验收方法，其特征在于，首先对钢轨廓形进行测量，测出的钢轨廓形包含其原来的轨底坡，然后计算钢轨打磨质量指数；所述钢轨打磨质量指数的计算方法如下：

1)对齐实测型面和打磨模板，选择轨距点对齐，计为第0点；

2)计算实测型面和打磨模板两条曲线包络的面积，两条曲线是由离散的点组成的，因此两条曲线间的包络面积计算如下：

计算实测型面曲线第一点与模板曲线每个点的距离，取其中的最小距离作为第一点到模板型面的距离，记为d1，然后计算第0点、实测第一点、取最小距离时实测第一点所对应模板曲线的点组成的三角形的面积，如果d1小于某一限值所述面积记为A1，否则记为B1；

计算实测型面曲线第二点与模板曲线每个点的距离，取其中的最小距离作为第二点到模板型面的距离，记为d2，然后计算实测第二点、取最小距离时实测第二点所对应模板曲线的点、实测第一点、取最小距离时实测第一点所对应模板曲线的点组成的梯形的面积，如果d2小于某一限值记为A2，否则记为B2；

然后依次计算距离d3、d4……dn,面积A3或B3、A4或B4……An或Bn

最后所有面积加起来作为两条曲线间的包络面积C＝A1+A2+B1+B2+……An+Bn；

3)计算打磨质量指数：距离值小于某一限值对应的面积A＝A1+A2+……An，打磨质量指数GQI＝A/C×100％；

4)将实测型面上下平移，计算打磨质量指数，最终取上下平移过程中得到的最大值作为最终的钢轨打磨质量指数；

利用车载式钢轨断面检测装置对打磨后的钢轨廓形进行检测，利用软件实时计算钢轨打磨质量指数，并显示钢轨廓形与打磨模板之间的差异，通过统计给出本段线路的钢轨打磨质量。

进一步地，对钢轨廓形进行测量采用Miniprof静态检测设备或其他车载激光类检测设备。

进一步地，所述轨距点为所述实测型面的最高点下16mm位置。

本发明的有益效果是

传统的方法是通过测试得到的廓形与打磨目标廓形放在一张图里，肉眼看是否一致，无法给出具体的量化指标。通过钢轨打磨质量指数给出钢轨打磨后廓形与目标廓形的相似程度的量化值，便于对打磨质量进行评价和验收。更重要地，采用包络面积，使得指标连续化，能精确得到打磨质量的量化指标，实现真正体现打磨质量的效果。通过计算打磨前的打磨质量指数，可以确定钢轨是否需要打磨。通过计算打磨后的钢轨打磨质量指数，可以验收打磨作业的质量。因此，钢轨打磨质量指数可以作为控制打磨质量的有效方法。

附图说明

图1为本发明钢轨打磨质量指数计算包络面积原理示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

第一部分：

首先需要对钢轨廓形进行测量，可以用目前常用的Miniprof等静态检测设备或其他车载激光类检测设备，测出的钢轨廓形需包含其原来的轨底坡。然后计算钢轨打磨质量指数。钢轨打磨质量指数的计算方法如下：

钢轨打磨质量指数计算前首先需要对齐实测型面和打磨模板。选择轨距点(最高点下16mm位置)对齐，计算实测断面某点与目标模板所有点间的距离，取最小距离点为该点与目标模板的偏差，并计算与前一点之间的包络面积，然后逐次计算实测断面所有点与目标模板的偏差和前一点之间的包络面积。所有点的面积和为实测廓形与目标廓形之间的差异面积,记为A；统计计算距离小于某一限值的点的面积和，记为B，打磨质量指数GQIi＝B/A×100。然后上下平移实测钢轨断面，计算GQIi，最终取上下平移过程中得到的最大值作为最终的钢轨打磨质量指数GQI。

利用车载式钢轨断面检测装置对打磨后的钢轨廓形进行检测，利用软件实时计算钢轨打磨质量指数，并显示钢轨廓形与打磨模板之间的差异，通过统计给出本段线路的钢轨打磨质量。打磨后可以立即进行检测，决定哪段钢轨需要再次进行打磨，并给出打磨的钢轨重点部位，进一步指导钢轨打磨。

第二部分：

钢轨打磨质量指数的具体计算方法：

1)对齐实测型面和打磨模板，选择轨距点(最高点下16mm位置)对齐，计为第0点。

2)计算实测型面和打磨模板两条曲线包络面积，如图1所示：

两条曲线是由离散的点组成的，因此两条曲线间的包络面积计算如下：

计算实测型面第一个点(如图所示1点)与模板每个点的距离，取其中的最小近似作为第一点到模板型面的距离，记为d1，然后计算0、实测1点、模板与实测型面1点距离最小的点组成的三角形的面积。如果d1小于某一限值记为A1，否则记为B1。

计算实测型面第二个点(如图所示2点)与模板每个点的距离，取其中的最小近似作为第一点到模板型面的距离，记为d2，然后计算实测2点、模板与实测型面2点距离最小的点、实测1点、模板与实测型面1点距离最小的点组成的梯形的面积。如果d2小于某一限值记为A2，否则记为B2。

然后依次计算距离d3、d4……dn,面积A3或B3、A4或B4……An或Bn

最后所有面积加起来作为两条曲线间的包络面积C＝A1+A2+B1+B2+……An+Bn。

3)计算打磨质量指数：距离值小于某一限值对应的面积A＝A1+A2+……An，打磨质量指数GQI＝A/C×100％

4)将实测型面上下平移，计算打磨质量指数，取这些计算的打磨质量指数的最大值作为最终的打磨质量指数。

基于钢轨打磨质量指数的钢轨打磨质量实时对钢轨打磨质量进行评价，并对钢轨打磨部位、打磨方法等提供支撑。通过钢轨打磨质量指数给出钢轨打磨后廓形与目标廓形的相似程度的量化值，便于对打磨质量进行评价和验收。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。