铁路轨道参数检测和其数据处理技术探析

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1、铁路轨道参数检测和其数据处理技术探析　　摘要:随着我国铁路系统的快速发展，自然增加了我国对轨道结构的要求，因此为了保证铁路现代化的建设，必须强化对轨道参数的检测以及养护。本文主要通过计算机技术以及智能仪器的运用原理，探讨出了一种新式、精度高、携带方便的高智能轨道参数检测系统。关键词:轨道参数；传感器；数据处理中图分类号：C37文献标识码：A文章编号：引言我国已经进入铁路高速化、重载化的时代。列车速度的提高以及列车载重的增加导致列车对轨道的要求也更苛刻了，在列车运行过程中，有多方面的因素影响着列车的平稳性，既包括列车本身的影响，也包括轨道状态的

2、不平顺的原因。其中，轨道状态不平顺是主要原因。保证轨道处于平顺状态需要注重轨道设备的均衡性，就必须对轨道的参数进行检测。进行轨道参数检测可以知道轨道所处状态以及轨道的变化规律。现在我国的轨道参数检测的手段还比较落后，检测得到的数据不完整。目前，铁路部门是利用轨检车进行检测，但是由于轨检车的体积大、价格昂贵，因此轨检车很难大面积的使用。1轨道参数检测系统的设计6为了更加实用，轨道参数检测系统被设计成以人力为基础的小型推车。在T型结构上安装检测用于检测的装置，用蓄电池提供电力，运用检测系统中的计算机系统进行检测并将关键数据记录下来，计算机上可以显

3、示轨向、轨道水平、轨道两侧高低等参数。检测系统会将记录的参数存储在U盘中，再利用USB插口插入读卡器将数据拷入PC机中，再对参数数据进行处理并分析。因此，应在线路检查记录本上记下轨道参数信息，以此同时查询相关数据，根据各自规定的标准选择不同的超限报表以及超限地点总表，这样可以保证线路设备的完整，并且可以在个人计算机上查看轨道各个地方的参数信息。轨道参数检测系统的运用不仅极大地减小了人们的劳动强度，降低了检测参数的时间，而且利用它收集到的信息也更完整，保障了轨道参数信息的正确，可以处理铁路现场的突发情况。1.1轨道参数检测系统的原理轨道参数检测

4、系统可以测量轨距、轨向、轨道水平和轨道两侧高低等参数，6检测各参数的技术原理包括叠加法以及弦测法等。轨距测量的装置由左轨和右轨两个原理类似的装置构成，左轨和右轨相距长度为D，在弹力作用下，测量的右轨变化分量为D1，左轨的变化分量是D2，此时轨距的真实测量值S等于D、D1和D2三者之和,轨向测量是对轨道两侧的测距点在纵向水平方向上的变化值。轨道水平是指在同一轨道断面上两根铁轨之间的高差。轨道水平的测量步骤是先用倾角传感器放在铁轨梁上，记录轨道两端的倾角，在量出轨道两点之间的距离，根据几何方法，算出两侧轨道之间的高差值。轨道两侧高低通过轨道在竖直

5、方向上的变化值可以反映两侧轨道的不平顺。实际应用中，一般使用高低传感器对列车前后轮一米范围内离内轨面的距离。1.2轨道参数检测系统的结构轨道参数检测系统可以将检测到的轨道参数信号传送到微处理器中，需要经过位处理器的处理和多次变换。传感器进行轨道参数信号的第一次变换，它可以将轨道参数的非电量信号转换为电量信号。A∕D转换器执行轨道参数信号的第二次变换，将经过滤波和放大操作的标准电信号传送到A∕D转换器中，此时模拟电信号就变成了数字量进入微型机。2轨道参数检测系统数据处理技术探讨轨道参数检测系统包括两部分，一个是数据采集系统，另一个是数据处理软件

6、。数据采集系统在执行检测时，由MCU控制，传感器进行数据采集。而数据分析处理软件通过对采集的数据进行探讨，从而计算出弦长的高低值，自6动产生超限报表。检测系统中传感器将测量的非电量信号经过多次变换成模拟电信号，在优盘中存储数字信号（由模拟信号经模拟输入电路转换成）。需要从两方面提高初始数据的精度：其一是增加传感器的精度；其二是增加模拟输入电路的精度。对模拟电信号进行滤波和放大处理后能够获得较高精度的原始数据。进行滤波的原因是当轨道出现焊缝、侧磨现象时会产生振动，从而测量出奇怪的数据。经过滤波后的原始数据可以用于计算和生产超限报表。2.1涡流传

7、感器工作曲线的处理在轨道参数检测系统中，涡流传感器对测量的精度要求最高。传感器输入输出之间的关系曲线可以用传感器中性能参数的线性度来表示。此外，它也能表示工作曲线的偏离或靠近的程度。在实际工作中，由于其他外界因素的存在，传感器的输入输出之间并不会出现完美的线性曲线。人们探讨了多种处理方式以获得更为满意的线性曲线。采用直线拟合的方法可以减小非线性误差，因此，进行线性化时一般采用直线拟合的方法。2.2数据预处理算法的设计6数据处理分析软件读取采集的原始数据并分析，可以直接得出超限的情况，进过处理后可以推算出轨向和轨道高低的情况。通过建立数模可以将

8、传感器采集的1m弦轨向转换成10m弦轨向，也可以变换轨道高低值。为了增加推算精度，可以采用两种方法处理原始数据：第一种方法是利用正态分布的原理来降低其一数据的影响，