楊建鋒

(上海鐵路局工務(wù)處,200071,上海//工程師)

基于工程能力指數(shù)的軌道精調(diào)質(zhì)量評價方法

楊建鋒

(上海鐵路局工務(wù)處,200071,上海//工程師)

利用杭長高速鐵路某段精調(diào)作業(yè)后的檢測數(shù)據(jù),分別利用軌道質(zhì)量指數(shù)和工程能力指數(shù)兩種方法對軌道精調(diào)質(zhì)量進(jìn)行了評價及對比分析。結(jié)果表明:兩種方法對于各單項的精調(diào)質(zhì)量評價結(jié)果基本一致;在對各單項指標(biāo)的評價及提高精調(diào)效率方面,工程能力指數(shù)方法是對現(xiàn)有方法的一種補充和完善;精調(diào)作業(yè)時可重點關(guān)注有較大提升空間的軌向、高低和水平三個單項,以減少后期的重復(fù)作業(yè)。

無砟軌道; 軌道精調(diào); 作業(yè)質(zhì)量評價; 工程能力分析

Author′s address Shanghai Railway Bureau Works Department,200071,Shanghai,China

無砟軌道精調(diào)是軌道精度控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其作業(yè)質(zhì)量對高速列車運行的安全性、平順性及舒適性有重要影響[1]。文獻(xiàn)[1-3]對精調(diào)的施工技術(shù)及作業(yè)方法進(jìn)行了較多的分析，但在軌道精調(diào)作業(yè)質(zhì)量的評價方面尚未進(jìn)行過多研究。由于無砟軌道對精度的要求較高,必要時需進(jìn)行多次精調(diào),而目前所采用的軌道質(zhì)量指數(shù)(TQI)評價方法僅能反映作業(yè)后的總體水平,不能明確到每個單項的質(zhì)量高低,因此,本文引入工程能力指數(shù)對軌道施工精調(diào)作業(yè)進(jìn)行評價,以期對現(xiàn)有的評價方法進(jìn)行補充和完善。

1 工程能力指數(shù)

工程能力也稱工序能力,是指工序在一定時間里處于控制狀態(tài)(穩(wěn)定狀態(tài))下的實際加工能力。為進(jìn)行工程能力分析,直觀地反映工程能力評價的結(jié)果,引入無量綱的度量評價指標(biāo)——工程能力指數(shù),由其數(shù)值大小來判斷能力的高低[10]。

1.1 工程能力指數(shù)計算公式

根據(jù)規(guī)格限值的不同,工程能力指數(shù)分為雙側(cè)工程能力指數(shù)和單側(cè)工程能力指數(shù)。根據(jù)本文所討論的問題,在此只介紹雙側(cè)工程能力指數(shù)。

在對雙側(cè)控制值均有要求時,工程能力指數(shù)Pp最基本的表示形式為:

(1)

式中:

SU——上限控制值;

SL——下限控制值;

σ——樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

由式(1)可以看出,在上下公差界限一定時,Pp值越大,表明加工質(zhì)量越高。

在實際生產(chǎn)中,產(chǎn)品質(zhì)量的均值μ一般無法與公差中心M完全重合,存在一定的偏離ε。因此,提出用Pp,k對Pp進(jìn)行修正。引入偏離系數(shù)k后Pp,k的表達(dá)式為:

(2)

其中

(3)

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)

對于工程能力指數(shù)制定表1所示的評價標(biāo)準(zhǔn)，以供參考。

表1 工程能力指數(shù)等級標(biāo)準(zhǔn)表

2 精調(diào)工程能力分析

利用杭長高速鐵路上行精調(diào)作業(yè)后檢測數(shù)據(jù),分別采用TQI和工程能力指數(shù)兩種方法進(jìn)行評價。

2.1 TQI評價結(jié)果分析

目前,對軌道鋪設(shè)后的施工質(zhì)量及精調(diào)后作業(yè)水平的評價,采用TQI來衡量。即以200 m的軌道區(qū)段作為單元區(qū)段,分別計算單元區(qū)段上左右高低、左右軌向、軌距、水平、三角坑等7項幾何不平順幅值的標(biāo)準(zhǔn)差,各單項幾何不平順幅值的標(biāo)準(zhǔn)差稱為單項指數(shù),將7個單項指數(shù)之和作為評價該單元區(qū)段軌道平順性綜合質(zhì)量狀態(tài)的TQI。

計算得到各作業(yè)區(qū)段精調(diào)后各單項統(tǒng)計指標(biāo)及TQI的平均值，如表2所示。由表2可知，精調(diào)后單項指數(shù)較小的(即較好的)單項為軌距、水平,而軌向和高低的數(shù)值較大,表明還有較大的提升空間。

表2 各單項統(tǒng)計指數(shù)及TQI的平均值 mm

2.2 工程能力指標(biāo)評價結(jié)果分析 各單項統(tǒng)計指標(biāo)的上限控制值和下限控制值分別按表3取值。計算上述檢測數(shù)據(jù)的Pp,k值對各作業(yè)區(qū)段的精調(diào)作業(yè)能力進(jìn)行分級評價。各作業(yè)區(qū)段精調(diào)后各單項統(tǒng)計指標(biāo)的工程能力計算結(jié)果如表4所示。

表3 各單項及總體統(tǒng)計指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的SU、SL取值

表4 精調(diào)后上行各單項及總體統(tǒng)計指標(biāo) 標(biāo)準(zhǔn)差的Pp,k

由表4可知，垂向指標(biāo)方面,水平的Pp,k為1.05～2.39,屬于A級或B級;高低的Pp,k為0.92～1.73,介于A～C級;扭曲的Pp,k為1.98～2.46屬于A級。平面指標(biāo)方面,軌距的Pp,k為1.99～2.46,屬于A級;軌向的Pp,k為1.42～2.20,屬于A級。總體的Pp,k在3.37～5.19,屬于A級。從各作業(yè)區(qū)段各單項指標(biāo)來看，軌距和扭曲的作用質(zhì)量要比軌向、高低和水平的作業(yè)質(zhì)量好一些。

2.3 兩種分析方法的比較

采用TQI評價方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計,其結(jié)果包括采樣點的標(biāo)準(zhǔn)差σ和平均值μ,可以得到一個綜合指數(shù)值,但目前沒有單項指標(biāo)的控制值,無法進(jìn)行針對性分析。

引入偏離系數(shù)k后的Pp，k,除了包含樣本標(biāo)準(zhǔn)差σ、均值μ外,還包含了SU、SL等指標(biāo),并且可以對每個幾何單項計算出相應(yīng)的Pp，k,分析每個單項的作業(yè)質(zhì)量水平。

另外,由表2及表4可以發(fā)現(xiàn),采用TQI指標(biāo)來衡量時,各單項指標(biāo)的作業(yè)狀態(tài)由好到差依次為軌距(0.19)、水平(0.21)、扭曲(0.25)、軌向(0.44)和高低(0.57);采用Pp,k指標(biāo)來衡量時則為軌距(1.99)、扭曲(1.98)、軌向(1.42)、水平(1.05)和高低(0.92)。兩種評價方法得出的各單項指標(biāo)的相對優(yōu)良程度基本相同?？梢哉J(rèn)為兩種方法得到的評價結(jié)果具有一致性。

因此,可利用工程能力指數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行較為綜合的統(tǒng)計分析,從而得出更為符合實際的分析結(jié)果,以對原有的方法進(jìn)行更好的補充。

3 結(jié)論

(1) 通過現(xiàn)場數(shù)據(jù)計算實例驗證,證明工程能力指數(shù)評價方法對于各單項的分析結(jié)果與現(xiàn)有TQI方法所得到的結(jié)論基本一致,故其可以作為一種新的評價方法引入到軌道精調(diào)質(zhì)量評價中。

(2) 工程能力指數(shù)方法包含了更多的統(tǒng)計指標(biāo),并且保留了各單項指標(biāo)的分析結(jié)果,有利于進(jìn)行針對性的精調(diào)。另外，經(jīng)過調(diào)整分析計算,還可以對具體單項的精調(diào)提出針對性的標(biāo)準(zhǔn),使精調(diào)效率得到提高。因此，該方法是對現(xiàn)有TQI方法的一種補充和完善。

(3) 不同作業(yè)區(qū)段對于不同單項的精調(diào)質(zhì)量要求各不相同,但數(shù)據(jù)表明,高低和水平兩個單項還有較大的提升空間。在精調(diào)作業(yè)時可重點關(guān)注這些單項,以減少后期的重復(fù)作業(yè)。

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Evaluation of Track Fine Adjustment Quality Based on Process Performance Index

YANG Jianfeng

By usingthe test data of a section on Hangzhou-Changsha high-speed railway after the fine adjustment operation of the, two methods of the track quality index (TQI) and the engineering ability index are comparatively analyzed.The results show that the evaluations of each individual fine adjustment quality in both methods are basically the same,but for the single index evaluation and the improvement of fine adjustment efficiency,the engineering ability index method is a supplement and improvement to the existing method. The fine adjustment must focus on alignment,profile and cross-level,because they have a larger potential for improvement and reduction of the repeat works in practical operation.

ballastless track; track fine adjustment; operational quality evaluation; engineering ability analysis

U 215.14

10.16037/j.1007-869x.2016.07.031

2016-02-26)