董 慧

南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 南京 210031

高速鐵路，簡稱為“高鐵”，指的是設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)高，可以供列車安全高速行駛的鐵路系統(tǒng)。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(chǔ)，是取代散粒碎石道床的軌道結(jié)構(gòu)，又稱之為“無碴軌道”，為目前世界先進(jìn)的一種軌道技術(shù)[1]。從高速鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性層面考慮，需確保無砟軌道數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，并合理使用精測數(shù)據(jù)分析方法，但是在實(shí)踐工作開展期間，存在數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度較低、測量數(shù)據(jù)影響因素考慮不夠全面等問題，從而使精測數(shù)據(jù)分析工作效率及質(zhì)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(shù)據(jù)分析工作的效率及質(zhì)量角度考慮，本文圍繞“高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析方法”進(jìn)行研究價(jià)值意義顯著。

1.高速鐵路工程項(xiàng)目概況

本次以國內(nèi)某高速鐵路工程項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目部成立了專業(yè)精測數(shù)據(jù)技術(shù)小組，主要負(fù)責(zé)智能測量機(jī)器人與測量軟件方面的研發(fā)工作。比如，需對直線、曲線半徑嚴(yán)格規(guī)定，基于7000m的圓曲線上精測數(shù)據(jù)分析作業(yè)過程中，由相關(guān)技術(shù)人員參與，利用研發(fā)的CRTSIII型軌道板智能化測量機(jī)器人，針對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并采集，然后利用軟件計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)?；诰唧w測量期間，將4千米鋪設(shè)之后的軌道板作為研究的對象，然后實(shí)施復(fù)測作業(yè)，復(fù)測之后，對獲取的數(shù)據(jù)做好相應(yīng)的處理，并進(jìn)行軌道板空間三維坐標(biāo)的構(gòu)建。得出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，優(yōu)化處理高速鐵路的軌道板實(shí)際線性工作，將軌道扣配件預(yù)鋪設(shè)方案生成之后，作用在鋪軌指導(dǎo)工作當(dāng)中。此外，本工程項(xiàng)目在完成以上各項(xiàng)細(xì)節(jié)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(yīng)用，執(zhí)行后續(xù)精測數(shù)據(jù)分析工作，包括：測量軌道靜態(tài)幾何參數(shù)及其相關(guān)數(shù)據(jù)的分析等。

2.高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析的主要內(nèi)容及目標(biāo)分析

如前所述，對高速鐵路項(xiàng)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(shù)據(jù)分析工作開展期間，則需明確主要的工作內(nèi)容及目標(biāo)?？偨Y(jié)起來，主要工作內(nèi)容及目標(biāo)如下：

2.1 工作內(nèi)容

基于高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作中，主要的內(nèi)容包括：

（1）數(shù)據(jù)分析計(jì)算。利用智能化機(jī)器人，基于智能軟件當(dāng)中，針對收集的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算。

（2）復(fù)測作業(yè)。利用智能快速測量系統(tǒng)，以精準(zhǔn)測量為目標(biāo)，嚴(yán)格執(zhí)行無砟軌道復(fù)測任務(wù)作業(yè)。

（3）安全舒適運(yùn)行。以獲取的基本精測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對施工工裝工藝加以優(yōu)化，并對軌道精調(diào)扣配件配置方案進(jìn)行優(yōu)化，使精調(diào)工作量減少，使扣配件更換率降低，使成本有效節(jié)約，并保證維護(hù)運(yùn)行的安全性，促進(jìn)高速鐵路無砟軌道運(yùn)行的舒適性等[2]。

2.2 工作目標(biāo)

在高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作中，需明確以下目標(biāo)：

（1）基于具體測量工作開展期間，需及時(shí)構(gòu)建無砟軌道智能精測精調(diào)系統(tǒng)，并完善系統(tǒng)，使無砟軌道承軌臺(tái)測量的智能化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化水平得到有效提升。

（2）基于實(shí)際分析工作開展過程中，需對無砟軌道精測精調(diào)工法進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，使軌道靜態(tài)精調(diào)工作量有效減少[3]。同時(shí)，基于精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，需根據(jù)不同數(shù)據(jù)支持條件下，逐步提升精調(diào)有效性，使扣配件更換率降低，進(jìn)一步使軌道精調(diào)成本得到有效控制。

3.基礎(chǔ)測量成果及潛在問題分析

3.1 基礎(chǔ)測量成果

在本工程項(xiàng)目無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，使用了研發(fā)的軌道智能測量機(jī)器人及其相關(guān)配套軟件系統(tǒng)。基于測試作業(yè)開展前期，需做好軌道板復(fù)測作業(yè)，得到空間三維坐標(biāo)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)線形，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理，得出最優(yōu)化的預(yù)鋪設(shè)計(jì)劃方案，對高速鐵路的鋪軌、數(shù)據(jù)復(fù)測、精度分析工作提供有利指導(dǎo)。

對承軌臺(tái)測量機(jī)器人加以應(yīng)用，基于本工程選定的實(shí)驗(yàn)段，實(shí)施二次精確測量作業(yè)。結(jié)合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，分析承軌臺(tái)測量機(jī)器人的二次測量偏差值，結(jié)果顯示：偏差問題偏低，大多數(shù)誤差≤2mm，部分誤差值在2-3mm范圍內(nèi)[4]。針對出現(xiàn)的誤差問題，需進(jìn)行相關(guān)因素分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)和建站之間密切相關(guān)。總之，在相關(guān)數(shù)據(jù)分析、比較的基礎(chǔ)上，能夠獲取較高的測量精度，且穩(wěn)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(shù)據(jù)分析工作開展期間，獲取了較理想的基礎(chǔ)測量成果，但同時(shí)也潛在一些問題，具體如下：

（1）數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度問題。利用DTS數(shù)據(jù)軟件，分析無砟軌道的相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)DTS顯示數(shù)據(jù)界面相對比較小，整體調(diào)查工作很難有序進(jìn)行?；跀?shù)據(jù)檢測期間，基于DTS軟件界面當(dāng)中，只能視察到30根枕木的區(qū)域，長度大概為19.5m，主要以線形的方式呈現(xiàn)出來。然而，基于精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，需充分了解本工程項(xiàng)目無砟軌道潛在的缺陷問題，在監(jiān)測范圍方面，需≥79m?；诖谁h(huán)節(jié)，還需保證線性平順性的基礎(chǔ)上，處于無砟軌道測量作業(yè)期間，在整體區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的觀察及分析，并針對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面處理?；诰珳y數(shù)據(jù)分析方式使用過程中，靜態(tài)數(shù)據(jù)收集方式效果比較理想；在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析方面，利用率偏低。此外，相關(guān)工作人員，基于動(dòng)態(tài)和靜態(tài)數(shù)據(jù)收集及分析工作開展期間，對靜態(tài)數(shù)據(jù)重視，而對動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)則有所忽視，這樣便使得動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的利用率低，不符合精調(diào)基本原則。

（2）精測數(shù)據(jù)相關(guān)影響因素考慮不夠充分。在精測數(shù)據(jù)相關(guān)影響因素分析過程中，如果只對設(shè)備檢測數(shù)據(jù)因素本身進(jìn)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(dǎo)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(dòng)靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)利用因素；其二，基礎(chǔ)資料因素，比如鋼軌廓形、扣件扣壓力狀態(tài)以及軌道板類型等相關(guān)指標(biāo)情況；其三，技術(shù)資料，比如平面、縱面線形，坡度、曲線等。在對上述各項(xiàng)因素進(jìn)行充分、全面地考慮的基礎(chǔ)上，才能夠確保相關(guān)病害精準(zhǔn)地查找出來。

4.相關(guān)優(yōu)化措施分析

結(jié)合上述提到的本工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)測量成果，及其潛在的一些問題，則有必要采取有效優(yōu)化措施，使高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作的效率及質(zhì)量得到有效提升。總結(jié)起來，具體優(yōu)化措施如下：

4.1 合理應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法

基于后期數(shù)據(jù)處理工作開展期間，需考慮到后期積累了許多數(shù)據(jù)這一要點(diǎn)。進(jìn)一步根據(jù)現(xiàn)場具體情況，并以不同車型為依據(jù)，基于一定周期范圍內(nèi)，做好相關(guān)數(shù)據(jù)的分析檢測作業(yè)，得到數(shù)據(jù)的平均值，使不必要的干擾問題的發(fā)生得到有效降低。并且，基于精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，需以設(shè)備不良環(huán)節(jié)為檢測重點(diǎn)，和其他環(huán)節(jié)進(jìn)行對比分析，找出造成設(shè)備不良運(yùn)行環(huán)境的相關(guān)因素。然后優(yōu)化精調(diào)之前的相關(guān)工作，通過對比分析及優(yōu)化處理，使健全的精測數(shù)據(jù)分析結(jié)構(gòu)系統(tǒng)有效構(gòu)建出來。基于大量數(shù)據(jù)收集完成之后，可獲得基本數(shù)值，進(jìn)一步根據(jù)軌道變化，針對各項(xiàng)數(shù)值精準(zhǔn)度進(jìn)行分析，然后獲取穩(wěn)定的數(shù)值。除此之外，需以相關(guān)數(shù)據(jù)變化為依據(jù)，對數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢進(jìn)行分析預(yù)測；同時(shí)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，基于最短的時(shí)間范圍內(nèi)，將數(shù)據(jù)產(chǎn)生變化的原因查找出來，對數(shù)據(jù)的基本變化規(guī)律加以明確?；诂F(xiàn)有數(shù)據(jù)的條件下，還需做好二次作圖及分析作業(yè)；基于作圖期間，需根據(jù)平順、削峰填谷等基本原理，采取多項(xiàng)式擬合的方法，針對獲取的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整處理，最終獲取最優(yōu)化的數(shù)據(jù)信息。

4.2 綜合分析考慮相關(guān)因素及數(shù)據(jù)

基于精測數(shù)據(jù)分析過程中，可以獲取許多的原始數(shù)據(jù)信息。然而，基于此類數(shù)據(jù)處理期間，只是采取一次性的取舍方法，很難獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。因此，基于具體精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，需對各方面的因素進(jìn)行綜合分析，進(jìn)一步對靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集。一方面，以靜態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的變化情況為依據(jù)，明確檢測周期，并進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。另一方面，基于靜動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫當(dāng)中，針對獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，比如針對上述提到的軌道結(jié)構(gòu)、曲線、線路等相關(guān)因素，進(jìn)行全面分析，可采取對比分析法，獲取有效的分析結(jié)果[6]。此外，基于精測數(shù)據(jù)分析工作開展期間，需以現(xiàn)有數(shù)據(jù)為依據(jù)，優(yōu)化并創(chuàng)新數(shù)據(jù)分析方式，保證精測結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，進(jìn)一步保證能夠在高速鐵路無砟軌道應(yīng)用中發(fā)揮作用，保證高速鐵路運(yùn)行的舒適性、穩(wěn)定性及安全性。

5.結(jié)語

綜上所述，在高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作開展過程中，需明確精測數(shù)據(jù)分析相關(guān)工作內(nèi)容及目標(biāo)，進(jìn)一步初步評估階段性測試成果，并結(jié)合測試成果方面存在的相關(guān)缺陷問題，比如數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度問題、精測數(shù)據(jù)相關(guān)影響因素考慮不夠充分問題等，實(shí)施有效的優(yōu)化處理措施，一方面需合理應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法，另一方面需綜合分析考慮相關(guān)因素及數(shù)據(jù)等，以此確保高速鐵路無砟軌道精測數(shù)據(jù)分析工作的效率及質(zhì)量，進(jìn)一步全面提升高速鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性及安全性。