軌道校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種能夠在軌道設(shè)施上運(yùn)行的鐵路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的軌道校準(zhǔn)系統(tǒng)，具有計(jì) 算機(jī)控制的校準(zhǔn)軌道位置的起道校正設(shè)備、在起道校正設(shè)備的范圍中測量軌道位置的控制 測量設(shè)備、測量校正后軌道位置的檢驗(yàn)測量設(shè)備，W及用于壓實(shí)軌道碎石道床的搗固機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 大部分鐵路軌道的道床都為碎石道床。其軌枕橫置于碎石中。碎石的功用主要有： 將車輪作用力傳遞到路基面上，吸收施加于鋼軌與軌枕的橫向力，W及排出表面積水。由于 行駛于其上的列車的車輪力的作用，碎石出現(xiàn)不規(guī)則的沉降，軌道也會(huì)出現(xiàn)側(cè)向幾何位置 偏移。碎石軌床的沉降導(dǎo)致縱向高度、（轉(zhuǎn)彎處）的過高處（UberhShung)、扭轉(zhuǎn)、軌距、W 及校正位置出現(xiàn)偏差。若運(yùn)些幾何尺寸超過舒適限值，則需要計(jì)劃并實(shí)施維護(hù)工作。若其 超過所規(guī)定的危險(xiǎn)限值，則基于其偏差的大小需要或降低列車速度，或封鎖軌道，或立即修 復(fù)運(yùn)一所謂的單項(xiàng)誤差。
[0003] 現(xiàn)今軌道幾何偏差的校正與修復(fù)大多通過鋪軌機(jī)完成。為使軌道在相應(yīng)的幾何改 善工作后能夠重新投入使用，大多數(shù)的鐵路養(yǎng)護(hù)機(jī)械都會(huì)裝有所謂的檢驗(yàn)測量設(shè)備。對(duì)于 通過鐵路養(yǎng)護(hù)機(jī)械或其他方式校正后的軌道位置的質(zhì)量規(guī)定了檢驗(yàn)容限。該容限體現(xiàn)了幾 何尺寸改進(jìn)質(zhì)量的最低要求。由檢驗(yàn)測量設(shè)備或者檢驗(yàn)記錄裝置來驗(yàn)證其。
[0004] 其中值得提出、記下W及改正的尺寸為：軌道的扭轉(zhuǎn)、軌道的縱向高度、軌道的方 向或側(cè)向位置、軌距W及軌道的側(cè)傾或過高（OberhShung)。鐵路養(yǎng)護(hù)機(jī)械如搗固機(jī)能夠 修復(fù)被列車載荷破壞的幾何尺寸。電動(dòng)液壓控制的起道校正設(shè)備將軌道抬升并調(diào)整至規(guī)定 位置。為此所需的力由鋼軌的尺寸、軌枕、軌枕與道床的摩擦力、該力所作用的軌道有效長 度W及其他一些因素決定。該力由液壓缸提供，通過壓力傳感器測量進(jìn)行的壓力測量可測 量該作用力。當(dāng)然此處也可直接使用力傳感器。
[0005] 校正軌道位置時(shí)所出現(xiàn)問題為，軌道系統(tǒng)包含彈性組件。在校正軌道的力的作用 下，鋼軌固定部中的鋼軌會(huì)偏轉(zhuǎn)（傾倒），其取決于校正力的大小并且可在2-6mm量級(jí)中。除 此之外，鋼軌會(huì)由于制造公差而W軌腳在鋼軌固定部中滑動(dòng)，在一般力作用下運(yùn)一移動(dòng)的 大小在Imm的量級(jí)中。并且，側(cè)向被移動(dòng)的軌排（由于鋼軌的彎曲扭矩）在校正后有l(wèi)-2mm 的彈性回彈。如果將軌道抬升并通過搗固機(jī)壓實(shí)軌枕下的碎石W固定軌道位置，則該軌道 養(yǎng)護(hù)機(jī)械的車輪的負(fù)荷本身就會(huì)引起沉降。該沉降的大小取決于起道裝置的尺寸，下方碎 石軌床的厚度（在軌道過高時(shí)較高一側(cè)的鋼軌下軌床較厚），碎石狀況（是否受污），碎石 自身（顆粒的可咬合性，形狀，材料，受污等級(jí)），天氣（潮濕的軌床導(dǎo)致更深的沉降），W及 軸載。由于在過高的鋼軌下在轉(zhuǎn)彎處碎石較多，所W運(yùn)一側(cè)的沉降略大于所謂的基準(zhǔn)軌。運(yùn) 會(huì)導(dǎo)致過高偏差W及扭轉(zhuǎn)偏差。扭轉(zhuǎn)偏差尤為值得注意，因?yàn)樗菍?duì)于脫軌而言的關(guān)鍵尺 寸。即使在鋪軌機(jī)對(duì)偏差的理論上絕對(duì)正確的校正中，由于鋼軌和軌排的回彈W及沉降，軌 道偏差依然存在。處理軌道后的偏差越少，在其上行駛的列車的車輪與其的相互作用力就 越小，由此所達(dá)到的幾何位置的保持就越長久。因此理想的是，軌道幾何位置盡可能的與規(guī) 定位置相符合，因?yàn)檫\(yùn)樣可W節(jié)省巨大的成本與開銷。
[0006] 為控制運(yùn)一過程，常設(shè)有針對(duì)校正，起道，W及側(cè)傾的測量系統(tǒng)。測量系統(tǒng)大多裝 有鋼索，其會(huì)導(dǎo)致測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差。在算法的幫助下，運(yùn)一系統(tǒng)誤差可通過控制計(jì)算機(jī) 得W計(jì)算和補(bǔ)償。軌道設(shè)計(jì)中給出了鋼軌的規(guī)定幾何結(jié)構(gòu)，并且該規(guī)定幾何結(jié)構(gòu)可W在被 輸入計(jì)算機(jī)后用于基于對(duì)測量系統(tǒng)的特性的知識(shí)計(jì)算出系統(tǒng)誤差。
[0007] 若在有些國家，還沒有類似的軌道規(guī)定幾何結(jié)構(gòu)的規(guī)定，則可令鐵路養(yǎng)護(hù)機(jī)械的 現(xiàn)有的測量系統(tǒng)在軌道上運(yùn)行，并儲(chǔ)存測量數(shù)據(jù)。通過運(yùn)些測量數(shù)據(jù)可優(yōu)化，改善并平滑軌 道幾何曲線。通過對(duì)比運(yùn)些平滑的軌道幾何曲線和實(shí)際測量值可W得出起道和校正修正 值，在計(jì)算后該修正值可W用W控制和操縱養(yǎng)路機(jī)械。運(yùn)一修正值還可被其他測量與評(píng)定 測量系統(tǒng)取得。例如W電子方式取得軌道幾何規(guī)定數(shù)據(jù)。
[0008] 為編繪工作所達(dá)到的質(zhì)量，通常在養(yǎng)路機(jī)械后部通過牽引桿鉤掛獨(dú)立的檢驗(yàn)測量 設(shè)備。運(yùn)些記錄下的測量尺寸設(shè)及的也是與鋪軌機(jī)的控制系統(tǒng)相同的測量尺寸，只不過是 基于另一套鋼索長度。運(yùn)些數(shù)據(jù)被打印并儲(chǔ)存并/或顯示在屏幕上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 因此，發(fā)明的任務(wù)為將上文描述的軌道校準(zhǔn)系統(tǒng)類型改進(jìn)為使得能夠縮減校正和 起道后的軌道位置剩余偏差。
[0010] 本發(fā)明通過W下方法來完成運(yùn)一任務(wù)：先計(jì)算在軌道上作用的校正力造成的軌排 彈性回彈值，并在給出規(guī)定校正參數(shù)時(shí)將其考慮在內(nèi)，也就是W被起道校正設(shè)備將軌道在 規(guī)定位置之外在W彈性回彈值移位。鋼軌的回彈同樣可被測量，回彈值可直接在校正力消 失后被校正值傳感器測得。
[0011] 通過發(fā)明，應(yīng)使校正后由鋼軌與軌排回彈造成的軌道位置剩余偏差盡可能地小或 者在理想的情況下向零靠近。其可通過對(duì)起重缸（例如通過壓力傳感器）的力的測量和對(duì) 預(yù)期的回彈路徑的計(jì)算或測量得W實(shí)現(xiàn)。軌道在被校正時(shí)可將之后回彈的值疊加在校正值 上，則在校正后軌道可回彈至規(guī)定位置。
[0012] 為進(jìn)一步縮小校正偏差可通過規(guī)定位置與檢驗(yàn)測量設(shè)備測量出的檢驗(yàn)測量值的 差距計(jì)算出平均校正偏差，將軌道通過起道校正設(shè)備為了接近規(guī)定位置而附加地移位。為 此通過檢驗(yàn)測量設(shè)備的索測量傳感器的鋼索，借助重建方法（見DE10337976A)進(jìn)行的換算 和對(duì)鋼索系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的考慮，可計(jì)算出實(shí)際的殘留誤差，并由此計(jì)算出平均值。兩個(gè)值 都疊加在由控制主機(jī)給定的校正值上。由此軌道在被校正時(shí)被鋪軌機(jī)過度按壓，在校正結(jié) 束后在理想情況下軌道回彈至理想的規(guī)定位置。
[0013] 進(jìn)一步值得推薦的是，計(jì)算出軌條自身所產(chǎn)生的過高處的沉降，并在給出規(guī)定過 高值時(shí)對(duì)其加W考慮，也就是W起道校正設(shè)備將軌道在期望位置之外再抬高算出的沉降值 疊。由此軌道被抬高后由校正和搗固時(shí)產(chǎn)生的沉降所導(dǎo)致的過高偏差可得W補(bǔ)償。通過對(duì) 預(yù)期沉降的計(jì)算可達(dá)到該目的。起道搗固過程后直接出現(xiàn)的不均勻沉降可由過高偏差體 現(xiàn)，可在起道力撤銷后通過傾斜儀直接測量過高偏差而測得該沉降。
[0014] 由規(guī)定位置和檢驗(yàn)測量設(shè)備測出的檢驗(yàn)測量值的差值可計(jì)算出平均的過高偏差， W便通過起道校正設(shè)備為了更接近規(guī)定位置而附加地將軌道移位。利用運(yùn)一平均值可調(diào)整 剩余沉降誤差。過高偏差值和平均過高偏差值均疊加在由控制主機(jī)給定的過高值上。實(shí)際 情況中，過高的軌條被更高的抬起，運(yùn)樣在預(yù)期的沉降發(fā)生時(shí)，軌道在理想的情況下能到達(dá) 理想的規(guī)定的高差。
[0015] 校正力主要由與起道校正設(shè)備對(duì)應(yīng)的力傳感器和/或壓力傳感器測量。通過與此 有關(guān)的測量值接下來可計(jì)算出軌道的彈性回彈量。而軌道的軌條的過高處的沉降則可通過 過高的鋼條的高度計(jì)算。與此有關(guān)的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)將在附圖描述中加W詳述。
[0016] 優(yōu)選地，控制測量設(shè)備和檢驗(yàn)測量設(shè)備對(duì)應(yīng)于共同的輸出設(shè)備，特別是監(jiān)視儀和 數(shù)據(jù)記錄儀，運(yùn)些設(shè)備可將測量結(jié)果顯示出來。由此所有相關(guān)的數(shù)據(jù)直接在輸出設(shè)備上顯 示，并且由控制器監(jiān)察。同時(shí)還可W顯示，所要求的容限是否得到滿足，為此修正值也在共 同的輸出設(shè)備上顯示。運(yùn)一設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，控制測量設(shè)備和檢驗(yàn)測量設(shè)備與共同的計(jì)算 設(shè)備對(duì)應(yīng)，在該計(jì)算設(shè)備中的所有數(shù)據(jù)可W被綜合和處理。通過按照現(xiàn)有技術(shù)將用于控制 主機(jī)W及檢驗(yàn)記錄器的兩個(gè)計(jì)算機(jī)和輸出裝置、尤其是屏幕綜合，可W將x/y坐標(biāo)下的所 有數(shù)據(jù)可W相同對(duì)齊地顯示。由此可在被分成兩部分的顯示屏上同時(shí)顯示軌道幾何結(jié)構(gòu)的 規(guī)定預(yù)給參數(shù)和檢驗(yàn)記錄器記錄的校正后軌道幾何結(jié)構(gòu)。運(yùn)一設(shè)計(jì)不僅可W改善人機(jī)交互 使數(shù)據(jù)更易讀取，還可W在屏幕上的記錄中追蹤并控制修正值和其對(duì)所產(chǎn)生的軌道幾何結(jié) 構(gòu)的質(zhì)量的作用。
[0017] 如果將控制測量裝置和檢驗(yàn)測量裝置測得的測量值與GI^設(shè)備確定的位置數(shù)據(jù) 相對(duì)應(yīng)，則每個(gè)測量數(shù)據(jù)都可直接對(duì)應(yīng)于唯一的位置信息，由此可保證編繪資料的整齊性， 并且在后處理中或是評(píng)定時(shí)每個(gè)位置都可準(zhǔn)確找到。再者，控制測量裝置，檢驗(yàn)測量裝置的 測量值和/或修正值可通過無線傳輸路徑被傳送至計(jì)算裝置。由此數(shù)據(jù)可W傳輸至數(shù)據(jù)處 理中屯、，并且使得對(duì)工作進(jìn)展的集中式監(jiān)視成為可能。由于與本發(fā)明有關(guān)的修正值W及其 他一些結(jié)果數(shù)據(jù)對(duì)于安全性有重要意義，因此將數(shù)據(jù)盡可能無延遲地、即刻地傳輸至鐵路 負(fù)責(zé)方至關(guān)重要。正因?yàn)槿绱?，系統(tǒng)安裝有無線的傳輸設(shè)備如GSM等，借此數(shù)據(jù)可在調(diào)用時(shí) 被傳輸。通過無線連接，同時(shí)也從鐵路數(shù)據(jù)庫傳輸基于不同鋼軌類型，鋼軌固定方式，W及 軌枕的有關(guān)的數(shù)據(jù)，從而可W通過校正力正確地補(bǔ)償鋼軌的彈性偏轉(zhuǎn)量。
[0018] 進(jìn)一步值得推薦的是，用至少一個(gè)圖像采集裝置監(jiān)視軌道設(shè)施，并且其中至少一 個(gè)圖像采集裝置的數(shù)據(jù)優(yōu)選通過無線電路徑、尤其是WLAN傳輸?shù)接?jì)算設(shè)備中，計(jì)算設(shè)備將 圖像數(shù)據(jù)與測量值，修正值，W及可能與位置數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)。由此可W將不允許實(shí)現(xiàn)所希望的 軌道幾何結(jié)構(gòu)的軌道位置異常處歸檔。在檢驗(yàn)記錄儀的監(jiān)視圖上相應(yīng)的位置處顯示提示性 的ICON。若運(yùn)一功能被激活，則屏幕上自動(dòng)顯示保存的圖像。
【附圖說明】
[0019] 附圖中例如示意性地顯示了本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，圖中顯示：
[0020] 圖1 :裝有根據(jù)發(fā)明的軌道校準(zhǔn)系統(tǒng)的鋪軌機(jī)側(cè)視圖，
[0021] 圖2 :控制測量裝置和檢驗(yàn)測量裝置的俯視圖，
[002引 圖2a至2c:簡化的軌道位置俯視圖，
[0023] 圖3 :由于碎石道床而過高的軌道的橫截面，
[0024] 圖4至4b:過高的簡化示圖，
[00巧]圖5 :與校正力和回彈效應(yīng)的關(guān)系有關(guān)的曲線圖，
[0026] 圖6 :與抬升值和過高的關(guān)系有關(guān)的曲線圖，
[0027] 圖7 :軌道校準(zhǔn)系統(tǒng)的計(jì)算控制部的工作原理圖，
[002引圖8和9觀有技術(shù)下的監(jiān)視儀顯示，
[0029] 圖10 :根據(jù)發(fā)明的監(jiān)視儀顯示。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1為鋪軌機(jī)17,其具有搗固裝置24和導(dǎo)向柱23,搗固裝置由震動(dòng)驅(qū)動(dòng)器26和 可移液壓缸度eistellz^inde;r)25組成，其可沿導(dǎo)向柱23上下運(yùn)動(dòng)。在搗固時(shí)搗固工具 57將軌枕兩側(cè)向碎石中嵌入并壓縮，使得被抬起和校正后的軌排在搗固和機(jī)器駛過后能夠 保持其位置。起重壓力缸15和起重滾輪16作用于軌頭，將軌排抬至規(guī)定位置。經(jīng)由對(duì)軌 道進(jìn)行校準(zhǔn)的起道校正設(shè)備，軌道校正