高铁轨道中长波不平顺值计算新方法研究

高铁轨道中长波不平顺值是评价轨道几何状态的重要参数,也是指导高速铁路现场轨道精调作业的主要依据,是列车安全高速运行的重要指标之一。本文针对目前高铁轨道矢距差法计算不平顺值,存在计算复杂、计算与检测弦起点的选择有关、结果并不唯一、计算值与实际轨道精调作业调整量方向不一致等问题,提出基于坐标绝对偏差法计算轨道中长波不平顺值的新方法。利用该方法不仅使轨道中长波不平顺值的计算变得简单,而且还与轨道检测弦的起点无关,计算结果唯一,并能满足工程实际需要。     

高速铁路自由设站3维整体平差计算及精度评定

高速铁路中自由设站是在CPⅢ控制网下实现轨道精调施工和轨道检测平顺性的重要技术保障之一.所以研究如何正确地利用自由设站的3类观测值进行平差计算,以得到正确的自由设站坐标及其精度十分重要.对自由设站观测的方向、天顶距、斜距观测值列立误差方程,推导其近似坐标解算公式;对观测值如何定权进行了讨论.采用间接平差结合实测数据,对...     

高铁无砟轨道钢轨精调优化算法

长钢轨应力放散锁定后的轨道精调是确保客运专线无砟轨道几何形位高平顺性的必要阶段。精调作业常通过轨道几何状态测量仪采集轨道三维数据,利用配套精调软件包手动模拟得出调整方案,指导轨道精调。模拟精调中常常反复调整才能使基准轨平顺性达标,自动化程度低。基准轨平顺性满足要求后,仅依靠轨距、轨距变化率、水平和扭曲等参数控制非基准轨,会降低其平顺性。为此,提出利用L₁范数最优原则进行双轨精调的优化算法（optimization algorithm of double-rails track fine adjustment,OADTFA）,建立顾及基准弦端点偏差的平顺性约束,增加非基准轨轨向、高低约束,采用逐点移动基准弦分组调整策略,由单纯形法求解优化调整量。实测数据测试结果表明,OADTFA可实现钢轨自动化精调,确保双轨任意处几何形位高平顺性,自动给出最优左右轨调整量。     

基于最小二乘法的高速道岔精测技术研究

随着高速铁路提速建设项目的增多,高速铁路道岔相关技术对铁路建设的影响越来越突出,高速道岔平顺性相关要求也越来越高。本文针对道岔平顺性直接影响列车运行速度、舒适度、安全性问题,提出高速道岔精测技术研究方案。利用最小二乘拟合算法进行趋势线分析,同时寻找待调整区间,提取数据。对比实验结果,验证道岔精测技术可行性。道岔精调实验结果表明:最小二乘拟合算法可实现待调整区间的选取与高速道岔精测技术分析,提高了作业效率。     

一种基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

本文以现阶段高速铁路轨道平顺性检测现状为背景,针对高速铁路轨道平顺性检测方法和平顺性评价方法中存在的问题,研究采用线型参数估计和空间三维坐标系的轨道平顺性评价方法,发挥三维激光跟踪仪高精度、高频率的优点,设计了其与轨检小车集成的方案进行轨道平顺性静态检测,拟通过轨道平顺性检测方案的实施和平顺性评价方法的运用,能够准确的获取检测路段平顺性信息,建立一套服务于工程施工和运营维修养护的高效率、高精度的轨道平顺性检测系统,为轨道精调提供数据支撑,也为我国高速铁路轨道平顺检测提供快速、高精度的检测手段和方法。     

GNSS/INS多传感器组合高速铁路轨道测量系统

高速铁路轨道必须保持高平顺性、高稳定性和高可靠性,这直接关系到高速列车高速、安全且平稳运行。高速铁路轨道测量至少包括控制测量、线路测量和变形测量等工作。传统高速铁路轨道测量方法存在测量周期长、维护成本高、检测效率低等问题。为此,本文提出了一种基于全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)/惯性导航系统(inertial navigation system,INS)多传感器组合的高速铁路轨道测量方法,并研制了相应的轨道测量系统。本文详细介绍了其主要构成和方法流程,并在实际高速铁路轨道精调工程中进行了应用示范。结果表明:该系统实现了轨道路基变形监测和高速铁路轨道不平顺绝对测量与相对测量的一体化,其轨道横向偏差精度2 mm、垂向偏差精度2 mm,变形点水平方向精度1 mm、垂直方向精度1.5 mm,显著提高了测量效率。     

CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道施工精调质量控制

CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道施工精调质量直接影响到高速铁路轨道的平顺度,提高精调精度减小轨排中线、高程偏差值是降低长轨静态精调扣件更换率最有效的措施,结合宝兰高铁无砟轨道施工精调实践,对轨排施工精调中几个常见问题产生的原因进行了分析,总结了消除和预防类似问题的技术措施,对提高无砟轨道施工质量,降低无砟轨道施工成本具有一定的参考和借鉴意义.     

基于CPIII的地铁轨道施工测量技术研究

随着城市轨道交通建设向城际交通发展,地铁列车运行时速也大大提高,轨道工程面对列车运行平顺性和乘坐舒适性等方面有了更高的要求,而传统铺轨基标的测量方法很难满足轨道高平顺性和高稳定性的要求。通过将高铁CPIII测量技术结合无砟轨道铺轨测量、轨道精调检测等技术引入到城市地铁的轨道施工中,研究了城市地铁轨道施工中CPIII控制网的布设、观测和数据处理方法,提出了基于CPIII测量技术的整体道床轨排粗调、轨排精调、轨道精调技术,并在南京地铁某城际线轨道工程实例中加以验证。通过轨道静态检测和动态检测结果显示,铺设的轨道均满足设计及规范要求,实现了南京地铁某城际线轨道的精调。通过对两种测量技术铺设轨道的平顺性检测结果比较,可知采用基于CPIII的地铁轨道测量技术比传统的铺轨基标方式具有精度高、安全可靠、有利于地铁轨道施工高效开展以及有利于运营后轨道的检测与维护等优点。     

基于道尺的高铁直线区段轨向平顺性检测系统

针对高速铁路轨道平顺性检测设备成本高及依赖于CPⅢ成果精度问题,研制了一种基于铁路工务部门常用检测设备——道尺的直线区段轨向平顺性检测系统。通过本系统中对中转换模块将测量小棱镜固定在0级道尺的活动端,利用测量机器人自动照准测量小棱镜坐标,获取轨向偏差,计算调拨量。基于该系统的工作原理,分析了系统的适用范围。系统充分利用铁路工务部门现有测量设备,投入成本较低,可拆卸,不破坏已有设备功能,且不依赖于检测区段CPⅢ成果精度,在CPⅢ成果未及时更新情况下,亦能及时获取轨向平顺性信息,适用性强。     

高速铁路有砟轨道精调方案评价方法探讨

采用惯性导航系统与全球导航卫星系统的轨道快速检测系统对轨道进行往返精密测量后,利用长轨精调软件进行内业数据处理得到轨道精调方案。对于相同的原始数据,受软件操作人员的技术水平和经验影响,即使满足各项指标要求,不同操作人员得到的精调方案也会不同。因此,有必要对不同的轨道精调方案进行定量评价。本文首先提出了适用于评价精调方案的5个指标,同时分析给出了各指标限差阈值,在满足轨道平顺性指标限差的条件下,引入“功效系数法”对指标进行无量纲化处理,并以“特征值”法对指标赋权,最后以加权线性和法对指标合成,从而对轨道精调方案进行定量评价。实例验证表明,该评价指标及评价方法能够对不同操作人员所给的精调方案进行合理、有效的评价。     

轨检小车测量系统设计数据录入及模拟调整

轨道精密调整工作的主要内容是采用高精度全站仪配合轨检小车,对轨道静态几何参数及轨道的几何位置参数进行采集,并给出轨道调整量,以指导轨道精调施工。在一些相关的轨检小车说明书及工程论文中,对轨检小车的外业操作作业方法及注意事项描述较多,对轨检小车测量系统的设计数据录入及模拟调整等内容描述则较为简略。文中以南方高速铁路轨道检测系统为例,简述高速铁路轨道精调工作中轨检小车测量系统的设计数据录入及模拟调整的具体操作方法和相关的注意事项。     

轨道控制网平面网复测精度指标合理性探讨

轨道控制网(CPIII)是高速铁路无砟轨道铺设以及运营维护阶段的控制基准,高速铁路工程测量规范中关于CPIII平面网复测的精度指标是根据武广线的测量数据进行统计给出的,没有经过严密的理论推导。鉴于以上不足,对CPIII平面网复测精度指标进行了理论推导与研究,得出高铁规范中CPIII平面点复测与原测坐标较差,CPIII平面相邻点的复测与原测坐标增量较差两项指标的限差,这对评定CPIII控制点的稳定性、可靠性以及后续的施工和维护具有重要意义。     

高铁轨道基准网3维构网测量及其平差方法

针对当前高速铁路轨道基准网存在的不足,提出了一种基于3维自由测站交会构网的轨道基准网测量及其数据处理的新方法。首先采用边角网间接平差的严密精度估算方法,对轨道基准网的点间相对精度进行仿真计算;然后结合西南交通大学轨道基准网实验网实测数据,采用自检校3维网平差方法进行数据处理。通过仿真计算和对实验数据的计算分析,认为构网法可以用于轨道基准网3维网测量及其数据处理。而且该方法严谨、效率更优,可供有关部门参照和借鉴。     

北斗应用于高铁CPI控制测量的算法与试验研究

针对高速铁路CPI控制网,对北斗/GPS系统的单独与联合基线解算模型进行研究,开发北斗/GPS基线处理软件,并应用于高铁控制网建设。对川藏铁路成都-雅安段CPI控制网测试的结果表明:北斗基线解算精度X,Z方向优于1mm,Y方向优于2mm;北斗重复基线较差、同步环和异步环闭合差的合格率与GPS相当;北斗无约束平差最弱边相对中误差为3.1ppm,精度与GPS基本一致;北斗CPI控制网测试各项指标均满足《高速铁路工程测量规范》要求,可用于高速铁路测量控制网的建立。     

客运专线精密定轨测量方法研究

以客运专线精密定轨CPIII"自由设站边角交会"平面控制网为基础,对高速铁路无碴轨道精密定轨测量技术进行分析研究。文中首先对全站仪自由重叠设站精密定轨测量技术进行理论研究和误差分析,然后对小车棱镜点测量方法和测量精度进行分析。这对于目前客运专线和无碴轨道城际铁路的精密定轨测量具有一定的指导意义。     

基于北斗的动车组实时高精度定位系统研究与应用

北斗卫星导航系统（BDS）已向亚太区域提供正式服务并开始建设北斗全球系统。为了评估验证北斗系统在高速移动条件下的实时差分定位精度,本文设计了动车组实时高精度定位系统并建设了高速铁路试验段。实测结果表明,高速移动条件下动车组列车实时定位的水平垂直轨道方向精度优于1 m,具备区分清楚动车组列车所处轨道的能力,一定程度上能满足铁路行业定位应用的迫切需求。     

无人机倾斜摄影铁路轨道线高精度自动重建

针对既有铁路测绘上线难、作业效率低及测量精度不足的问题,本文提出了一种基于无人机多视图几何原理的铁路轨道线高精度重建方法。首先从无人机影像上提取线特征;然后采用像方测度获得候选匹配线,基于物方距离测度进行Powell优化,获得精确的钢轨线匹配结果;最后,将影像钢轨线匹配结果作为观测值,以钢轨线反投影距离作为测度,最小二乘优化物方钢轨直线段坐标。试验结果表明,本文方法实现了影像轨道线自动匹配与高精度平差解算,像方反投影残差优于0.5像素,轨距和高程的内符合精度分别为0.006和0.005 m。解算成果的平面高程绝对定位精度可达到2 cm左右,平差模型收敛性良好,可以满足工程应用的需要。     

LEAST SQUARES ADJUSTMENTS OF TRIANGULATION

Abstract

Mr. Rainsford's paper in E.S.R. No. 78 establishes as thoroughly as one can wish by computational example that there is little to choose in relative accuracy between direction adjustment and angle adjustment, and that the deciding factor is really ease and speed of computation.