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        昌九城際鐵路線路動(dòng)態(tài)檢測(cè)結(jié)果分析與應(yīng)用

        2013-11-27 03:19:20周志軍
        鐵道建筑 2013年5期
        關(guān)鍵詞:分析檢測(cè)質(zhì)量

        周志軍

        (南昌鐵路局工務(wù)檢測(cè)所,江西 南昌 330002)

        1 昌九城際鐵路概述

        昌九城際鐵路線路正線長(zhǎng)度約135.975 km,由九江至廬山客車聯(lián)絡(luò)線、廬山至樂(lè)化東、樂(lè)化東至南昌三段組成,全線共設(shè)特大橋23座共計(jì)37 720.250 m,大橋28座共計(jì)7 297.830 m,特大及大中橋梁長(zhǎng)度占線路總長(zhǎng)的38%,另有小橋24座。正線上共設(shè)有雙線隧道3座,總長(zhǎng)1 190 m。全線采用有砟軌道,一次鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路,按照列車最高運(yùn)行速度250 km/h標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。正線線間距4.6 m,限制坡度12‰,最小曲線半徑一般為3 500 m。

        2 線路動(dòng)態(tài)檢測(cè)與應(yīng)用

        自2010年10月開始,綜合檢測(cè)列車每月對(duì)昌九城際的軌道質(zhì)量狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè),軌檢車每月也進(jìn)行例行檢測(cè)。

        2.1 軌道動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理分析系統(tǒng)

        隨著南昌鐵路局運(yùn)營(yíng)線路逐年增加,尤其是杭深、昌九、龍漳等高鐵線路的陸續(xù)開通,工務(wù)維修管理需要“精檢細(xì)修”,應(yīng)用動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析可以實(shí)現(xiàn)線路狀態(tài)維修質(zhì)量評(píng)價(jià)、質(zhì)量發(fā)展趨勢(shì)預(yù)報(bào)以及線路狀態(tài)預(yù)警等功能。

        軌道動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理分析系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)軌檢、動(dòng)檢、晃車儀和添乘儀等各類軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的集中儲(chǔ)存和綜合分析,實(shí)現(xiàn)了大值閉環(huán)管理、軌道質(zhì)量分析、檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)及報(bào)告下載等功能,實(shí)現(xiàn)了用戶自定義單元管理和面向單元的軌道質(zhì)量管理分析功能。

        2.2 檢測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)處理和波形分析

        為保證對(duì)軌道質(zhì)量分析的準(zhǔn)確性,必須對(duì)前期檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行里程校核和無(wú)效數(shù)據(jù)濾除等預(yù)處理操作。軌道檢測(cè)波形綜合分析軟件可以利用曲線臺(tái)賬信息設(shè)定里程修正點(diǎn),通過(guò)校正算法對(duì)波形檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行里程后期校核,以獲取更加準(zhǔn)確的里程數(shù)據(jù),同時(shí)通過(guò)無(wú)效標(biāo)識(shí)來(lái)濾除陽(yáng)光干擾和過(guò)分相影響,保證軌道質(zhì)量指標(biāo)的準(zhǔn)確性。

        里程修正點(diǎn)每20~30 km設(shè)置一個(gè),即可保證里程誤差<10 m,完全可以滿足工程應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)分析要求。200 km線路只需要20 min的時(shí)間即可完成包括偏差里程校正和TQI的重新計(jì)算工作。利用波形相關(guān)性進(jìn)行里程自動(dòng)化校核的功能,還可以進(jìn)一步提高工作效率和歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)的里程一致性,實(shí)踐中歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)的里程一致性精度可以保證在2 m范圍內(nèi)。

        應(yīng)用多次波形檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,不僅可以評(píng)價(jià)養(yǎng)護(hù)維修的作業(yè)效果,而且可以用于發(fā)現(xiàn)軌道幾何緩慢變化的區(qū)段。如圖1,就是通過(guò)多次軌道幾何波形的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)10月—12月間樂(lè)化特大橋的上拱發(fā)展趨勢(shì),類似的情況在熊家特大橋、永修特大橋均有發(fā)生。具體原因已由現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核,并得到確認(rèn)。

        通過(guò)對(duì)昌九綜合檢測(cè)列車動(dòng)檢歷史數(shù)據(jù)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),總體上昌九城際軌道幾何狀態(tài)良好,且較為穩(wěn)定,通過(guò)與大機(jī)作業(yè)記錄的關(guān)聯(lián)分析,大多數(shù)大機(jī)作業(yè)均起到了改善軌道幾何狀態(tài)的作用,但是也會(huì)出現(xiàn)個(gè)別情況,引起新的病害。如圖2,大機(jī)作業(yè)的結(jié)合區(qū)段產(chǎn)生了軌向不平順,同時(shí)車體橫向加速度響應(yīng)明顯。

        圖1 樂(lè)化特大橋上拱現(xiàn)象

        圖2 大機(jī)作業(yè)造成軌向不平順

        2.3 軌道質(zhì)量狀態(tài)分析結(jié)果與應(yīng)用

        軌道動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理分析系統(tǒng)提供了多種軌道質(zhì)量分析功能,包括詳細(xì)匯總、趨勢(shì)分析、TQI累積分析等,為工務(wù)維修管理人員精細(xì)管理提供技術(shù)支持。

        2.3.1 趨勢(shì)分析

        趨勢(shì)分析用于發(fā)現(xiàn)線路或某一區(qū)段軌道質(zhì)量指標(biāo)在一定歷史時(shí)期的變化,對(duì)于全面掌握設(shè)備質(zhì)量狀態(tài)、合理安排養(yǎng)修計(jì)劃具有重要作用。通過(guò)軟件系統(tǒng)提供的趨勢(shì)分析功能,可以對(duì)軌道幾何超限個(gè)數(shù)、晃車個(gè)數(shù)、公里扣分、TQI、優(yōu)良率等軌道質(zhì)量指標(biāo),按線、段、車間、自定義區(qū)段等條件,以季度、月度、日等不同時(shí)間顆粒度進(jìn)行歷史變化趨勢(shì)分析。圖3為2012年度昌九、杭深TQI平均值指標(biāo)變化趨勢(shì),可以看出,昌九和杭深線今年以來(lái)的軌道質(zhì)量狀態(tài)保持平穩(wěn)且有所提高。8月—10月間,昌九城際累計(jì)安排大機(jī)搗固作業(yè)60 km,從TQI指標(biāo)的變化趨勢(shì)上也可以反映出對(duì)軌道區(qū)段質(zhì)量的改善。

        2.3.2 TQI累積及超標(biāo)區(qū)段分析

        TQI是反映軌道區(qū)段質(zhì)量的重要指標(biāo),前期由于分析手段的原因,在工務(wù)維修管理中應(yīng)用相對(duì)較少,多數(shù)還是以偏差、重復(fù)偏差和公里扣分等為主。TQI累積曲線可以表征一段線路的區(qū)段質(zhì)量總體狀態(tài),通過(guò)多線路TQI累積曲線的對(duì)比,可以發(fā)現(xiàn)各線TQI的分布特征,其信息量遠(yuǎn)比采用TQI平均值豐富。

        圖3 2012年度昌九、杭深TQI平均值指標(biāo)變化趨勢(shì)

        如圖4高鐵線路TQI累積曲線對(duì)比,雖然杭深與昌九的TQI平均值較為接近,但是在大部分區(qū)段內(nèi)昌九城際的區(qū)段質(zhì)量?jī)?yōu)于杭深線;杭深和昌九在區(qū)段高低的質(zhì)量方面較為接近,均好于龍漳線,而昌九在區(qū)段軌向質(zhì)量明顯好于其他兩條線路。同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn),以TQI指標(biāo)來(lái)看,昌九城際有很小比例的超標(biāo)區(qū)段,而其他兩條線路則全部在管理標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。表1是各線路TQI及各分量的超標(biāo)比例分析。雖然杭深和龍漳線在TQI指標(biāo)上沒(méi)有超標(biāo)區(qū)段,但是在TQI分量的單項(xiàng)指標(biāo)中仍有超標(biāo)情況,其中龍漳線在高低分量中有0.8%的超標(biāo)區(qū)段,這些單項(xiàng)超標(biāo)的區(qū)段仍需維修部門予以關(guān)注。

        2.3.3 單元質(zhì)量分析

        單元化軌道質(zhì)量管理是指為了實(shí)現(xiàn)對(duì)軌道質(zhì)量的精細(xì)化分析,根據(jù)軌道設(shè)備自身的特點(diǎn)和養(yǎng)護(hù)維修的需求,將線路劃分為不同的單元,對(duì)不同類的單元根據(jù)數(shù)據(jù)分析的需要應(yīng)用不同的單元質(zhì)量指標(biāo)來(lái)進(jìn)行軌道質(zhì)量評(píng)價(jià)和作業(yè)效果評(píng)價(jià)。

        圖4 南昌局高鐵線路TQI累積分析

        表1 南昌局高鐵線路TQI指標(biāo)超標(biāo)比例 %

        根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析的需要,在系統(tǒng)中自定義了曲線、道岔、橋梁等設(shè)備單元類和大機(jī)作業(yè)單元類,除了所有單元都具備的線路、行別、起止里程信息外,還根據(jù)分析的需要分別定義了各類單元的專用要素信息,如曲線單元對(duì)應(yīng)的曲線半徑、曲線超高、允許速度,道岔單元對(duì)應(yīng)的道岔型號(hào)、鋪設(shè)日期,大機(jī)作業(yè)單元對(duì)應(yīng)的作業(yè)日期、作業(yè)方式等。

        在自定義單元類別的基礎(chǔ)上,利用臺(tái)賬信息批量導(dǎo)入了昌九城際的曲線、橋梁等設(shè)備單元。這樣在各種動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行單元指標(biāo)提取,實(shí)現(xiàn)各類動(dòng)態(tài)檢測(cè)結(jié)果的歸集。應(yīng)用單元質(zhì)量分析可以擴(kuò)展軌道質(zhì)量分析評(píng)價(jià)的綜合性和客觀性,是對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)態(tài)軌道質(zhì)量評(píng)價(jià)手段的進(jìn)一步發(fā)展。

        對(duì)昌九城際的樂(lè)化、永修等特大橋建立單元,應(yīng)用系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)歸集功能得到各大橋單元近期動(dòng)態(tài)檢測(cè)指標(biāo)。圖5是近期各特大橋單元TQI平均值指標(biāo)的變化對(duì)比,從中可以看出,大多數(shù)特大橋單元的區(qū)段質(zhì)量在今年穩(wěn)步提高,其中十里特大橋尤為明顯,而博陽(yáng)河特大橋的區(qū)段質(zhì)量則有所下降,應(yīng)當(dāng)引起維修部門的重視。

        圖5 昌九城際特大橋單元TQI平均值變化趨勢(shì)

        3 結(jié)語(yǔ)

        軌道動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理系統(tǒng)已在南昌鐵路局得到應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了大量動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的集中管理,該系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析功能可滿足路局、站段、車間不同用戶對(duì)于動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)的日常分析需求,波形綜合分析軟件的里程校核、多次歷史對(duì)比分析等功能為工務(wù)段、車間對(duì)軌道幾何狀態(tài)的精細(xì)化管理提供了技術(shù)支持,單元化質(zhì)量管理為工務(wù)維修精細(xì)化管理提供了新的手段。

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        [2]鐵道部運(yùn)輸局.京津城際鐵路運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理[M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2009.

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