[发明专利]一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法

说明书

本发明公开了一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法，该方法包括以下步骤：一、单轴陀螺仪的安装；二、单轴陀螺仪输出的角速度的采集；三、单轴陀螺仪输出的角速度的处理；四、铁轨不平顺性数据的获取。本发明方法步骤简单，设计合理，仅需要单轴陀螺仪和里程计，工程实施难度小，通过零点纠正和滤波保证了测量精度，可广泛应用于各种铁路轨道的测量，实用性强。

技术领域

本发明属于铁轨形变测量技术领域，尤其是涉及一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法。

背景技术

铁轨是列车运动的基础，铁路列车在运动时是由轨道来导向的。铁轨的各个参数是否符合要求，关系到列车运动的安全以及旅客的舒适度。铁路线路在机车车辆动力作用和自然侵蚀的影响下，不仅发生弹性变形(即载荷离去后线路仍恢复原状)，而且产生永久变形。其中永久变形又可分为两类：一类是几何位置的改变，如线路爬行、方向不良、轨距扩大与缩小等；另一类是铁轨各部分的磨损，如钢轨的磨损等。永久变形的存在，不仅影响列车的高速、平稳运动，而且当这种变形积累超过一定限度后，还将大大降低线路的强度和稳定性，严重威胁行车安全。一般而言，铁轨平顺状态由高低不平顺、横向不平顺、复合不平顺、长波不平顺等组成。

检查铁轨几何状态是确保铁路行车安全的一个重要环节。铁轨检查方法总体上可分为动态检查与静态检查二大类，二者评价目标不同，管理上形成互补关系，不能相互替代。动态检查的对象是线路在机车荷重和动态作用力的作用下轮轨系统的复合状态，它能够反映线路最终的平顺性效果，但并不能区分所检测到的线路不平顺究竟是受线路几何状态，还是路基、道床，甚至是机车自身特性的影响，不能直接指导线路的养护或维修作业。能够完成动态轨检的现代化装备主要有：1)铁轨动态检查车、铁轨确认车等，技术先进、应用效果好。我国的大型轨检车技术与国际水平基本同步，但由于大型轨检车系统造价昂贵、运动成本大，而且必须在已经开通的线路上运动，灵活性不足。2)晃车仪等小型电子仪器。这一类仪器成本低，但定性检查的性质比较明显，定量分析准确性不够。

静态检查的对象是线路在无荷载作用时的铁轨几何状态，其检查结果可直接用于指导线路养护维修作业。按铁道部线路养护维修规则要求，线路静态检查必须按固定周期强制进行的。长期以来，我国铁轨静态检查手段比较落后，至今普遍使用的仍是“道尺+人工弦绳+人工报表”的检查模式，器具效率低、工人劳动强度大、检测精度和数据完成性差、信息传递速度慢。因此，需要一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法，仅需要单轴陀螺仪和里程计，工程实施难度小，通过零点纠正和滤波保证了测量精度，可广泛应用于各种铁路轨道的测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法，其方法步骤简单，设计合理，仅需要单轴陀螺仪和里程计，工程实施难度小，通过零点纠正和滤波保证了测量精度，可广泛应用于各种铁路轨道的测量，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于单轴陀螺的铁轨高低不平顺测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、单轴陀螺仪的安装：

步骤101、将单轴陀螺仪固定安装在轨检车上；其中，所述单轴陀螺仪的测量轴和所述轨检车的运动方向之间的夹角为0°或180°；

步骤102、将安装有单轴陀螺仪的轨检车放置在待测铁轨上；

步骤二、单轴陀螺仪输出的角速度的采集：

步骤201、轨检车第a次静止5min～10min；其中，轨检车的速度和角速度均为零；a为正整数，且a≥1；

步骤202、轨检车第a次静止时，数据处理器按照预先设定的静止采样时间，对所述单轴陀螺仪输出的角速度进行采集，并将采集到的角速度发送至数据处理器；