[发明专利]一种双轨组合约束的无砟轨道精调量优化方法

说明书

本发明公开了一种双轨组合约束的无砟轨道精调量优化方法。将平顺性约束引入精调方案制定环节，将基准轨与非基准轨融合为一体构建约束方程，综合约束左右轨的轨向、高低、水平、轨距和扭曲不平顺，以双轨整体空间调整量为计算目标，遵循整体调整量最小原则建立双轨组合约束的轨道精调量优化模型，依据最优化理论同时求解双轨最优精调量，从而完成了无砟轨道双轨精调优化方案的自动化制定，依据该方案同时调整基准轨与非基准轨，可充分控制双轨平顺性状态。本方法可以弥补传统无砟轨道精调方法平顺性不足的缺陷，特别是在自动化制定精调方案和整治非基准轨不平顺方面，进一步提高了无砟轨道精调方案制定效率和合理性。

技术领域

本发明涉及铁路工程技术领域和最优化处理，特别是涉及一种双轨组合约束的无砟轨道精调量优化方法。

背景技术

无砟轨道精调作业是保证高速铁路无砟轨道几何状态高平顺性、高稳定性的关键，传统精调作业方法首先采用轨道检查仪采集轨道内外部几何形位数据，然后依靠配套的内业处理软件进行模拟调整，制定基准轨的扣件调整方案。现场施工人员遵循“先轨向后轨距、先高低后水平”的作业流程，依照扣件调整方案对基准轨实施作业，并根据轨距、水平、扭曲等参数调整非基准轨，从而实现了无砟轨道不平顺的整治。

传统精调作业方法在方案制定环节过于依赖技术人员的设计经验，模拟调整过程往往需要反复尝试，容易造成优化结果不满足平顺性需求，制约了基准轨精调作业效果。此外，传统作业流程仅依靠轨距、水平等参数约束非基准轨，作业精度有限，实际调整作业后的非基准轨几何形位状态相较基准轨明显较差，不利于非基准轨高平顺性的实现。亟需探索更有效的无砟轨道精调量计算方法，综合考虑基准轨与非基准轨的组合平顺性关系，弥补调整后左右轨之间的平顺性差异，减弱人为因素对精调作业的不利影响。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种双轨组合约束的无砟轨道精调量优化方法，本发明所要解决的技术问题是：确定左右轨平纵断面偏差量和平顺性管理标准，将平顺性约束引入精调方案制定环节，建立双轨组合约束的轨道精调量优化方法，同时计算两根钢轨的最优精确调整量，对进一步提高无砟轨道精调作业效果、充分控制双轨平顺性状态提供参考。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种双轨组合约束的无砟轨道精调量优化方法，所述方法以控制基准轨和非基准轨的平顺性状态作为目标计算扣件拟调整量，具体包括以下步骤：

无砟轨道的钢轨部分包括：左轨和右轨，精调作业规定：左轨为基准轨，右轨为非基准轨，因此，基准轨与非基准轨可合称为左右轨。

A．测量无砟轨道基准轨和非基准轨三维坐标，对比轨道设计位置三维坐标，得到基准轨与非基准轨的平纵断面偏差量；由平纵断面偏差量判定各项轨道不平顺大小，综合考虑维修规范和施工人员技术经验，确定待调整线路的各项轨道不平顺管理值。

B．设定基础优化单元，结合步骤A得到的平纵断面偏差量和各项轨道不平顺管理值，分别建立轨向、高低、水平、扭曲和轨距不平顺约束方程，控制基准轨与非基准轨几何形位。

C．整合基础优化单元内轨向、高低、水平、扭曲和轨距不平顺约束方程，构建双轨组合约束精调量优化模型，所述双轨组合约束精调量优化模型包括：目标函数、多项不平顺联合约束方程和矩阵不等式；通过双轨组合约束精调量优化模型计算基准轨和非基准轨扣件拟调整量，制定无砟轨道精调量优化方案。

D．根据步骤C制定的无砟轨道精调量优化方案进行模拟调整，保证无砟轨道轨向、高低、水平、轨距和扭曲的平顺性状态满足各项轨道不平顺管理值。

在上述方案的基础上，步骤A所述的各项轨道不平顺包括：轨向不平顺、高低不平顺、水平不平顺、扭曲不平顺和轨距不平顺，其中，轨向包括：左轨向和右轨向；高低包括：左高低、右高低；所述各项轨道不平顺管理值包括：轨向不平顺管理值、高低不平顺管理值、水平不平顺管理值、扭曲不平顺管理值和轨距不平顺管理值。