一种既有线有砟铁路轨道不平顺性的消缺方法与流程

本发明属于工程测绘技术领域，特别涉及一种铁路轨道检测技术。

背景技术：

《铁路工程测量规范》(tb10101-2009)颁布后，既有铁路有砟段才建立cpiii控制网。2009年前建设的铁路没有cpiii控制网，不能利用惯导小车等设备对轨道数据进行采集。随着惯导技术的进步，现有的惯导系统已经具备较高的精度，因此能够长距离的对轨道进行测量。在《一种轨道平顺性检测分析的方法》(专利公开号：cn109823362a)中详细叙述了120米进行自由设站的约束方法能够满足高精度的轨道测量需要。

现有技术：(1)采用gnss、全站仪等设备采集轨道中线坐标或者低轨高程，然后进行分析。(2)基于cpii、cpiii控制网，利用静态轨检小车或者惯导小车对轨道数据进行采集，然后分析出调整量。所有的这些方法都是基于控制网测量大量的轨道点，然后进行分析，即使是惯导小车仍需要120米设一次站。大多数既有线没有cpii、cpiii控制网，建立控制网需要时间跟成本。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种基于不依赖于cpii、cpiii控制网进行轨道不平顺性消缺方法。

本发明采用的技术方案为：一种既有线有砟铁路轨道不平顺性的消缺方法，包括：

s1、在既有线首先测量出起点的里程，每间隔1公里左右做标记，并测量出标志点的里程；

s2、采用具有双里程计设计的惯导小车采集轨道的相对信息，在标志点处停留并记录标志点里程信息，根据步骤s1测量得到的标志点的里程，对双里程计进行误差分配；

s3、根据步骤s2的误差分配结果，获得实测点的里程；

s4、以标志点处的平面和高程偏差为0点对轨道数据进行计算，获得轨道的实测线性；

s5、根据步骤s4获得的轨道的实测线性，得到大机需要的起道量和拨道量。

进一步地，步骤s1具体为：采用gnssrtk技术获得标记点的坐标，然后计算出该标记点的里程。

更进一步地，步骤s1计算的里程精度小于或等于2厘米。

进一步地，步骤s2还包括：分别对双里程计记录的所有标志点的里程求平均值，若双里程计各自平均值之间的差值大于0.5米，则对双里程计进行校正。

进一步地，所述双里程计测量精度为1/2000-1/1000。

进一步地，步骤s4还包括：在测量标记点里程时，同时测量标记点的平面和高程偏差，并采用其偏差对轨道测量数据进行约束。

本发明的有益效果：本发明的方法无需依赖cpii、cpiii控制网，即可达到快速测量既有线有砟轨道测量，为既有线有砟铁路轨道不平顺性的消缺提供依据；本发明的方法可大量节约cpiii控制网的建设和维护成本，提高有砟轨道既有线路轨道维护效率。

附图说明

图1为本发明的方案流程图；

图2为绝对测量与本发明方法获得的相对测量平面偏差对比图；

图3为绝对测量与本发明方法获得的相对测量高程偏差对比图；

图4为绝对测量平面模拟调整示意图；

图5为采用本发明方法获得的相对测量平面模拟调整示意图。

具体实施方式

为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容，下面结合附图对本发明内容进一步阐释。

如图1所示，本发明方法的测量过程包括以下步骤：

第一步：在既有线首先测量出起点的里程，每间隔1公里左右做标记并测量出其准确的里程，里程精度达到2厘米即可。具体的：本发明采用gnssrtk技术快速获得标记点的坐标，然后就可以计算出该标记点的准确里程。

理论上，只需要测量起点和终点的里程即可。考虑到后续可操作性，规定每1公里左右进行标记。《铁路工程测量规定》控制网变形的应控制每公里25mm以内，因此规定误差应小于等于2厘米，同时2厘米的测量精度很容易实现。

第二步：采用具有双里程计设计的惯导小车采集轨道的相对信息，在标志点处停留并记录标志点里程信息，若两里程计各自的所有标记点里程平均值之差超过0.5米，则里程计应该进行校正。

里程计的精度一般为1/2000-1/1000，即是说1公里的测量长度跟实际差0.5米至1米，由于采用同一型号的里程，一般来说两个不同的里程计测量1公里可以达到0.5米，因此针对采用同一型号的双里程计，本实施例中设定两个里程计平均里程差值大于0.5，则需要进行校正，用于保障后续实测点的里程测量的准确性。

本实施例的双里程计设计的惯导小车的里程测量为现有技术，可参考公告号为cn209553210u的专利申请。

第三步：对测量的里程差的误差进行分配，以获得轨道实测点的准确里程。里程计测量精度为1/2000-1/1000，即里程计每公里里程测量误差为0.5-1米；比如双里程计中，里程计1与里程计2测量的标志点实际1公里平均里程分别为999.5米与1000.5米，根据步骤一种标志点间隔实际长度为1000米，本实施例则对里程误差进行平均分配。

然后根据平均误差分配，采用双里程计测量得到实测点里程；本实施例中以某个实测点以平均误差分配计算其准确里程l的过程为例，进行说明：

k1＝(l1i+1-l1i)/(li+1-li)

k2＝(l2i+1-l2i)/(li+1-li)

l＝li+[(l1-l1i)]*k1+(l2-l2i)*k2/2

其中，k1表示里程计1的误差系数，k2表示里程计2的误差系数，li表示第i段标志点的标记里程；li+1表示第i+1段标志点的标记里程；l1i表示第i段标志点的里程计1测量的里程；l1i+1表示第i+1段标志点的里程计1测量的里程；l2i表示第i段标志点的里程计2测量的里程；l2i+1表示第i+1段标志点的里程计2测量的里程；l1表示某个实测点处里程计1测量的里程，l2表示某个实测点处里程计2测量的里程。

虽然步骤二中对平均里程误差超过0.5米的里程计已进行校正，但是由于任何测量都有误差，里程计也不例外，因此，本步骤通过对里程计测量里程误差进行再分配，能够使得实测里程更加准确。

第四步：以标志点处的平面和高程偏差为0点对轨道数据进行计算，获得轨道的实测线性；若在测量标记点里程时，同时测量标记点的平面和高程偏差，并采用其偏差对轨道测量数据进行约束，则获得的轨道实测线性准确性和可靠性更高。

在《一种轨道平顺性检测分析的方法》(专利公开号：cn109823362a)中详细叙述了120米，这里进行延长，因为我们关心的精度不一致。

第五步：利用sgj-i-tey-dps(著作权号：2017sr382209)软件对获测量数据进行分析，根据《轨道几何状态动态检测及评定》(tb/t3355-2014)的规定，小于或等于160km/h的线路，动态检测只检测42m波长高低和轨向，因此在数据分析中建议按照70m或100m波长对实测线性进行顺坡处理，若相邻波长特征点变化超过10mm，可根据图形进一步优化，然后给出大机需要的起道量和拨道量，实现给既有线有砟铁路轨道不平顺性进行消缺。

后面例子已经给出具体实现形式。拨道量是指测量的实测平面线性与即将拨道的目标线性的差值。起落道量是实测高程线性与目标高程线性的差值，拨道量、起落道量属于既有线整治的专用名词，为现有技术，本实施例中不做详细阐述。

例1：

在既有运营线某隧道采用惯导小车测量了绝对位置，同时采用本发明方法测量了纯相对位置，其位置平面差异对比如图2，高差差异对比如图3。

从图2、图3看，高程与平面走势基本一致。短波统计超限个数完全一致，在此不列，对300m长波进行统计，其见表1。

表1本发明方法获得的相对测量与绝对测量300米长波对比表

从表1可以看出，轨向与高低百分比之差均小于5％，可以认为本发明的相对测量与现有的绝对测量所测量的长波不平顺性一致。

以该段数据平面为例，现有技术的绝对测量平面模拟调整示意图4，本发明方法获得的相对测量平面模拟调整示意图5。

绝对测量与本发明方法获得的相对测量拨道量统计表如表2所示：

表2拨道量统计表

一般来说，拨道量小于30mm时，大机可以一次性拨到位。从上表可知，在10mm以内时，调整量差异基本没有，稳合度很好。以5毫米为统计界限，绝对测量与相对测量仅差6％，这是因为绝对测量多了一部分约束条件，但相对关系未发生变化，因此，本发明提出的一种既有铁路轨道不平顺性的消缺方法是可行的，可大量节约cpiii控制网的建设和维护成本，提高有砟轨道既有线路轨道维护效率。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

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