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轨道不平顺检测评价及预测综述摘要：近年来，高速铁路的快速发展对轨道平顺性提出了新的要求。
轨道平顺性对行车安全、乘坐舒适性、轨道寿命及环境噪声等具有重要影响。
轨道不平顺的峰值超限可能会引起列车的爬轨和脱轨，对行车安全构成极大危害，同时也是各国现有线路养护维修常用的基本评价指标，基于此，本篇文章对轨道不平顺检测评价及预测进行研究，以供参考。
关键词：轨道；不平顺检测；评价引言我国轨道交通发展迅速，截至2021年底，铁路运营总里程突破15万km，高铁运营里程突破4万km，城轨投运线路总长度达9191.62km。
随着运营年限的积累，由轨道不平顺引起的运营安全及品质问题愈发凸显。
轨道不平顺指轨道结构的几何形位、基本尺寸与理想轨道结构之间的偏差，是造成机车车辆和轨道结构振动与破坏的重要原因之一，直接影响列车运行的安全性和舒适性。
在此，从轨道不平顺类型、检测技术、分析评价及预测方法等方面详细论述轨道不平顺的研究现况。
1.轨道不平顺参数钢轨在高低和轨向方向与设计位置的几何偏差叫做轨道不平顺。
轨道不平顺若超出规定值会严重影响列车运行，是车辆震动的主要根源。
轨道不平顺参数主要包括轨距、轨向不平顺和高低不平顺。
对于轨道测量的快速性与准确性指标来说,现有的测量方案已经能很容易的满足指标要求,而高精度轨向不平顺和高低不平顺的测量则成为轨道几何参数测量的关键问题,其须满足亚毫米级的测量需要。
2.轨道不平顺识别效果影响因素分析在实际过程中，轨道不平顺的识别效果受到众多因素的影响。
如载重变化、长期运营中造成的磨损等导致的车辆参数偏移、列车运行速度的变化以及传感器工作环境的变化等。
本节对这些客观因素进行了模拟，分析其对轨道不平顺识别效果的影响。
假设车体质量，一、二系悬挂刚度及阻尼等参数存在±20%的偏差。
结果表明，车体质量偏差对识别效果影响较小，一、二系悬挂刚度分别影响波长范围1~4m内与10m左右不平顺的识别效果，一、二系悬挂阻尼分别影响波长1m左右与3m左右不平顺的识别效果。
一种基于车体加速度响应的铁路轨道不平顺
预测方法及装置
铁路轨道不平顺是造成列车运行噪音和振动的主要因素之一，因此对轨道不平顺进行预测和监测非常重要。
目前，基于车体加速度响应的轨道不平顺预测方法已经得到了广泛应用。
本文将介绍这种预测方法及相应的装置。
一、原理
这种预测方法基于以下原理：当列车通过轨道时，车体会受到轨道不平顺的影响，从而产生加速度响应。
而轨道不平顺是由轨道几何形状和轨道表面质量等因素共同影响的。
因此，通过对车体加速度响应进行分析，可以预测轨道的不平顺情况。
二、装置
为了实现这种预测方法，需要使用一种装置，即车载加速度仪。
这种仪器可以测量车体在不同位置和时间的加速度响应，并将所得数据进行处理和分析，得出轨道的不平顺预测结果。
另外，为了保障测量数据的准确性和可靠性，车载加速度仪还需要配合其他多种传感器装置使用。
三、应用
不平顺轨道会对列车的运行安全和舒适性产生不良影响。
因此，铁路部门可以使用基于车体加速度响应的轨道不平顺预测方法，对轨道进行预判，及时维修或更换损坏的轨道段，确保列车运行的安全和舒适性。
此外，这种方法还可以提高铁路维护和管理的效率，为铁路运输
带来更大的经济效益。
四、总结
基于车体加速度响应的铁路轨道不平顺预测方法及装置是一种非常重要的技术手段，可以帮助铁路部门实现对轨道的快速、准确预测和监测。
同时，这种方法还可以提高铁路的运行安全和舒适性，对保障铁路运输起到重要作用。
影响轨道不平顺质量指数因素解析摘要：随着高速发展的铁路运输，快速重载列车的普遍开行导致了增加线路的维修次数，轨道状态的恶化，而逐渐递增的铁路运营里程也使轨道线路养护人员的工作量大幅度提高，这提出了严峻的挑战对铁路工务部门。
进行预测轨道不平顺的发展对轨道质量状态的恶化情况可以监控，从而提高科学管理水平、合理安排维修计划，保证线路的平顺性和安全性。
本论文对轨道不平顺质量指数TQI(Track Quality Index，简称TQI)的定义和计算方法进行叙述，并列举影响TQI 几种常见因素，分析其对TQI的影响，最终建议管理者理性看待TQI，合理的做出对线路的整体评价。
关键词：轨道不平顺质量指数；TQI；轨检车引言轨道不平顺质量指数(以下简称TQI)-是采用数学统计方法描述区段轨道整体质量状态的综合指标和评价方法。
轨道动态几何检测数据-指的是由轨道检查车通过检测系统（1型、2型、3型轨检车主要采用弦测法，4型轨检车主要采用惯性基准法，5型轨检车主要采用激光摄像系统，6型轨检车采用激光高速数字摄像系统；以及转向架上的加速度计或装置于车体轴箱，光电编码器。
）所采集并计算得出的轨距、高低、水平、轨向、曲线超高、三角坑等车体加速度和轨道几何数据、车辆运行速度等数据。
一、轨道不平顺质量指数概述（一）、TQI定义采用数学统计方法描述区段轨道整体质量状态的评价方法和综合指标就是轨道不平顺质量指数(TQI)。
运用TQI管理和评价轨道状态，是单一幅值扣分评判轨道质量方法的补充，为科学制定线路维修计划，提高轨道检测数据综合应用水平，提供科学依据来保证轨道状态的均衡发展。
（二）、TQI的物理意义TQI是高低、轨向、轨距、水平和三角坑的动态检测数据的统计结果，该值的大小与轨道状态平顺性密切相关，表明200m区段轨道状态离散的程度，即数值越大，表明轨道的平顺程度越差、波动性也越大。
各单项轨道不平顺的统计值，同样也反映出该项轨道状态的平顺程度。
轨道复合不平顺的分析与整治轨道复合不平顺是指铁路轨道同一地点存在多种病害或相邻地点存在连续多处同一种病害。
轨道复合不平顺比轨道单项不平顺对行车安全威胁性更大，对于此类病害应引起高度重视，特别是在铁路第六次提速区段，建议将此类病害提级处理，即一级病害按二级及以上病害处理；二级病害按三级及以上病害处理。
迄今为止，我国铁路尚未对轨道复合不平顺规定过安全标准值，但是因其对行车安全威胁性大，有必要对其加以探讨。
轨道复合不平顺的形式很多，按照引起机车车辆横向力、垂向力复合方式不同，分为逆相位复合不平顺、顺相位复合不平顺、谐波振动复合不平顺等主要三种形式。
一、轨向、水平逆相位复合不平顺当存在轨道方向不平顺引起的车辆横向力与轨道水平不平顺引起的车辆横向力作用一致时（如图1所示：方向为正，水平为负），为轨道轨向、水平逆相位复合不平顺，对列车运行安全威胁最大。
图1 轨向与水平逆相位复合不平顺示意图1、轨道方向复合复合不平顺的计算公式如下：△y = ∣y―1.4△ h∣（公式1）式中：△y ---方向不平顺复合值y ----- 方向不平顺值△h --- 水平不平顺值2、轨道轨向、水平逆相位复合不平顺对行车安全指标的影响我们直接引用西南交通大学翟婉明教授著《车辆—轨道耦合动力学》对此项病害的计算结果（见表1）。
需要说明的是，这里选用的是一个波长为10米的方向不平顺，对应波长为12.5米的水平不平顺的逆相位复合不平顺。
表1：轨道复合不平顺对行车安全指标的影响表中：△h ----水平不平顺值y ----- 方向不平顺值P ------ 轮轨垂向作用力Q ------ 轮轴横向水平力Q/P ------ 脱轨系数△P/P ----轮重减载率a cy--------- 方向不平顺引起的水平加速度a c△h ------- 水平不平顺引起的水平加速度从表中可以看出，对轨道水平和方向逆相位复合不平顺安全限值起主控作用的动力学系数是轮重减载率，将轮重减载率静态指标控制为≤0.60，准静态指标控制为≤0.65，动态指标控制为≤0.80，脱轨系数动态指标控制为≤0.80。
客货共线无砟轨道平顺状态预测模型马帅;高亮;刘秀波;蔡小培【摘要】客货共线无砟轨道的轨道质量指数(TQI)具有随时间长期缓慢变化并伴随平稳波动的特点,而现有的预测模型难以预测这种变化.基于小波和时间序列分析预测方法,提出ARMA-BP神经网络和ARMA-SVR预测模型.通过小波分析将TQI时间序列分解为高频和低频2个部分,采用ARMA模型对高频部分建模,分别采用BP 神经网络和支持向量回归SVR模型对低频部分建模,最后对高频和低频进行综合预测.此方法可根据具体情况对具有不同特性的TQI时间序列进行针对性建模,提高预测精度.运用此方法对包西线和太中线10个无砟轨道区段TQI时间序列进行预测,结果表明:ARMA-BP神经网络与ARMA-SVR的建模精度平均值分别为98.1％和98.5％,后验差分别为0.31和0.21,均达到1级;前者对已知数据的拟合精度高,而后者对未知数据预测能力较强、泛化能力更突出.【期刊名称】《中国铁道科学》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】8页(P24-31)【关键词】客货共线;无砟轨道;平顺状态;预测模型;轨道质量指数;支持向量回归(SVR);BP神经网络;小波分解【作者】马帅;高亮;刘秀波;蔡小培【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所,北京 100081;北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044【正文语种】中文【中图分类】U213.2+44我国客货共线铁路正线一般采用有砟轨道、长大隧道一般采用无砟轨道。
对于客货共线无砟轨道，由于开行货运列车，运营条件和环境比客运专线无砟轨道或有砟轨道差，而在结构和力学性能上与客货共线有砟轨道也存在显著差异；即使在相同的外界环境下，4种不同条件下轨道结构的平顺状态也将呈现不同的发展规律。
因此，有必要针对客货共线无砟轨道建立轨道平顺状态预测模型，为制定合理维修计划奠定基础。
轨道不平顺检测数据的预处理方法分析李再帏;雷晓燕;高亮【摘要】针对数据异常值、低频趋势项以及里程漂移三方面偏差展开分析，采用拉依达准则、轨道不平顺变化率法、EMD高通滤波法和灰色关联度法对检测数据偏差进行处理。
结果表明：去除异常值时应首选轨道不平顺变化率法；采用EMD 高通滤波的方法可以有效地去除轨道不平顺检测数据中低频趋势项；灰色关联度的方法可以较好地解决多次检查数据里程漂移的问题。
最后，采用MATLAB的GUI 开发轨道不平顺预处理模块软件，实例分析证明了该软件的有效性。
建议推广使用这些数据预处理方法，以提高我国轨道状态养护维修效率和管理技术水平。
%Three kinds of deviation,outliers,the low frequency trend term and mileage drift,were analyzed in this paper.PauTa rule,changing rate method of track irregularity,empirical mode decomposition approach and gray correlation analysis method were applied to process deviation of measured data.The results show that track irregularity changing rate method is the best way to remove outliers,and empirical mode decomposition approach is the best way to eliminate the low frequency trend term,while gray correlation analysis way is the best means to resolve mileage drift.At last,preprocessing software of track irregularity measured data was exploited by using GUI technology of MATLAB.The example shows the validity of the developed software.It is recommended that these data preprocessing methods should be popularized in order to improve the efficiency and management level of maintenance and repair of the rail track.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P43-47)【关键词】轨道不平顺;数据预处理;经验模态分解;灰色关联法【作者】李再帏;雷晓燕;高亮【作者单位】北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044; 华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，江西南昌330013; 上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海201620;华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，江西南昌330013;北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044【正文语种】中文【中图分类】U213.313轨道不平顺是轮轨系统的主要激扰源，直接影响列车安全平稳的运行状态［1］。
企业技术开发2010年1月轨道平顺性综合分析系统的研究耿立雄１，陈宪麦２摘要：全面、合理地对轨道平顺状态进行评估是保证铁路安全运营的必要条件之一。
文章基于国内外轨道不平顺的研究进展,提出了轨道不平顺综合分析的思想,并采用系统功能模块化的设计思想,初步提出了一种用于轨道不平顺分析的综合系统。
该系统包括轨道不平顺数据采集、轨道不平顺既有技术分析、轨道不平顺功率谱密度分析、轨道不平顺时频分析、车辆信息分析、轨道不平顺发展趋势预测、轨道不平顺综合评定和线路不平顺维修计划共8个模块。
文章给出了一个实例,详细阐述了轨道不平顺功率谱密度分析模块的设计和实现,该模块包括轨道不平顺数据输入、轨道谱的计算、轨道谱的评判等3个小模块。
关键词：轨道不平顺；综合分析；系统；功率谱密度；轨道谱中图分类号：U213文献标识码：A文章编号：1006-8937（2010）01-0050-05（1.中铁五局集团第一工程有限责任公司，湖南长沙410117；2.中南大学土木建筑学院，湖南长沙410075）企业技术开发TECHNOLOGICAL DEVELOPMENT OF ENTERPRISE2010年1月Jan.2010收稿日期：2009-10-18作者简介：耿立雄（1979—），男，山西平遥人，大学本科，工程师，主要从事道路与铁道工程方面的研究工作。
Abstract:One of the necessary conditions of ensuring the safe run of railway is to evaluate rationally and all-roundly the regular situation of railway track.On the basis of the study progress on track spectrum,a synthetic analysis system was set up to analyze track irregularities by the design thought that system function was fulfilled through modules.The system contained 8modules,they were the data collect module of track irregularities,the analysis module of existing technology of track irregularities,the analysis module of power spectrum density (simplified as PSD )of track irregularities,time and frequency analysis modules on track irregularities,the analysis module of vehicles messages,the analysis of predicting the developing trend of track irregularities,the synthetic evaluation modules of track irregularities and the maintaining plans module of railway irregularities.An example was given,which was that the design and fulfillment of the analysis module of PSD of track irregularities were expounded.The module contains 3sub-modules,such as data input,calculation and evaluation of track spectrum.Keywords ：track irregularity ；synthetic analysis ；system ；power spectrum density ；track spectrumStudy on synthetic analysis system for track irregularityGENG Li-xiong 1，CHEN Xian-mai 2（１．Ｔｈｅ１ｓｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＵｎｄｅｒＣｈｉｎａＲａｉｌｗａｙＷＵＪＵ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１０１１７，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ４１００７５，Ｃｈｉｎａ）轨道不平顺是轮轨系统的激扰源，是引起机车车辆产生振动和轮轨动作用力的主要因素之一，轨道不平顺对列车的行车安全性、平稳性、车辆和轨道部件的寿命以及环境噪声等都有重要影响[1]。
