[发明专利]一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法

说明书

本发明公开一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法，首先根据钢轨实测廓形、目标廓形和个性化模式库，计算打磨前钢轨廓形等效偏差指数；进一步根据金属切削理论计算各模式打磨后的钢轨廓形、等效偏差指数和最大负偏差。随后根据每遍打磨后钢轨等效偏差指数逐步降低和最大负偏差值不超过允许值的约束条件，初步筛选出满足要求的打磨模式，并根据等效偏差指数最低原则确定最优打磨模式，且获取每遍打磨模式编号。最终，确定每遍打磨后的钢轨廓形及等效偏差指数。通过上述方法计算各遍打磨模式及打磨后钢轨廓形；最终确定打磨方案及预测每遍打磨后的钢轨廓形。本发明能够便捷高效的设计钢轨廓形打磨方案，并预测打磨后的钢轨廓形。

技术领域

本发明属于钢轨打磨技术领域，涉及一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法。

背景技术

随着经济社会的不断发展，我国铁路网规模不断扩大完善，铁路运营也在朝着“高速化、大运量”方向快速发展，这对铁路养护维修提出了更高的要求。钢轨作为轨道结构的核心重要部件，承受和传递列车施加的复杂多变荷载，并为列车提供导向作用。随着上道时间的增加，钢轨服役状态逐渐劣化，将导致钢轨廓形状态不良，进而诱发病害的产生和恶化。钢轨廓形和病害如果不能得到及时有效的治理，可引起抖车晃车，严重时将危及行车安全，并花费高昂的养护维修费用。

钢轨廓形打磨是修复钢轨廓形，治理服役状态下钢轨病害的有效手段，能够从根源上控制病害的产生和发展，延长钢轨使用寿命。目前，国内外普遍采用大型打磨列车和小型打磨设备进行钢轨打磨作业，打磨前均需要进行方案设计。打磨方案是指导现场打磨作业的重要依据，如果打磨方案设计不合理，将直接影响打磨质量，打磨效果难以保障。

发明内容

针对以上问题，为对现场打磨作业形成有效指导，保证打磨质量，本发明提出了一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法，可根据钢轨实测廓形、目标廓形和个性化模式库，采用一定的数学算法，能够便捷高效的设计钢轨廓形打磨方案，并预测打磨后的钢轨廓形。

本发明提出了一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法，通过下述步骤实现：

步骤1：按磨削量最小原则将钢轨测量廓形与打磨目标廓形对齐。

步骤2：根据打磨车打磨模式要求，编制个性化打磨模式库，或直接采用打磨车内置的模式库。

步骤3：根据打磨前钢轨测量廓形、目标廓形，计算打磨前钢轨形等效偏差指数。

步骤4：在打磨前钢轨廓形基础上分别计算各模式打磨后的钢轨廓形、等效偏差指数和最大负偏差。

步骤5：根据每遍打磨后钢轨等效偏差指数逐步降低和最大负偏差值不超过允许值的约束条件，初步筛选出满足要求的打磨模式。

步骤6：根据等效偏差指数最低原则确定最优打磨模式，并获取每遍打磨模式编号。

步骤7：根据步骤6确定的最优打磨模式，确定每遍打磨后的钢轨廓形及等效偏差指数。

步骤8：依次循环执行前述步骤3～7，计算各遍打磨模式及打磨后钢轨廓形，并记录需要打磨的遍数。

步骤9：确定打磨方案及并获得每遍打磨后的钢轨预测廓形。

本发明的优点在于：

1、打磨方案设计效率高，计算速度快。本发明创新性提出钢轨廓形等效偏差指数计算方法，并将其作为钢轨廓形打磨评价指标，计算方法简便，且能有效表征钢轨廓形打磨的必要程度。同时，还设置了合理的模式初步筛选约束条件和打磨计算终止条件，避免了过度计算。

2、能够准确预测打磨后的钢轨廓形，有效指导打磨作业。本发明在确定每遍打磨模式的同时，能够计算每遍打磨后的钢轨廓形，有助于强化打磨作业的过程预测和控制，可为打磨作业现场实施和方案优化提供参考。