[发明专利]一种列车轮对在线监测系统误差溯源校正方法

摘要

本发明公开了一种列车轮对在线监测系统误差溯源校正方法，其通过步骤一用测量仪器测量样板轮对的直径与轮缘高度作为标准数据，并通过步骤二用列车轮对在线监测系统测量样板轮对的直径、轮缘高度、低点弦长、高点弦长和钢轨沉降；通过步骤三来判定列车轮对在线监测系统是否需要进行校正；无需进行校正时，每隔15天重复步骤二和三，需要进行校正时，通过步骤四和五来对列车轮对在线监测系统的预设参数进行校正修改，并重新进入步骤一来更新用于本校正方法的标准数据，从而实现了对列车轮对在线监测系统的校正。本发明能够实现对列车轮对在线监测系统的校正，具有校正精度高、校正周期长、对列车正常运行影响小的优点。

主权项

一种列车轮对在线监测系统误差溯源校正方法，所述列车轮对在线监测系统预设有左侧低点弦高预设值H1Z、左侧高点弦高预设值H2Z、左侧弦距预设hZ＝H2Z‑H1Z、右侧低点弦高预设值H1Y、右侧高点弦高预设值H2Y和右侧弦距预设值hY＝H2Y‑H1Y，并能通过在运行中的列车车轮(1)轮辋内侧面上投射两个位于高位置水平线上的激光点和两个位于低位置水平线上的激光点实时在线测得所述列车车轮(1)的低点弦长L1和高点弦长L2，通过设置于钢轨下方的涡流传感器测得钢轨动态沉降F，并且，所述列车轮对在线监测系统依据下述公式一至公式四计算出所述列车车轮(1)的轮缘高度H和直径D，其中，左侧弦距预设hZ和右侧弦距预设值hY均为正数，当所述列车车轮(1)为左侧车轮时，下述公式一至公式四中的低点弦高H1、高点弦高H2和弦距h分别取值为所述左侧低点弦高预设值H1Z、左侧高点弦高预设值H2Z和左侧弦距预设hZ，当所述列车车轮(1)为右侧车轮时，下述公式一至公式四中的低点弦高H1、高点弦高H2和弦距h分别取值为所述右侧低点弦高预设值H1Y、右侧高点弦高预设值H2Y和右侧弦距预设值hY，所述低点弦高H1为所述列车轨道(3)处于静态时的轨面(PGQ)与低位置水平线之间的距离，所述高点弦高H2为所述列车轨道(3)处于静态时的轨面(PGQ)与高位置水平线之间的距离，所述低点弦长L1为低位置水平线在所述列车车轮(1)轮辋内侧面上所形成弦(AB)的弦长半长，所述高点弦长L2为高位置水平线在所述列车车轮(1)轮辋内侧面上所形成弦(CD)的弦长半长，所述钢轨动态沉降F为列车轮对在线监测系统对所述列车车轮(1)进行测量时所述列车轨道(3)受列车车轮(1)下压作用力而产生变形的最大变形幅度，H＝R‑D2‑H2‑F        [公式三]D＝2*(R‑H)          [公式四]式中，D2为所述列车车轮(1)的高点弦心距，R为所述列车车轮(1)的车轮顶点圆半径，H为所述列车车轮(1)的轮缘高度，D为所述列车车轮(1)的直径；其特征在于：所述的误差溯源校正方法包括：步骤一、首先在所述列车轮对在线监测系统所应用的列车中选取至少两列列车，并在选出的每一列列车中均选取一节车厢的轮对作为样板轮对，再用测量仪器测量每一个所述样板轮对的直径与轮缘高度，并且，在完成该测量步骤的15天之内进入步骤二，其中，所述样板轮对的总数量为N，N为大于1的正整数，用测量仪器测量N个样板轮对得到的参数记录如下：第i对样板轮对的左侧车轮直径和右侧车轮直径分别记录为DZQ_i和DYQ_i、左侧车轮轮缘高度和右侧车轮轮缘高度分别记录为HZQ_i和HYQ_i，1≤i≤N且i为正整数；步骤二、用所述列车轮对在线监测系统测量列车在正向运行和反向运行时每一个所述样板轮对的直径、轮缘高度、低点弦长、高点弦长和钢轨动态沉降并进入步骤三，其中，用所述列车轮对在线监测系统在列车正向运行时测量N个样板轮对得到的参数记录如下：第i对样板轮对的左侧车轮直径和右侧车轮直径分别记录为DZX_i和DYX_i、左侧车轮轮缘高度和右侧车轮轮缘高度分别记录为HZX_i和HYX_i、左侧车轮低点弦长和右侧车轮低点弦长分别记录为L1Z_i和L1Y_i、左侧车轮高点弦长和右侧车轮高点弦长分别记录为L2Z_i和L2Y_i、左侧车轮钢轨动态沉降和右侧车轮钢轨动态沉降分别记录为FZ_i和FY_i；用所述列车轮对在线监测系统在列车反向运行时测量N个样板轮对得到的参数记录如下：第i对样板轮对的左侧车轮直径和右侧车轮直径分别记录为DZX′_i和DYX′_i、左侧车轮轮缘高度和右侧车轮轮缘高度分别记录为HZX′_i和HYX′_i、左侧车轮低点弦长和右侧车轮低点弦长分别记录为L1Z′_i、和L1Y′_i、左侧车轮高点弦长和右侧车轮高点弦长分别记录为L2Z′_i和L2Y′_i、左侧车轮钢轨动态沉降和右侧车轮钢轨动态沉降分别记录为FZ′_i和FY′_i；步骤三、计算误差$\mathrm{\σ}1=\sqrt{\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{({\mathrm{DZX}}_i-{\mathrm{DZQ}}_i)}^2+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{({\mathrm{DYX}}_i-{\mathrm{DYQ}}_i)}^2}{2N}}$和$\mathrm{\σ}2=\sqrt{\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{({{\mathrm{DZX}}^{,}}_i-{\mathrm{DZQ}}_i)}^2+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N{({{\mathrm{DYX}}^{,}}_i-{\mathrm{DYQ}}_i)}^2}{2N}},$如果σ1和σ2中至少有一个的计算结果在0.2mm以上，则判断所述列车轮对在线监测系统需要进行校正，进入步骤四；如果σ1和σ2均小于0.2mm，则判断所述列车轮对在线监测系统无需进行校正，间隔15天再次进入所述步骤二；步骤四、按照以下公式五至公式十二分别计算：在列车正向运行时和列车反向运行时，每一对所述样板轮对的左侧车轮低点弦高、左侧车轮高点弦高、右侧车轮低点弦高和右侧车轮高点弦高，并在计算完成后进入步骤五；式中，H1Z_i和H1Y_i分别为在列车正向运行时所述第i对样板轮对的左侧车轮低点弦高和右侧车轮低点弦高，H1Z′_i和H1Y′_i分别为在列车反向运行时所述第i对样板轮对的左侧车轮低点弦高和右侧车轮低点弦高；步骤五、按照以下公式十三至公式十八分别计算左侧低点弦高校正值左侧高点弦高校正值左侧弦距校正值右侧低点弦高校正值右侧高点弦高校正值和右侧弦距校正值并将所述列车轮对在线监测系统预设的左侧低点弦高预设值H1Z、左侧高点弦高预设值H2Z、左侧弦距预设hZ＝H2Z‑H1Z、右侧低点弦高预设值H1Y、右侧高点弦高预设值H2Y和右侧弦距预设值hY的取值分别修改为对应的校正值，完成对所述列车轮对在线监测系统的误差溯源校正，并再次进入所述步骤一；$\stackrel{\‾}{H1Z}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H1Z_i+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H1{Y^{\′}}_i}{2N}$             [公式十三]$\stackrel{\‾}{H2Z}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H2Z_i+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H2{Y^{\′}}_i}{2N}$          [公式十四]$\stackrel{\‾}{hZ}=\stackrel{\‾}{H2Z}-\stackrel{\‾}{H1Z}$             [公式十五]$\stackrel{\‾}{H1Y}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H1Y_i+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H1{Z^{\′}}_i}{2N}$          [公式十六]$\stackrel{\‾}{H2Y}=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H2Y_i+{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N}H2{Z^{\′}}_i}{2N}$             [公式十七]$\stackrel{\‾}{hY}=\stackrel{\‾}{H2Y}-\stackrel{\‾}{H1Y}$             [公式十八]。