[發明專利]鋼軌波磨動態測量方法

有效

• 申請號: 201810863148.6
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN109017867B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 馬子驥;劉微;董艷茹;劉宏立;黃佩
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: B61K9/08
• 分類號: B61K9/08;G01B11/30
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

本發明公開了一種鋼軌波磨動態測量方法，包括：(1)利用多個測量輪廓的軌顎點連線平行于軌道縱向的特點來構建垂直于軌道縱向的輔助平面，將測量輪廓投影到該輔助面上進行失真校準。(2)通過分層的輪廓配準與參考輪廓逐步準確對齊。(3)利用軌腰圓弧圓心距波磨測點沿軌距方向的距離為固定值的特點來精確定位該測點，并將兩者垂直方向上的距離作為該斷面的波磨值。該方法能有效解決鋼軌波磨動態檢測方法精度較低的問題。

技術領域

本發明涉及鋼軌測量領域，特別是一種鋼軌波磨動態測量方法。

背景技術

鋼軌投入使用后，軌道踏面上沿縱向出現的規律性凸凹不平順現象被稱為鋼軌波浪形磨耗，簡稱鋼軌波磨。鋼軌波磨是引起列車運行時產生嘯叫、輪軌在固有頻率范圍內產生接觸共振的主要原因之一，它加劇軌道結構部件的傷損并危及行車安全。因此，高精度的鋼軌波磨動態檢測技術是鐵路運輸安全的重要保障。

目前，鋼軌波磨的測量方法主要有三種：人工卡尺法、慣性基準法和弦測法。人工卡尺法通過一個與軌道表面接觸的游標卡尺沿1m直尺走形帶內的高低起伏變化，作為該段位置的波磨曲線。這種方法效率太低，且直尺與軌道表面接觸零點的位置，受到鋼軌變形以及表面傷損的影響，通常不在同一水平面上，從而影響了測量精度。慣性基準法通常用于高速軌檢車上，它在車體上安裝加速度計，在軸箱上安裝光電位移計，測量軸箱相對加速度固定點的位移來作為該點的波磨。該方法可以精確描繪波長從100mm到50m的鋼軌波磨，但測量精度受行車速度、車輪踏面不平順的影響較大。弦測法利用多個位移傳感器構造出的弦測值與波磨值間的固有傳遞函數關系，通過設計相應的逆濾波器來對弦測值進行二次處理，使得輸出波形逼近軌道波磨的真實面貌。和慣性基準法相比，其測量值不受車體運行速度的影響，但由于車體行進過程中可能發生的多自由度隨機振動，難以保證測量點始終位于軌頂有效范圍內。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種鋼軌波磨動態測量方法，

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種鋼軌波磨動態測量方法，包括以下步驟：

1)提取多個鋼軌斷面輪廓；

2)構建垂直于軌道縱向的輔助平面；

3)將鋼軌斷面輪廓投影到所述輔助平面上消除輪廓失真，從而獲得準確的斷面廓形；

4)通過分層的輪廓配準，將準確的斷面廓形與參考輪廓逐步準確對齊；

5)精確定位波磨測點，并取得斷面輪廓的波磨值；

6)重復步驟1)～5)，沿軌道縱向依次采樣得到不同位置的波磨值后，相連即得到待測鋼軌的波磨值。

步驟1)中，采用Steger法對鋼軌圖像進行光條中心亞像素圖像坐標提取，并最終完成從像素坐標系到世界坐標或相機坐標系的三維重建過程。

步驟2)中，在構造好的三維坐標中利用多個斷面輪廓的軌顎點連線平行于軌道縱向的特點構造垂直于軌道縱向的輔助平面。

步驟3)的具體實現過程包括：