[發(fā)明專利]一種基于粒子群算法的軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011238831.4
• 申請(qǐng)日: 2020-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN112100929B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何慶;李晨鐘;馬玉松;王平;俞偉東;高天賜;王啟航;王曉明;高巖;汪建輝;利璐;孫華坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06F30/13;G06N3/00
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發(fā)明涉及軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于粒子群算法的軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法，包括以下步驟：一、導(dǎo)入不平順值、軌枕編號(hào)及里程坐標(biāo)；二、計(jì)算出水平、軌距、三角坑對(duì)應(yīng)的不平順值；三、對(duì)不平順值進(jìn)行插值處理，得到各編號(hào)軌枕位置處的不平順指標(biāo)；四、設(shè)置需要調(diào)整的扣件個(gè)數(shù)N，并將該區(qū)段內(nèi)左右高低、左右軌向絕對(duì)值前N大的坐標(biāo)位置作為待調(diào)整扣件；由不平順值的符號(hào)，得到調(diào)整量符號(hào)；五、得到最大調(diào)整單位量U；六、得到初始化調(diào)整量；七、利用粒子群算法迭代求解，得到全局最優(yōu)值。本發(fā)明能較佳地實(shí)現(xiàn)軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種基于粒子群算法的軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法。

背景技術(shù)

軌道在運(yùn)營過程中，其垂向、橫向位置與設(shè)計(jì)值存在一定偏差即軌道不平順，根據(jù)方向可分為高低、軌向、水平等7項(xiàng)不平順指標(biāo)。軌道精調(diào)是通過對(duì)鋼軌與軌枕連接扣件的調(diào)整，降低或消除軌道線路的各項(xiàng)幾何偏差，從而保證列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行。而過去傳統(tǒng)方法多采用靜態(tài)軌道幾何數(shù)據(jù)進(jìn)行精調(diào)作業(yè)，即人工檢測(cè)。靜態(tài)數(shù)據(jù)不能反映軌道暗坑、空吊區(qū)域，且根據(jù)肉眼觀察波形而進(jìn)行精調(diào)的方法效率低下，難以找到全局最優(yōu)解。

目前，也出現(xiàn)了一些軌道精調(diào)方法，例如，公開號(hào)為CN102561118A的專利文件中，公開了一種基于軌跡偏差的高鐵無砟軌道快速精調(diào)方法，該方法利用軌道檢查儀記錄的軌道靜態(tài)不平順數(shù)據(jù)和軌道板ID建立了一種高速無砟軌道的精調(diào)模型。其主要功能是恢復(fù)軌道線路的設(shè)計(jì)幾何形位。同時(shí)，該方法相較于傳統(tǒng)的繩正法的調(diào)整精度更高，相較于坐標(biāo)法的作業(yè)效率高，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，施工成本低，而且該方法主要用于軌道線型的修復(fù)，而無法針對(duì)軌道幾何高低、軌向、軌距、水平、三角坑等不平順做出調(diào)整。軌道幾何不平順在鐵路運(yùn)營過程中是不可避免且日益惡化的，為了保障列車安全、平穩(wěn)運(yùn)行，必須要求鐵路工作人員在平時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修中及時(shí)發(fā)現(xiàn)并整改軌道幾何不平順，通過軌枕扣件在垂向、橫向上的調(diào)整，使軌道幾何形位恢復(fù)到設(shè)計(jì)值。

又如，公開號(hào)為CN107153741A的專利文件中，公開了一種無砟軌道模擬調(diào)整量計(jì)算及精調(diào)方法，該方法對(duì)軌道橫向、垂向偏移量進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，將實(shí)測(cè)偏移量與對(duì)應(yīng)里程處的擬合偏移量之差作為模擬調(diào)整量，以該調(diào)整量對(duì)原始實(shí)測(cè)偏移量值進(jìn)行更新，并重復(fù)上述過程，當(dāng)模擬調(diào)整量為0時(shí)停止迭代。最終的模擬調(diào)整量為每次迭代的模擬調(diào)整量之和。其中，在每次迭代過程中，需要分析不同階數(shù)的多項(xiàng)式擬合曲線平順度和逼近度，根據(jù)曲率半徑大小判斷擬合曲線的平順性，根據(jù)均方誤差確定擬合曲線的逼近程度。該方法未考慮多個(gè)方向上的軌道不平順之間的相關(guān)性，僅對(duì)軌道高低、軌向做出了調(diào)整。軌道不平順綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)往往是通過軌道質(zhì)量指數(shù)(Track Quality Index,TQI)，而其中水平、軌距、三角坑的數(shù)值隨左右軌高低、軌向不平順的變化而變化，可謂“牽一發(fā)而動(dòng)全身”。

另外，以上方法均針對(duì)于軌道不平順靜態(tài)數(shù)據(jù)，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)精調(diào)，因此，亟待一種軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法來解決目前的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的內(nèi)容是提供一種基于粒子群算法的軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一種基于粒子群算法的軌道動(dòng)態(tài)精調(diào)方法，其包括以下步驟：

一、導(dǎo)入實(shí)測(cè)軌道左右高低動(dòng)態(tài)不平順值、左右軌向動(dòng)態(tài)不平順值、軌枕編號(hào)及對(duì)應(yīng)的里程坐標(biāo)；

二、根據(jù)左右高低動(dòng)態(tài)不平順值、左右軌向動(dòng)態(tài)不平順值計(jì)算得到水平、軌距、三角坑對(duì)應(yīng)的不平順值；

三、根據(jù)導(dǎo)入的軌枕里程坐標(biāo)對(duì)各項(xiàng)實(shí)測(cè)軌道動(dòng)態(tài)不平順值進(jìn)行插值處理，得到各編號(hào)軌枕位置處對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)軌道不平順指標(biāo)；

四、在選定待精調(diào)的區(qū)段內(nèi)，設(shè)置需要調(diào)整的扣件個(gè)數(shù)N，并將該區(qū)段內(nèi)左右高低、左右軌向絕對(duì)值前N大的坐標(biāo)位置作為待調(diào)整位置；根據(jù)待調(diào)整位置的實(shí)測(cè)不平順值的符號(hào)，得到調(diào)整量符號(hào)；

五、根據(jù)扣件調(diào)整的最小單位和最大調(diào)整量，得到最大調(diào)整單位量U，即最大調(diào)整量除以調(diào)整最小單位后取整；