[发明专利]一种基于粒子群算法的轨道动态精调方法

说明书

本发明涉及轨道动态精调技术领域，涉及一种基于粒子群算法的轨道动态精调方法，包括以下步骤：一、导入不平顺值、轨枕编号及里程坐标；二、计算出水平、轨距、三角坑对应的不平顺值；三、对不平顺值进行插值处理，得到各编号轨枕位置处的不平顺指标；四、设置需要调整的扣件个数N，并将该区段内左右高低、左右轨向绝对值前N大的坐标位置作为待调整扣件；由不平顺值的符号，得到调整量符号；五、得到最大调整单位量U；六、得到初始化调整量；七、利用粒子群算法迭代求解，得到全局最优值。本发明能较佳地实现轨道动态精调。

技术领域

本发明涉及轨道动态精调技术领域，具体地说，涉及一种基于粒子群算法的轨道动态精调方法。

背景技术

轨道在运营过程中，其垂向、横向位置与设计值存在一定偏差即轨道不平顺，根据方向可分为高低、轨向、水平等7项不平顺指标。轨道精调是通过对钢轨与轨枕连接扣件的调整，降低或消除轨道线路的各项几何偏差，从而保证列车安全、平稳运行。而过去传统方法多采用静态轨道几何数据进行精调作业，即人工检测。静态数据不能反映轨道暗坑、空吊区域，且根据肉眼观察波形而进行精调的方法效率低下，难以找到全局最优解。

目前，也出现了一些轨道精调方法，例如，公开号为CN102561118A的专利文件中，公开了一种基于轨迹偏差的高铁无砟轨道快速精调方法，该方法利用轨道检查仪记录的轨道静态不平顺数据和轨道板ID建立了一种高速无砟轨道的精调模型。其主要功能是恢复轨道线路的设计几何形位。同时，该方法相较于传统的绳正法的调整精度更高，相较于坐标法的作业效率高，环境适应能力强，施工成本低，而且该方法主要用于轨道线型的修复，而无法针对轨道几何高低、轨向、轨距、水平、三角坑等不平顺做出调整。轨道几何不平顺在铁路运营过程中是不可避免且日益恶化的，为了保障列车安全、平稳运行，必须要求铁路工作人员在平时的养护维修中及时发现并整改轨道几何不平顺，通过轨枕扣件在垂向、横向上的调整，使轨道几何形位恢复到设计值。

又如，公开号为CN107153741A的专利文件中，公开了一种无砟轨道模拟调整量计算及精调方法，该方法对轨道横向、垂向偏移量进行多项式拟合，将实测偏移量与对应里程处的拟合偏移量之差作为模拟调整量，以该调整量对原始实测偏移量值进行更新，并重复上述过程，当模拟调整量为0时停止迭代。最终的模拟调整量为每次迭代的模拟调整量之和。其中，在每次迭代过程中，需要分析不同阶数的多项式拟合曲线平顺度和逼近度，根据曲率半径大小判断拟合曲线的平顺性，根据均方误差确定拟合曲线的逼近程度。该方法未考虑多个方向上的轨道不平顺之间的相关性，仅对轨道高低、轨向做出了调整。轨道不平顺综合评价指标往往是通过轨道质量指数(Track Quality Index,TQI)，而其中水平、轨距、三角坑的数值随左右轨高低、轨向不平顺的变化而变化，可谓“牵一发而动全身”。

另外，以上方法均针对于轨道不平顺静态数据，难以实现动态精调，因此，亟待一种轨道动态精调方法来解决目前的问题。

发明内容

本发明的内容是提供一种基于粒子群算法的轨道动态精调方法，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。

根据本发明的一种基于粒子群算法的轨道动态精调方法，其包括以下步骤：

一、导入实测轨道左右高低动态不平顺值、左右轨向动态不平顺值、轨枕编号及对应的里程坐标；

二、根据左右高低动态不平顺值、左右轨向动态不平顺值计算得到水平、轨距、三角坑对应的不平顺值；

三、根据导入的轨枕里程坐标对各项实测轨道动态不平顺值进行插值处理，得到各编号轨枕位置处对应的各项轨道不平顺指标；

四、在选定待精调的区段内，设置需要调整的扣件个数N，并将该区段内左右高低、左右轨向绝对值前N大的坐标位置作为待调整位置；根据待调整位置的实测不平顺值的符号，得到调整量符号；

五、根据扣件调整的最小单位和最大调整量，得到最大调整单位量U，即最大调整量除以调整最小单位后取整；