[发明专利]一种顾及温度误差对铁路监测高程波动的计算方法

说明书

本发明涉及铁路监测技术领域，尤其是一种顾及温度误差对铁路监测高程波动的计算方法，其特征在于：将若干所述传感器钵体安装在对应的监测位置，在所述传感器钵体处设置可检测其周围环境温度的温度传感器；通过所述温度传感器所检测的周围环境温度计算所述传感器钵体内的液位高程变化量；听过所述液位高程变化量对所述静力水准系统的测量结果进行修正。本发明的优点是：利用连通管材质同传感器钵体，不考虑连通管和钵体的热膨胀系数不同引起的液位变化前提下实现理论优化；基于铁路监测环境下对材质规避热膨胀系数计算高程波动，进而再顾及消除迟滞误差进补偿修正提高温度变化准确度，以此确保监测得到的数据精度。

技术领域

本发明涉及铁路监测技术领域，尤其是一种顾及温度误差对铁路监测高程波动的计算方法。

背景技术

传统监测数据采集方法大多采用人工测量与内业分析评价相结合，或小范围上跨（下穿）立交施工自动化监测的方法，需更长观测时间，且观测时段及频率也会受到具体工程具体环境的影响，测量监测结果势必需要在监测完成后一定时间内出来，局限性很多，己不能满足快速涉铁施工监测频次及提高运营维护效率的要求。

静力水准系统测量可替代上述传统的监测数据采集痛点，静力水准系统测量原理：静力水准系统是利用液体总是寻求等势面的水平原理，即由水平视线测定监测点之间的高差。区别仅仅在于水平视线是由互相连通的水管完成，而普通水准仪是由光学仪器完成的。但静力水准系统测量受外界环境影响因素较大，静力水准系统工作媒介是液体，温度一定会引起液体密度变化，也就使液体体积发生变化，必然影响系统测量精度，因此修正测点温度变化具有意义。

根据《上海铁路局工务安全管理办法》（上铁工[2017]382号）行业标准要求，如图1所示。

《上海铁路局工务安全管理办法》监测报警阈值范围较常规预警更为严格，若观测数据温度无法修正，则会导致整个铁路监测自动化系统预警有误，给工程是否停工等重大的决策造成困扰。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种顾及温度误差对铁路监测高程波动的计算方法，对温度不均匀问题通过同材质规避热膨胀系数计算方法，同时通过结合数据融合算法来进行补偿解决温度传感器的迟滞非线性问题，采用最小二乘法设计与实现静力水准测量系统在对迟滞进行补偿修正，提高监测数据精度。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种顾及温度误差对铁路监测高程波动的计算方法，可实现静力水准系统的监测数据的修正，所述静力水准系统包括若干传感器钵体和连通水管，所述传感器钵体内盛放有液体，若干传感器钵体之间通过所述连通水管相连接使各所述传感器钵体的液体相连通形成等势面，其特征在于：将若干所述传感器钵体安装在对应的监测位置，在所述传感器钵体处设置可检测其周围环境温度的温度传感器；通过所述温度传感器所检测的周围环境温度计算所述传感器钵体内的液位高程变化量；通过所述液位高程变化量对所述静力水准系统的测量结果进行修正。

所述液位高程变化量的计算包括：对所述温度传感器的测量结果取平均值并分别得到温度的正、反行程的经验曲线；通过温度的正、反行程的经验曲线计算得到温度的改正数；通过该改正数计算所述液位高程变化量。

采用最小二乘法建立所述温度传感器的温度测量曲线的模型，以计算得到所述温度的正、反行程的经验曲线。

所述液位高程变化量通过下式计算：

式中，△h为所述液位高程变化量，γ_液体为液体的热膨胀系数，V_液体为所述液体的体积，S_传感器为所述传感器钵体的截面积，△T为温度变化量，H_反为温度的反行程经验曲线，H_正为所述温度的正行程经验曲线。

本发明的优点是：