[发明专利]一种基于中长波平顺性的精捣调整量优化方法

权利要求书

1.一种基于中长波平顺性的精捣调整量优化方法，其特征在于，所述方法以控制轨道中长波不平顺作为调整目标计算精捣调整量，具体包括以下步骤：

A.以轨道绝对精测数据为基础，掌握待调整线路的实际位置与原始设计位置在平纵断面的中线偏差大小，并确定该线路在30m、60m、300m中长波不平顺检测弦长跨度内的中长波平顺性控制标准；

B.分析轨道中长波平顺性状态，计算整段待调整线路的精捣调整量；

C.评估作业目标线形，对整体精捣调整量进行改进和优化；

步骤B的具体步骤为：

B-1.根据步骤A得到的待调整线路的中线偏差大小，以30m、60m、300m中长波不平顺检测弦长为基准，通过逐点移动检测弦，将待调整线路进行区域划分，设定最长检测弦为基础优化单元，基础优化单元内采用中点弦矢距法和矢距差法计算轨道中长波不平顺结果，移动基础优化单元遍历整段待调整线路，得到该线路在各检测弦范围内的中点矢距和矢距差，该线路在各检测弦范围内的中点矢距和矢距差为轨道中长波不平顺结果，将轨道中长波不平顺结果与步骤A中确定的中长波平顺性控制标准进行比对，判断不平顺超限位置，确定待调整点里程分布情况；

B-2.采集步骤B-1得到的轨道中长波不平顺结果和待调整点里程分布情况，设计符合中长波平顺性控制标准的平纵断面优化线形，该优化线形与轨道实际线形之间的差值等于拟调整量绝对值；对基础优化单元内的各点拟调整量绝对值进行求和，以实现求和值最小作为优化线形的设计目标，目标函数为：

（3）

式中，i——待调整点编号；

t(i)——各点拟调整量，单位为mm；

n——基础优化单元内待调整点个数，；

B-3.在步骤B-2建立的目标函数的基础上，建立起轨道各点拟调整量与平顺性指标相关联的函数关系，然后建立中长波平顺性约束条件，令：各待调整点i处的水平或竖直偏差为H(i)，H(i)通过与各点拟调整量t(i)代数运算得到调整后的剩余偏差，公式如下所示：

（4）

利用剩余偏差计算中点矢距和矢距差，然后与步骤A中确定的中长波平顺性控制标准进行比对，就能评价当前轨道中长波平顺性状态，根据评价结果更正各点拟调整量t(i)，从而建立起轨道各点拟调整量与平顺性指标相关联的函数关系，具体如下式所示：

（5）

式中，为最长基准弦L对应的矢距差轨道中长波不平顺结果，单位为mm；

为检测弦l对应的中点矢距轨道中长波不平顺结果，单位为mm；

为待调整点i调整后的剩余偏差；

p为检测点编号，检测点为位于待调整点i前侧半个检测弦l远的轨道位置，，m为检测弦l内待调整点个数，；

q为核算点编号，核算点为位于待调整点i后侧半个检测弦l远的轨道位置，；

分别为检测点和核算点调整后的剩余偏差；

Q、Z分别为最长基准弦L起终点位置，

分别为最长基准弦L起终点调整后的剩余偏差；

E、F分别为检测弦l的起终点位置，

分别为检测弦l起终点调整后的剩余偏差；

进一步实现了对轨道中长波不平顺的控制与约束，平顺性约束条件表达式为：

（6）

式中，μ为最长基准弦L对应的高低轨向平顺性阈值；

δ为检测弦l对应的高低轨向平顺性阈值；

B-4.求解基础优化单元内各点拟调整量，将步骤B-3所述的约束条件转化为矩阵不等式组：

（7）

式中，为各点拟调整量t(i)对应的系数矩阵，系数矩阵的行数为，系数矩阵的列数为；为各点拟调整量t(i)对应的约束矩阵，约束矩阵的行数为，列数为1；为调整量矩阵，调整量矩阵的行数为，列数为1；

利用非线性规划求解上述矩阵不等式组，得到基础优化单元各点拟调整量，按照轨道待调整点里程分布情况顺序逐点移动基础优化单元，使各待调整点对应的中长波平顺性均满足约束要求，从而完成精捣调整量计算。

2.如权利要求1所述的基于中长波平顺性的精捣调整量优化方法，其特征在于，步骤C的具体步骤为：

C-1.根据步骤B计算的精捣调整量，推算精捣作业目标偏差；建立车辆-轨道耦合动力学模型，利用动力学模型分析目标线形对应的轨道状态下的车体加速度、轮重减载率、脱轨系数行车响应，评估精捣调整量优化方法对轨道中长波不平顺的控制效果；

C-2.依据步骤C-1的评估结果，调整步骤A中的中长波平顺性控制标准，重复步骤B，再次计算整段待调整线路的精捣调整量，得到对应的平纵断面优化线形，将更新前后优化线形的中长波平顺性状态进行反复调整比较，最终取得满意的精捣调整方案。