[发明专利]一种钢轨平顺状态优化方法

说明书

本发明公开了一种钢轨平顺状态优化方法，属于轨道交通领域精密工程测量技术的应用范畴。所述方法包括以下步骤：首先，对待优化的钢轨分段，并建立优化模型；然后，针对状态模型及轨枕扣件可调限制，附加各评价指标的初始限差，建立不等式约束模型；接着，逐段求解分段单元内不等式约束模型，并对求解所得钢轨线形的状态进行评价；迭代修正不等式约束模型限差值，并重复上述过程，直至状态评价值判定迭代终止；最终，基于平滑信息确定最优调整的钢轨线形并获得轨枕扣件调整量。本发明可实现钢轨状态自动化高效优化控制，解决轨道长轨精调方案制定过程费时费力，及其调整状态效果质量参差不齐的问题。

技术领域

本发明涉及铁路轨道精密工程测量技术领域，特别涉及一种钢轨平顺状态的优化调整方法。

背景技术

钢轨状态的平顺性是影响列车高速、安全和平稳行驶的关键。通过制定钢轨形位的调整方案以确保状态的高平顺性是切实可行的解决方法。轨道调整可以分为施工阶段的双块式无砟轨道轨排或板式无砟轨道轨道板的精调，与长钢轨铺设焊接、应力放散锁定后的无缝线路精调，以及运营维护阶段的轨道精调。轨排或轨道板调整目标较为单一，方案较为简单。但从联调联试前的长钢轨精调开始，直至运营维护阶段的轨道精调，轨道状态的要求苛刻，现实情况复杂。长钢轨的精调作为线路开通运营的关键阶段，在作业中采用了高精度的轨道几何状态测量仪或轨检仪采集轨道数据间接评价轨道状态，并利用随机配套调整软件，通过手动模拟调整各轨枕处偏差量限制横/垂向偏差、30m和300m弦校核以及10m弦正矢的高低/轨向不平顺、水平/轨距和扭曲/轨距变化率指标在允许限差范围内的方式得到各扣件调整量并制定轨道调整方案。该方式自动化程度低、费时费力，且轨道状态的平顺性得不到最优控制，受技术人员水平限制而参差不齐。《一种轨道不平顺状态优化模拟精调方法》(申请号202010892253.X)提出基于分段规划单元钢轨扣件调整量求解情况的判定来修改不等式约束界值，通过迭代终止获得分段规划单元轨枕扣件的优化模拟调整量。这种获取优化调整量的方式可行、较为简单，但未顾及其它复杂情形，可能仅获得局部最优解，无法保证得到全局最优解。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种钢轨平顺状态优化方法，以整体待调整钢轨作为评价对象，根据整体性评价结果调整约束界值，并将整体性评价结果作为迭代终止判定的条件，再对各次所得钢轨线形进行评价，获得具有较佳效果的钢轨线形的状态集合，最终基于平滑条件获取最优调整线形。本发明通过求解、评价、迭代修正不平顺指标限差值、再评价的过程进行钢轨平顺状态的寻优控制，并制定对应的最优调整量方案，高效改善钢轨状态的不平顺性，为钢轨精调提供优选方案。

本发明的技术方案如下：

一种钢轨平顺状态优化方法，包括以下步骤：

S1：对待优化的钢轨的长度按照预设长度进行分段；

S2：建立分段长度区间内钢轨状态优化模型，所述长度区间为基本规划单元；

S3：基于钢轨状态评价函数，附加轨枕扣件待调整量限制，设置待调整量与状态评价对应的约束界值，所述约束界值为限差值，建立钢轨状态优化的不等式约束模型；

S4：对钢轨状态优化模型中的待调整量目标函数和不等式约束模型进行优化求解，计算待调量，若当次优化计算无解，则将对应的调整量设为零；

S5：滑动分段长度区间，对区间内钢轨按照S2-S4进行处理，直至完成待优化的钢轨的处理；

S6：对S1-S5处理所得的调整后钢轨的状态进行评价，并按照预设修正步长调整约束界值，将调整后的约束界值作为下次求解时所述不等式约束模型的约束界值，并执行迭代终止条件判断，所述执行迭代修正终止条件包括：若当前求解所得钢轨的状态的评价值与前一次求解所得钢轨状态的评价值较差小于阈值，则终止迭代；

S7：重复S1-S6，直至迭代修正终止；