CN109468898A - 钢轨养护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了钢轨养护方法及装置，涉及钢轨养护领域。本发明提供的钢轨养护方法，首先通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；而后，将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；其中，所述打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；最后，按照确定的所述打磨策略对钢轨进行打磨。由于使用了轮廓测量仪进行采集和使用目标廓形作为参照，使得对钢轨的打磨更为精准了。
Description
技术领域
本发明涉及钢轨养护领域，具体而言，涉及钢轨养护方法及装置。
背景技术
钢轨指用条形的钢材铺成的供火车、电车等行驶的路线。目前随着使用需求的提升，钢轨铺设量也在逐年增加。钢轨交通开通运营之后，钢轨就长期处于恶劣的环境中，由于列车的动力作用、自然环境和钢轨本身质量等原因，钢轨经常会发生伤损情况，如肥边、钢轨低头、擦伤、剥落掉块、焊缝凸凹、钢轨母材轨顶面凸凹、马鞍形磨耗、波浪形磨耗、鱼鳞裂纹病害等现象，造成了钢轨寿命减少、养护工作量增加、养护成本增加，甚至严重影响行车安全。
因此，就必须及时对钢轨伤损进行养护，以优化轮轨关系，进而以避免影响钢轨交通运行的安全。这些修复措施如钢轨涂油、钢轨打磨等，其中钢轨打磨由于其高效性受到世界各国铁路的广泛应用。
发明内容
本发明的目的在于提供钢轨养护方法及装置。
本申请提供了一种钢轨养护方法，包括：
通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。
在某种实施方式下，还包括：
通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略，包括：
将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据所述裂纹深度和所述裂纹取向确定打磨策略。
在某种实施方式下，在完成打磨后，还包括：
通过钢轨波磨检测仪检测钢轨的打磨质量；
将所述打磨质量和本次打磨过程上传到服务器进行保存。
在某种实施方式下，在完成打磨后，还包括：
检测钢轨的打磨质量参数，并根据打磨质量参数重新确定打磨策略；
按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨；
打磨质量参数包括以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和所述目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
在某种实施方式下，所述打磨策略包括：
使用多功能垂直打磨机对钢轨的-20度至90度范围进行打磨；
使用道岔打磨机对钢轨的0度至30度的范围进行打磨。
在某种实施方式下，所述打磨策略包括：
先打磨钢轨顶面中心线外侧的表面，并在钢轨顶面中心线外侧的表面打磨完成后，再打磨钢轨顶面中心线内侧范围的轨顶廓形所对应的钢轨表面；
先打磨位置较高的钢轨表面，并在位置较高的钢轨表面打磨完成后，再打磨位置较低的钢轨表面；
先打磨钢轨的顶面，并在钢轨的顶面打磨完成后，再打磨钢轨的侧面。
本发明实施例提供的钢轨养护方法，首先通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；而后，将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；其中，打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；最后，按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。由于使用了轮廓测量仪进行采集和使用目标廓形作为参照，使得对钢轨的打磨更为精准了。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本发明实施例所提供的钢轨养护方法的基本流程图；
图2示出了本发明实施例所提供的钢轨养护方法中，钢轨的标准廓形示意图；
图3示出了本发明实施例所提供的钢轨养护方法中，打磨前后的钢轨的实际图像；
图4示出了本发明实施例所提供的钢轨养护方法中，在图2的基础上，增加了表示打磨宽度的标记的标准廓形示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
钢轨在工作一段时间后，需要对其进行保养，保养的一般形式是对钢轨进行打磨。传统方案中打磨工作完全由工人进行，这种方式的打磨质量不够高。
进而，针对这种情况，本申请提供了一种钢轨养护方法，如图1所示，包括：
S101，通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
S102，将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
S103，按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。
S101中，轮廓测量仪是测量各种机械零件素线形状和截面轮廓形状的精密设备，通过轮廓测量仪能够快速的完成对钢轨廓形的检测，检测得到的廓形可以理解为是钢轨的横截面的形状。具体而言，此处的形状通常是指钢轨横截面上半部分的形状，即能够与列车的车轮相接触的区域的形状，需要打磨的区域也正是与列车的车轮相接触的区域。
S102中，钢轨的目标廓形指的是钢轨的标准廓形，该标准廓形可以是根据力学原理计算得到的，当钢轨处于目标廓形的时候，钢轨的工作状态是最优的。
如图2所示，示出了钢轨的标准廓形(图中的细线)，对钢轨进行打磨，也就是将钢轨的实际廓形打磨成标准廓形的过程。进而，在进行打磨之前，就可以根据标准廓形和实际廓形的差别，确定出打磨策略，此处的打磨策略至少包括两个参数，分别是打磨位置(对钢轨的哪部分进行打磨)和打磨量(对某个位置而言，打磨掉多少)。
之后，S103中，就可以按照确定打磨策略对钢轨进行打磨了。打磨的过程通常要反复进行多次，也就是打磨一次可能无法打磨掉预定的打磨量，因此，每次打磨通常只打磨掉少量的钢轨表层，每次打磨后，都对被打磨的部分使用轮廓测量仪重新检测钢轨的实际廓形，并根据重新检测的实际廓形来确定是否要继续进行打磨。
如图3所示，示出了打磨前后的钢轨的实际图像，通过该图可以看出，打磨前钢轨有一定的形变(弯曲)，打磨后，钢轨更加平直。
实际实现时，除了考虑标准廓形和实际廓形的差别，来确定打磨策略以外，还可以根据裂纹深度和裂纹取向来确定打磨策略。也就是，本申请所提供的方法还包括：
通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略，包括：
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据裂纹深度和裂纹取向确定打磨策略。
具体实现时，通常是采用钢轨滚动接触疲劳所产生裂纹深度和裂纹取向的。在对有裂纹的部分进行打磨时，应当更加注意，以避免损坏钢轨。
在对钢轨打磨完成后，可以通过钢轨波磨检测仪检测钢轨的打磨质量，并将打磨质量和本次打磨过程上传到服务器进行保存，以在后续步骤中，通过调取历史上的打磨过程和打磨质量，可以确定出钢轨的打磨难度，从而调整钢轨的打磨周期，或者是调整钢轨的其他维护方式(此处的维护方式包括打磨周期)。
本次打磨过程可以是通过摄像机所拍摄下的图像，也可以是通过电子设备记录的本次打磨的各种参数，如每次的打磨策略，打磨时间等。
除了在完成打磨后，上传打磨质量和本次打磨过程，还可以对确定本次的打磨质量参数，并根据打磨质量参数，来确定重新进行打磨的策略。
也就是，本申请所提供的方法还包括：
检测钢轨的打磨质量参数，并根据打磨质量参数重新确定打磨策略；
按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨；
打磨质量参数包括以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
其中，马氏体层去除情况可以通过便携式里式硬度计来测量；钢轨粗糙度情况可以通过粗糙度检测仪来测量；钢轨的顶面平直度和钢轨的侧面平直度可以通过电子平直尺测量；钢轨的当前廓形可以通过廓形检测仪测量；和钢轨的轨面平直度可以使用直尺进行测量。
通常情况下，钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度是较为重要的参数，如果钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度较差的话，则需要重新确定打磨策略，并按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨，其他几个参数更多的是起到辅助作用。在具体实现时，可以根据马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度中的任意一个或多个，采用加权计算的方式，计算出加权平均值，并将该加权平均值作为打磨质量参数。
具体的，打磨策略包括：
对钢轨的钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨。如图2所示，示出了-20度至90度范围的示意图(图2中的粗线部分)，钢轨的-20度至90度范围是车辆主要与钢轨相接触的位置。
具体的，打磨策略包括：
使用多功能垂直打磨机钢轨的-20度至90度范围进行打磨；
具体而言，使用多功能打磨机具体要求如下：两个打磨机采取的是切线式打磨方法，使打磨及过渡区域光滑圆润。兼容预防性打磨、修理性打磨要求，重点维护修理钢轨行车接触面擦伤、波磨、双光带、光带不均等日常无法修复的钢轨病害问题。同时可对尖轨、基本轨、心轨、翼轨等大机打磨受限区域进行彻底修复，完全弥补了大机打磨的缺陷，有效延长钢轨使用寿命。组合机具主要设备包含两大类打磨设备及附属配套的检测类设备、定位工具、廓形模板尺等。
同时，还可以使用道岔打磨机对钢轨的0度至30度的范围进行打磨。此处使用道岔打磨机主要是对基本轨进行的打磨。
优选的，打磨策略包括：
先打磨钢轨顶面中心线外侧的表面，并在钢轨顶面中心线外侧的表面打磨完成后，再打磨钢轨顶面中心线内侧范围的轨顶廓形所对应的钢轨表面；主要是钢轨顶面中心线内侧一般都出现垂磨，比外侧顶面低，先打磨外侧，消除高的部分，才能更好的恢复整个断面廓形。
先打磨位置较高的钢轨表面，并在位置较高的钢轨表面打磨完成后，再打磨位置较低的钢轨表面；先打磨高点，才能循序渐近的恢复廓形，既提高效率又便于保证质量，控制打磨，避免出现失误。
先打磨钢轨的顶面，并在钢轨的顶面打磨完成后，再打磨钢轨的侧面。这样容易控制打磨的质量。
优选的，打磨策略包括：
若被打磨的钢轨为具有马鞍型接头焊缝的钢轨，则先打磨马鞍型接头中较高的一端接头，并在马鞍型接头中较高的一端接头打磨完成后，再打磨马鞍型接头中较低的一端接头。
优选的，打磨策略包括：
在对钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨时，每完成一次打磨，则通过廓形仪采集本次打磨后的实时钢轨廓形，并根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值判断是否进行下一次打磨。这样在打磨施工的时候可以对重点区域(如图2中，-20度至90度的范围)进行精细化处理，严格按接近目标廓形进行打磨。
优选的，打磨策略包括：
在对钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨时，每完成一次目标区域的打磨，则通过廓形仪采集本次打磨后的实时钢轨廓形；
根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值计算本次打磨收益；
根据历史打磨收益和本次打磨收益生成打磨收益变化率；其中，历史打磨收益是根据历史上每次打磨完成后的历史钢轨廓形和目标廓形的差值确定的；本次打磨收益是根据本次打磨完成后的钢轨廓形和目标廓形的差值确定的；
根据打磨收益变化率和本次打磨成本，确定是否进行对目标区域的下一次打磨。
也就是，每次完成打磨后，均通过廓形仪测量一次实时钢轨廓形，之后，根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值计算本次打磨收益，并根据历史打磨收益和本次打磨收益生成打磨收益变化率，如果打磨收益变化率逐渐降低(相对前一次打磨的收益，或相对与更早的打磨的收益而言)，则说明继续对这个区域打磨下去收效甚微，此时，应当先对其他区域进行打磨，在将其他区域打磨到某个程度之后(通常是将邻近的区域打磨的与本次打磨的区域的程度差不多的时候)，在对本次打磨的区域继续进行打磨。
更具体而言，若打磨收益变化率的下降幅度超过预定阈值，且本次打磨收益低于预定阈值，以及本次打磨成本超过预定阈值，则终止打磨，或对目标区域的相邻区域进行打磨。
也就是，当收益下降的过快，并且本次打磨也无法得到更多的收益的时候，就应当停止打磨目标区域了，而是应当对目标区域的相邻区域进行打磨。
优选的，打磨策略包括：
按照预设的本次打磨宽度对所述钢轨的被打磨区域进行打磨；所述本次打磨的投影面宽度不小于60mm。也就是，不论钢轨的具体情况如何，都应当控制打磨宽度，而不是实际廓形和钢轨的目标廓形比较相似的时候，就打磨的更宽。
如图4所示，示出了在图2的基础上，增加了表示打磨宽度的标记，也就是打磨宽度指的是沿垂直于钢轨长度方向上，钢轨表面的宽度。图4中示出的5厘米的宽度只是示意性质的，钢轨的大小并不必然是固定的。
优选的，
历史打磨收益是根据以下多个参数确定的：
历史上每次打磨完成后的历史钢轨廓形和目标廓形的差值；历史上每次打磨的打磨消耗；历史上每次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
也就是，在确定历史打磨收益的时候，不仅要考虑到每次打磨之后，钢轨廓形的变化，还应当考虑到每次打磨的打磨消耗(如耗电量、打磨设备的损失量等等)，以应当考虑到打磨质量参数的变化情况(主要是在打磨后，钢轨的质量是否变得更差了，如果变得更差了，则说明再打磨下去可能是会损坏钢轨的，此时应当停止打磨)。
优选的，本次打磨收益是根据以下多个参数确定的：
本次打磨完成后的钢轨廓形和目标廓形的差值；本次打磨的打磨消耗；本次打磨的打磨质量参数的变化幅度；本次打磨收益和历史打磨收益的含义是相对应的，此处不再对本次打磨收益进行过多介绍。
优选的，打磨质量参数包括：以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。打磨质量参数的具体获取方式和含义已经在前文中说明，此处不再重复说明。
优选的，本申请所提供的方案还可以是在打磨完之后，生成对本次打磨进行评价的参数，以对后续打磨的操作进行参考。也就是，本申请所提供的方法中，在完成打磨后，还包括：
在完成打磨后的预定时间后，获取钢轨的打磨验收参数，打磨验收参数包括以下的任意一种或多种：钢轨的接触光带参数、钢轨的打磨深度参数、钢轨的廓形参数、钢轨的波磨参数、钢轨的平顺度参数、钢轨的粗糙度参数、钢轨的磨面宽度参数和钢轨的硬度参数；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果。
上述这些打磨验收参数均可以通过设备直接测量到，通常情况下，这些参数中的任何一个没有通过，则打磨评价结果就应当是不通过(即本次打磨失败)。实际使用的时候，也可以是根据不同打磨验收参数的合理性(和标准参数的差别)来综合判断出打磨评价结果。
优选的，接触光带参数包括以下的一种或多种：光带位置、光带宽度、光带平直度和光带均匀性；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨所承载的车辆的运动速度、钢轨所承载的车辆的质量和钢轨硬度确定第一验收标准，第一验收标准包括标准光带宽度和标准光带位置；
根据与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度和光带均匀性，确定第二验收标准，第二验收标准包括标准光带平直度和标准光带均匀性；
根据接触光带参数与第一验收标准的匹配情况，和接触光带参数与第二验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果。
也就是，在确定第一验收标准的时候，需要考虑到三方面的因素，分别是钢轨所承载的车辆的运动速度、钢轨所承载的车辆的质量和钢轨硬度，也就是，只要这三个因素中的一个因素发生了变化，就有可能使得第一验收标准发生改变。具体实现时，可以是在系统中预先存储有一个对应表，该对应表中，表示了不同的钢轨所承载的车辆的运动速度范围、钢轨所承载的车辆的质量范围和钢轨硬度范围，所对应的第一验收标准。通常情况下，钢轨所承载的车辆的运动速度越高、钢轨所承载的车辆的质量越轻、钢轨材质越硬，则光带越窄。通常，光带越宽轮轨之间的噪音越大，但由于材质硬度的问题，保持光带窄易不变形很困难。
类似的，第二验收标准的确定，主要是考虑与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度和光带均匀性来确定的。与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度和光带均匀性中的一个参数发生了变化，就有可能使得第二验收标准发生改变。体实现时，可以是在系统中预先存储有一个对应表，该对应表中，表示了与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度范围和光带均匀性范围，所对应的第一验收标准。
如下表1所示，示出了与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度范围和光带均匀性范围，与对应的第一验收标准的对应关系。
表1
| 编号 | 光带平直度范围 | 光带均匀性范围 | 第一验收标准的内容 |
| 1 | AAA | AAA | XXX |
| 2 | BBB | BBB | YYY |
| 3 | CCC | CCC | ZZZ |
如得到的光带平直度落在AAA范围中，得到的光带均匀性落在BBB范围中，则对应的第一验收标准应当是YYY；如得到的光带平直度落在CCC范围中，得到的光带均匀性落在CCC范围中，则对应的第一验收标准应当是ZZZ。
实际上，光带就是轮轨接触的痕迹，光带的平直性与线路的方向有相同的方面，但也不完全一样。光带的变化不能完全代表车体运动的轨迹，仅仅是轮轨接触点的变化，所以说只要线路轨向良好就不会造成严重的晃车。光带的突变只会造成车体的抖动，形成较大的躁音。由此，可以确定验收标准。
最后，根据接触光带参数与第一验收标准的匹配情况，和接触光带参数与第二验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果即可。
优选的，钢轨的打磨深度参数是通过以下方式确定的：
通过钢轨打磨深度测试仪测量钢轨上第一目标位置在打磨前的打磨深度；
通过钢轨打磨深度测试仪测量钢轨上第一目标位置在打磨后的打磨深度；
根据打磨前的打磨深度和打磨后的打磨深度，计算钢轨的打磨深度参数。
也就是，计算打磨深度参数的时候是针对同一个位置的深度进行计算的，可以采用针对多个位置进行打磨前后的深度测量，而后分别对每个位置进行计算打磨深度差(打磨前的深度与打磨后的深度的差值)，最后，采用加权平均的方式，根据每个位置的打磨深度差计算出打磨深度参数。
优选的，钢轨的廓形参数是通过以下方式确定的：
获取钢轨上第二目标位置在打磨前的廓形；
获取钢轨上第二目标位置在打磨后的廓形；
根据打磨前的廓形和打磨后的廓形，计算钢轨的廓形参数。
也就是，在计算廓形参数的时候，也是考虑相同的位置的打磨前和打磨后的廓形，并将打磨前和打磨后的廓形的差值作为钢轨的廓形参数。
优选的，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨所承载的车辆的运动速度和获取方式，确定廓形验收标准；获取方式包括：获取钢轨上第二目标位置在打磨前的廓形的方式和获取钢轨上第二目标位置在打磨后的廓形的方式；
根据确定的廓形验收标准和钢轨的廓形参数的匹配程度，确定打磨评价结果。
也就是，确定打磨评价结果的时候，可以是考虑车辆的运动速度和获取方式确定出对应的廓形验收标准，进而根据廓形验收标准和钢轨的廓形参数，确定出打磨评价结果。其中，车辆的运动速度可以根据数值的不同，设定多个范围；获取方式通常只有两种，分为是人工获取(手动获取)和使用设备进行自动获取(使用车载设备进行检测)。
具体的，根据确定的廓形验收标准和钢轨的廓形参数的匹配程度，确定打磨评价结果，包括：
根据廓形验收标准和钢轨的廓形参数的差值是否于在预设的标准廓形阈值范围内，确定打磨评价结果；
若所述钢轨所承载的车辆的运动速度小于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向-25mm～+25mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.1mm～+0.3mm；
若所述钢轨所承载的车辆的运动速度小于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向+25mm～+32mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.2mm～+0.2mm；
若所述钢轨所承载的车辆的运动速度大于或等于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向-25mm～+25mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.1mm～+0.2mm；
若所述钢轨所承载的车辆的运动速度大于或等于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向+25mm～+32mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.2mm～+0.2mm。
也就是，检测到的廓形参数如果不在标准廓形阈值范围中，则打磨评价结果就是不通过。
优选的，钢轨的波磨参数是通过以下方式确定的：
通过钢轨波磨仪检测钢轨顶面纵向的平顺程度；
根据通过钢轨波磨仪检测的钢轨顶面的平顺程度，确定钢轨的波磨参数。
其中，钢轨顶面平顺程度可以是通过钢轨表面的形状来确定，具体的，可以是通过检测钢轨顶面的波形来确定。此处的波形并不是指某种超声波或者电波的波形，该波形能够反映钢轨表面的起伏情况(沿长度方向)。
进而，在根据打磨验收参数确定打磨评价结果的时候，可以按照如下方式实现：
根据指定的一段钢轨顶面的平顺程度平均值，确定打磨评价结果。
一般来说，平顺程度越高，则打磨评价结果越好。
由于钢轨的长度非常长，因此，可以通过采样的方式分别对多个位置的钢轨顶面波形进行采样，并根据采样的结果(采样的结果是钢轨波形的一部分)计算谷深平均值(这一段钢轨波形的多个波谷的深度的平均值)，并根据谷深平均值(平顺程度平均值的一种)来确定打磨评价结果。
具体的，针对不同大小的采样窗口和不同的波长(可以根据钢轨波形的两个波峰之间的长度，或两个波谷之间的长度确定)，设置的预定的谷深数值应当是进行调整的。
也就是，根据指定的一段钢轨顶面的平顺程度平均值，确定打磨评价结果的步骤具体包括如下步骤：
根据指定的一段区域的钢轨波形的谷深平均值是否小于预定的谷深数值，确定打磨评价结果。
具体的，若采样窗口长度为600mm，钢轨波形的波长为10-100mm，则预定的谷深数值为0.02；
若采样窗口长度为1000mm，钢轨波形的波长为100-300mm，则预定的谷深数值为0.03；
若采样窗口长度为5000mm，钢轨波形的波长为300-1000mm，则预定的谷深数值为0.15。
优选的，钢轨的粗糙度参数是通过如下方式确定的：
分别获取钢轨表面至少六个不同位置的表面粗糙度；
计算至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值，并将至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值作为钢轨的粗糙度参数；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值是否小于10μm确定打磨评价结果。
经过发明人的测试，认为此种方式得到的打磨评价结果更为准确。
优选的，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨的材质类型，确定钢轨的硬度验收标准；
根据钢轨的硬度参数与硬度验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果。
也就是，不同的钢轨材质所对应的硬度验收标准是不相同的。如果钢轨的硬度参数不符合该材质所对应的硬度验收标准，则打磨评价结果就是不通过。
具体的，若钢轨的材质类型为U71Mn，则硬度验收标准：轨头顶面中心线硬度在260HBW10/3000～300HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U75V，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在280HBW10/3000～320HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U77MnCr，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在290HBW10/3000～330HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U78CrV，或U76CrRE，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在310HBW10/3000～360HBW10/3000之间。
优选的，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨的磨面宽度参数与磨面宽度验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果；
磨面宽度验收标准包括：钢轨的轨距角区域的磨面宽度小于4mm；钢轨的轨距角至轨冠之间的过渡区的磨面宽度小于7mm；钢轨的轨冠区域的磨面宽度小于10mm。
也就是，在实际操作的时候，任何钢轨的磨面宽度参数所对应的磨面宽度验收标准都是统一的，执行时，调取磨面宽度验收标准，并将磨面宽度参数与磨面宽度验收标准进行对比，即可确定打磨评价结果。
优选的，本申请所提供的方法还包括：
获取历史打磨情况，历史打磨情况包括：历史上每次打磨的打磨消耗、历史上每次打磨的时间、历史上每次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
根据历史打磨情况和本次打磨情况，计算下一次打磨时间；本次打磨情况包括：本次打磨的打磨消耗、本次打磨的时间、本次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
在下一次打磨时间到达时，对钢轨进行再一次打磨。
也就是，在具体实现时，要根据历史打磨情况和本次打磨情况，来判断什么时候还需要进行一次打磨，并且在时间到来后，对钢轨在进行一次打磨。
比如，历史打磨情况是每隔半年打磨一次，并且本次打磨情况也是正常的，则下一次打磨时间可以是半年后；历史打磨情况是每隔半年打磨一次，并且本次打磨情况显示钢轨的状况不够好，则下一次打磨的时间可以设定为4个月后。
优选的，本申请所提供的方法，还包括：
获取通过高清摄像机拍摄的本次打磨过程视频；
获取连接本地与存储服务器之间的无线网络的传输速度；
若传输速度小于预定的第一速度阈值，则从本次打磨过程视频中提取出关键帧图像，并将关键帧图像通过无线网络上传到存储服务器；
若传输速度大于预定的第一速度阈值，则根据传输速度调整本次打磨过程视频的分辨率，并将调整分辨率后的本次打磨过程视频通过无线网络上传到存储服务器。
也就是，当传输速度较低的时候，则直接保存图像，当船宿速度较高的时候，可以采用保存视频的方式进行存储，以便于以后可以重新调取并观看。
优选的，在步骤按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨之前，方法还包括：
获取连接本地与存储服务器之间的无线网络的传输速度；
判断无线网络的传输速度是否大于预定的第二速度阈值；
若无线网络的传输速度小于预定的第二速度阈值，则在执行步骤按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨的过程中，通过红外摄像机对打磨的过程进行拍摄，以生成红外影像；并通过在将红外影像灰度化之后，上传到存储服务器；
若无线网络的传输速度大于预定的第二速度阈值，则通过高清摄像机拍摄对本次打磨过程进行拍摄，以生成本次打磨过程视频。
也就是，为了便于后续向存储服务器上传数据，在拍摄的时候，就预先测量无线网络的传输速度，并针对性的根据传输速度确定对应的视频录制方式，并采用确定的录制方式拍摄并上传。
与上述方法相对应的，本申请提供了一种钢轨养护装置，包括：
第一测量模块，用于通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
第一确定模块，用于将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
第一打磨模块，用于按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。
优选的，还包括：
第二测量模块，用于通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
第一确定模块，包括：
第一确定单元，用于将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据裂纹深度和裂纹取向确定打磨策略。
优选的，还包括：
第一检测模块，用于在完成打磨后，通过钢轨波磨检测仪检测钢轨的打磨质量；
第一上传模块，用于将打磨质量和本次打磨过程上传到服务器进行保存。
优选的，还包括：
第二检测模块，用于在完成打磨后，检测钢轨的打磨质量参数，并根据打磨质量参数重新确定打磨策略；
第二打磨模块，用于按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨；
打磨质量参数包括以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
优选的，打磨策略包括：
对钢轨的钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨。
本发明提供了A1.一种钢轨养护方法，包括：
通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。
A2.根据A1的方法，还包括：
通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略，包括：
将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据裂纹深度和裂纹取向确定打磨策略。
A3.根据A1的方法，在完成打磨后，还包括：
通过钢轨波磨检测仪检测钢轨的打磨质量；
将打磨质量和本次打磨过程上传到服务器进行保存。
A4.根据A1的方法，在完成打磨后，还包括：
检测钢轨的打磨质量参数，并根据打磨质量参数重新确定打磨策略；
按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨；
打磨质量参数包括以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
A5.根据A1的方法，打磨策略包括：
使用多功能垂直打磨机对钢轨的-20度至90度范围进行打磨；
使用道岔打磨机对钢轨的0度至30度的范围进行打磨。
A6.根据A1的方法，打磨策略包括：
先打磨钢轨顶面中心线外侧的表面，并在钢轨顶面中心线外侧的表面打磨完成后，再打磨钢轨顶面中心线内侧范围的轨顶廓形所对应的钢轨表面；
先打磨位置较高的钢轨表面，并在位置较高的钢轨表面打磨完成后，再打磨位置较低的钢轨表面；
先打磨钢轨的顶面，并在钢轨的顶面打磨完成后，再打磨钢轨的侧面。
A7.根据A1的方法，打磨策略包括：
若被打磨的钢轨为具有马鞍型接头焊缝的钢轨，则先打磨马鞍型接头中较高的一端接头，并在马鞍型接头中较高的一端接头打磨完成后，再打磨马鞍型接头中较低的一端接头。
A8.根据A1的方法，打磨策略包括：
在对钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨时，每完成一次打磨，则通过廓形仪采集本次打磨后的实时钢轨廓形，并根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值判断是否进行下一次打磨。
A9.根据A1的方法，打磨策略包括：
在对钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨时，每完成一次目标区域的打磨，则通过廓形仪采集本次打磨后的实时钢轨廓形；
根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值计算本次打磨收益；
根据历史打磨收益和本次打磨收益生成打磨收益变化率；其中，历史打磨收益是根据历史上每次打磨完成后的历史钢轨廓形和目标廓形的差值确定的；本次打磨收益是根据本次打磨完成后的钢轨廓形和目标廓形的差值确定的；
根据打磨收益变化率和本次打磨成本，确定是否进行对目标区域的下一次打磨。
A10.根据A9的方法，打磨策略包括：
若打磨收益变化率的下降幅度超过预定阈值，且本次打磨收益低于预定阈值，以及本次打磨成本超过预定阈值，则终止打磨，或对目标区域的相邻区域进行打磨。
A11.根据A1的方法，打磨策略包括：
按照预设的本次打磨宽度对钢轨的被打磨区域进行打磨；本次打磨的投影面宽度不小于60mm。
A12.根据A9的方法，
历史打磨收益是根据以下多个参数确定的：
历史上每次打磨完成后的历史钢轨廓形和目标廓形的差值；历史上每次打磨的打磨消耗；历史上每次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
本次打磨收益是根据以下多个参数确定的：
本次打磨完成后的钢轨廓形和目标廓形的差值；本次打磨的打磨消耗；本次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
打磨质量参数包括：以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
A13.根据A1的方法，在完成打磨后，还包括：
在完成打磨后的预定时间后，获取钢轨的打磨验收参数，打磨验收参数包括以下的任意一种或多种：钢轨的接触光带参数、钢轨的打磨深度参数、钢轨的廓形参数、钢轨的波磨参数、钢轨的平顺度参数、钢轨的粗糙度参数、钢轨的磨面宽度参数和钢轨的硬度参数；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果。
A14.根据A13的方法，接触光带参数包括以下的一种或多种：光带位置、光带宽度、光带平直度和光带均匀性；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨所承载的车辆的运动速度、钢轨所承载的车辆的质量和钢轨硬度确定第一验收标准，第一验收标准包括标准光带宽度和标准光带位置；
根据与钢轨处于相同地域的标准钢轨的光带平直度和光带均匀性，确定第二验收标准，第二验收标准包括标准光带平直度和标准光带均匀性；
根据接触光带参数与第一验收标准的匹配情况，和接触光带参数与第二验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果。
A15.根据A13的方法，钢轨的打磨深度参数是通过以下方式确定的：
通过钢轨打磨深度测试仪测量钢轨上第一目标位置在打磨前的打磨深度；
通过钢轨打磨深度测试仪测量钢轨上第一目标位置在打磨后的打磨深度；
根据打磨前的打磨深度和打磨后的打磨深度，计算钢轨的打磨深度参数。
A16.根据A13的方法，钢轨的廓形参数是通过以下方式确定的：
获取钢轨上第二目标位置在打磨前的廓形；
获取钢轨上第二目标位置在打磨后的廓形；
根据打磨前的廓形和打磨后的廓形，计算钢轨的廓形参数。
A17.根据A16的方法，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨所承载的车辆的运动速度和获取方式，确定廓形验收标准；获取方式包括：获取钢轨上第二目标位置在打磨前的廓形的方式和获取钢轨上第二目标位置在打磨后的廓形的方式；
根据确定的廓形验收标准和钢轨的廓形参数的匹配程度，确定打磨评价结果。
A18.根据A17的方法，根据确定的廓形验收标准和钢轨的廓形参数的匹配程度，确定打磨评价结果，包括：
根据廓形验收标准和钢轨的廓形参数的差值是否于在预设的标准廓形阈值范围内，确定打磨评价结果；
若钢轨所承载的车辆的运动速度小于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向-25mm～+25mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.1mm～+0.3mm；
若钢轨所承载的车辆的运动速度小于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向+25mm～+32mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.2mm～+0.2mm；
若钢轨所承载的车辆的运动速度大于或等于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向-25mm～+25mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.1mm～+0.2mm；
若钢轨所承载的车辆的运动速度大于或等于200km/h，且获取方式为人工获取，以及第二目标位置位于轨头横向+25mm～+32mm范围内，则标准廓形阈值范围为-0.2mm～+0.2mm。
A19.根据A13的方法，钢轨的波磨参数是通过以下方式确定的：
通过钢轨波磨仪检测钢轨顶面纵向的平顺程度；
根据通过钢轨波磨仪检测的钢轨顶面的平顺程度，确定钢轨的波磨参数。
A20.根据A19的方法，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据指定的一段钢轨顶面的平顺程度平均值，确定打磨评价结果。
A21.根据A20的方法，根据指定的一段钢轨顶面的平顺程度平均值，确定打磨评价结果，包括：
根据指定的一段区域的钢轨波形的谷深平均值是否小于预定的谷深数值，确定打磨评价结果。
A22.根据A13的方法，钢轨的粗糙度参数是通过如下方式确定的：
分别获取钢轨表面至少六个不同位置的表面粗糙度；
计算至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值，并将至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值作为钢轨的粗糙度参数；
根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据至少六个不同位置的表面粗糙度的算术平均值是否小于10μm确定打磨评价结果。
A23.根据A13的方法，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨的材质类型，确定钢轨的硬度验收标准；
根据钢轨的硬度参数与硬度验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果。
A24.根据A23的方法，
若钢轨的材质类型为U71Mn，则硬度验收标准：轨头顶面中心线硬度在260HBW10/3000～300HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U75V，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在280HBW10/3000～320HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U77MnCr，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在290HBW10/3000～330HBW10/3000之间；
若钢轨的材质类型为U78CrV，或U76CrRE，则硬度验收标准轨头顶面中心线硬度在310HBW10/3000～360HBW10/3000之间。
A25.根据A13的方法，根据打磨验收参数确定打磨评价结果，包括：
根据钢轨的磨面宽度参数与磨面宽度验收标准的匹配情况，确定打磨评价结果；
磨面宽度验收标准包括：钢轨的轨距角区域的磨面宽度小于4mm；钢轨的轨距角至轨冠之间的过渡区的磨面宽度小于7mm；钢轨的轨冠区域的磨面宽度小于10mm。
A26.根据A1的方法，还包括：
获取历史打磨情况，历史打磨情况包括：历史上每次打磨的打磨消耗、历史上每次打磨的时间、历史上每次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
根据历史打磨情况和本次打磨情况，计算下一次打磨时间；本次打磨情况包括：本次打磨的打磨消耗、本次打磨的时间、本次打磨的打磨质量参数的变化幅度；
在下一次打磨时间到达时，对钢轨进行再一次打磨。
A27.根据A1的方法，还包括：
获取通过高清摄像机拍摄的本次打磨过程视频；
获取连接本地与存储服务器之间的无线网络的传输速度；
若传输速度小于预定的第一速度阈值，则从本次打磨过程视频中提取出关键帧图像，并将关键帧图像通过无线网络上传到存储服务器；
若传输速度大于预定的第一速度阈值，则根据传输速度调整本次打磨过程视频的分辨率，并将调整分辨率后的本次打磨过程视频通过无线网络上传到存储服务器。
A28.根据A27的方法，在步骤按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨之前，方法还包括：
获取连接本地与存储服务器之间的无线网络的传输速度；
判断无线网络的传输速度是否大于预定的第二速度阈值；
若无线网络的传输速度小于预定的第二速度阈值，则在执行步骤按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨的过程中，通过红外摄像机对打磨的过程进行拍摄，以生成红外影像；并通过在将红外影像灰度化之后，上传到存储服务器；
若无线网络的传输速度大于预定的第二速度阈值，则通过高清摄像机拍摄对本次打磨过程进行拍摄，以生成本次打磨过程视频。
B29.一种钢轨养护装置，包括：
第一测量模块，用于通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
第一确定模块，用于将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
第一打磨模块，用于按照确定的打磨策略对钢轨进行打磨。
B30.根据B29的装置，还包括：
第二测量模块，用于通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
第一确定模块，包括：
第一确定单元，用于将实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据裂纹深度和裂纹取向确定打磨策略。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种钢轨养护方法，其特征在于，包括：
通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；所述打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
按照确定的所述打磨策略对钢轨进行打磨。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略，包括：
将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据所述裂纹深度和所述裂纹取向确定打磨策略。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成打磨后，还包括：
通过钢轨波磨检测仪检测钢轨的打磨质量；
将所述打磨质量和本次打磨过程上传到服务器进行保存。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在完成打磨后，还包括：
检测钢轨的打磨质量参数，并根据打磨质量参数重新确定打磨策略；
按照重新确定的打磨策略重新对钢轨进行打磨；
打磨质量参数包括以下任意一种或多种：马氏体层去除情况、钢轨粗糙度情况、钢轨的顶面平直度、钢轨的侧面平直度、钢轨的当前廓形和所述目标廓形的符合度，和钢轨的轨面平直度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打磨策略包括：
使用多功能垂直打磨机对钢轨的-20度至90度范围进行打磨；
使用道岔打磨机对钢轨的0度至30度的范围进行打磨。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打磨策略包括：
先打磨钢轨顶面中心线外侧的表面，并在钢轨顶面中心线外侧的表面打磨完成后，再打磨钢轨顶面中心线内侧范围的轨顶廓形所对应的钢轨表面；
先打磨位置较高的钢轨表面，并在位置较高的钢轨表面打磨完成后，再打磨位置较低的钢轨表面；
先打磨钢轨的顶面，并在钢轨的顶面打磨完成后，再打磨钢轨的侧面。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打磨策略包括：
若被打磨的钢轨为具有马鞍型接头焊缝的钢轨，则先打磨马鞍型接头中较高的一端接头，并在马鞍型接头中较高的一端接头打磨完成后，再打磨马鞍型接头中较低的一端接头。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述打磨策略包括：
在对钢轨横截面周向的-20度至90度范围的表面进行打磨时，每完成一次打磨，则通过廓形仪采集本次打磨后的实时钢轨廓形，并根据实时钢轨廓形和目标廓形的差值判断是否进行下一次打磨。
9.一种钢轨养护装置，其特征在于，包括：
第一测量模块，用于通过轮廓测量仪测量钢轨的实际廓形；
第一确定模块，用于将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，以确定钢轨的打磨策略；所述打磨策略至少包括打磨位置和打磨量；
第一打磨模块，用于按照确定的所述打磨策略对钢轨进行打磨。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：
第二测量模块，用于通过表面裂纹深度测量仪测量钢轨的裂纹深度和裂纹取向；
第一确定模块，包括：
第一确定单元，用于将所述实际廓形和钢轨的目标廓形进行比较，并根据所述裂纹深度和所述裂纹取向确定打磨策略。
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