CN109891027B - 用于校正轨道位置误差的方法和轨道维护机器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过轨道捣固机(5)和动态轨道稳定器(6)校正轨道(2)的竖直位置误差的方法。从第一实际轨道位置(I)开始，针对被处理的轨道位置(i)指定过量提升值(u)，利用该过量提升值(u)将所述轨道(2)提升到初步过量提升轨道位置(U)并且进行捣固，并且随后通过动态稳定将轨道降低到所产生的最终轨道位置(R)。在该过程中，根据实际轨道位置(I)的路径形成平滑的实际位置路径(G)。根据实际轨道位置(I)的路径相对于平滑的实际位置路径(G)针对被处理的轨道位置(i)指定过量提升值(u)。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过轨道捣固机和动态轨道稳定器校正轨道的竖直位置误差的方法，其中，从记录的实际轨道位置开始，针对被处理的轨道位置指定过量提升值（Überhebewert），利用该过量提升值将所述轨道提升到初步过量提升轨道位置并且进行捣固，随后通过动态稳定将轨道降低到所产生的最终轨道位置。本发明还涉及一种用于执行所述方法的轨道维护机器。
背景技术
根据EP 1 817 463 A1，已知一种用于校正具有道碴床的轨道的竖直位置误差的方法，其中，在将所述轨道提升到初步目标位置的情况下，对所述轨道进行捣固，并且随后在通过施加与横向振动有关的静态竖直载荷进行轨道稳定的情况下，将所述轨道以控制性的方式最终降低到最终目标位置。
在此，在提升和捣固期间，指定与竖直位置误差相关的特定的轨道的超高，以能够通过随后的轨道稳定更加充分地压实那些具有更大竖直位置误差的轨道区段。这是为了防止由于交通影响而迅速下沉到原来的误差轨道位置。
该已知的方法通常被称为“设计过量提升”，其中基于经验数据指定具体的过量提升值。因此，从图2可以清楚地看出，能够持续地校正各个误差。然而，利用这种方法，在一些处理区域中存在不必要的明显超高，这会导致道碴需求增大。
发明内容
本发明的目的是针对开头所述类型的方法提供对现有技术的改进。另外，将描述相应的轨道维护机器。
根据本发明，这些目的通过第一方面所述的方法来实现。第一方面提供了一种用于通过轨道捣固机和动态轨道稳定器校正轨道的竖直位置误差的方法，其中，从记录的实际轨道位置开始，针对被处理的轨道位置指定过量提升值，利用该过量提升值将所述轨道提升到初步过量提升轨道位置并且进行捣固，随后通过动态稳定将所述轨道降低到所产生的最终轨道位置，其特征在于，根据所述实际轨道位置的路径形成平滑的实际位置路径，并且根据所述实际轨道位置的路径相对于所述平滑的实际位置路径针对所述被处理的轨道位置指定过量提升值。
在此，提出了根据实际轨道位置的路径形成平滑的实际位置路径，并且根据实际轨道位置的路径相对于近似平滑的实际位置路径针对被处理的轨道位置指定过量提升值。
以这种方式，过量提升值只被用于处理短波轨道误差。另一方面，轨道的长波沉降以平滑的实际位置路径表示，并且在指定了过量提升值时保持为隐藏状态。在此，针对被处理的轨道位置连续计算过量提升值，或者以指定的间隔更新所述过量提升值。
在有利的进一步改进中，在进行动态稳定之后，通过重新测量系统检测残余误差值，其中，根据至少一个残余误差值指定当前被处理的轨道位置的过量提升值。利用这种轨道超高的反复调整，在考虑轨道中存在的状况的情况下进行优化。
用于确定平滑的实际位置路径的有利方法包括通过低通滤波器过滤实际轨道位置的路径。由此，能够根据检测到的实际轨道位置的路径连续地推导出平滑的实际位置路径。可选地，经由指定的平均长度，能够将滑动平均值（gleitender Mittelwert）确定为平滑的实际位置路径。
基于所存储的实际轨道位置的路径，有利的是，通过平滑的实际位置路径确定所存储的实际轨道位置的路径的局部最大值。以这种方式，连接所述最大值产生用于轨道的长波沉降的精确位置曲线。
在此，通常如果形成连接所存储的实际轨道位置的路径的局部最大值的多边形就已足够。该方法需要很小的计算能力并且能够特别快速地调整过量提升值。
另外，有利的是，根据实际轨道位置的路径确定竖直位置误差的波长，并且还根据该波长指定过量提升值。由此，能够根据道碴状况调整过量提升值，因为较差的道碴状况通常会导致波长较短的竖直位置误差。
根据本发明所述的方法的进一步改进提出，用于被处理的轨道位置的偏差值是根据实际轨道位置的路径相对于近似平滑的实际位置路径确定的，并且将偏差值乘以过量提升因子得到过量提升值。目前为止，偏差值通常不是相对于目标轨道路径的偏差，而是相对于平滑的实际位置路径的相对值。因此，可以有效地确定当前的过量提升值。
还进一步地有用的是，在考虑进行动态稳定之后检测到的轨道的残余误差值的情况下，反复地调整过量提升因子。因此，根据轨道中普遍存在的状况自动地进行过量提升因子的连续调整。
为了检测残余误差值，有利的是，在具有原始的实际轨道位置的路径的局部最小值的轨道位置处进行检测。由于在这些位置处发生局部最大的过量提升，因此，相应的残余误差值对于相应的过量提升的校正程度特别有意义。
在实施例的简单变型中，提出将在轨道位置处检测到的残余误差值和该轨道位置处应用的过量提升值相加，并且为了指定新的过量提升因子，用原始存在于该轨道位置的偏差值除以该和。
通过形成平均值进行过量提升调整的优化，其中，使用依次检测到的若干个残余误差值来确定新的过量提升因子。因此，使可能的错误得到均衡，这些错误可能在单独计算过量提升因子的情况下基于故障而出现。
根据本发明，这些目的还通过第二方面所述的轨道维护机器来实现。第二方面提供了一种用于校正轨道的竖直位置误差的轨道维护机器，该轨道维护机器包括轨道捣固机和耦合到该轨道捣固机的轨道稳定器。在此，提供评估装置和控制装置，所述评估装置和控制装置被配置用于执行所描述的方法。
附图说明
下面将参考附图通过示例描述本发明。在附图中示意地示出了：
图1是具有动态轨道稳定器的轨道捣固机；
图2是根据现有技术的轨道位置的图示；
图3是根据本发明的轨道位置的图示；以及
图4是具有多边形的图示。
具体实施方式
图1中所示的轨道维护机器1用于校正搁置在道碴床3中的轨道2的竖直位置误差。在此，在工作方向4上位于前方的轨道捣固机5耦合到动态轨道稳定器6。
轨道捣固机5包括用于捣固轨枕8的捣固装置7以及位于捣固装置7前方的轨道提升装置9。装置7、9布置在公共附属框架10上。附属框架10在前端被安装成用于在机架中纵向移位并且在后端支撑在分离的导轨行走机构11上。
具有控制装置13的工作舱12布置在导轨行走机构11的上方。为了校正轨道2的竖直位置误差，提供了具有测量轮轴14的参考系统15。由此，确定实际轨道位置I的路径。可选地，能够通过分离的测量车进行测量运行（Messfahrt），随后将测量数据传输给机器1。
动态轨道稳定器6包括稳定装置16，能够利用竖直载荷将稳定装置16压在轨道2上，同时，稳定装置16将轨道设定成处于横向振动。为了检查所产生的最终轨道位置R的测量结果，设置了带有测量轴18的单独的重新测量系统17。
图2示出了轨道位置路径，这些轨道位置路径在捣固和稳定期间在已知的“设计过量提升”的范围内变化。在此，x轴表示轨道2在工作方向4上的延伸，y轴表示轨道2的相应竖直位置。例如，在水平轨道区段的情况下，目标轨道位置S在x轴上延伸，其竖直偏差等于零。
相对于目标轨道位置S，检测到的实际轨道位置I具有变化幅值的竖直误差值f。到目前为止，通常，为了捣固轨道2，指定与相应的误差值f相关的过量提升值u。将误差值f加上相关的过量提升值设定为特定的提升值h。所得结果是临时的过量提升轨道位置U。随后，通过动态轨道稳定器6，将轨道降低到最终轨道位置R。
通过根据本发明所述的方法，首先，形成轨道2的平滑的实际位置路径G。在图3中，还示出了根据图2的轨道位置路径I、S、R、U。通过低通滤波器，根据实际轨道位置I的路径确定平滑的实际位置路径G。本发明的一种变型提出了经由预设的平均长度（例如，30m）将滑动平均值确定为平滑的实际位置路径G。
所有位于平滑的实际位置路径G上方的实际轨道位置I的路径的上部转向点被认为是局部最大值19。利用该点云，可以确定曲线函数，通过该曲线函数，能够描述连接局部最大值19的曲线G'。可选地，平滑的实际位置路径G能够在局部最大值19的方向上移位，使得移位曲线G'近似连接局部最大值19。
在另一方法步骤中，将偏差值a确定为实际轨道位置I的路径与连接最大值19的曲线G'之间的差值。过量提升因子c与a相乘得到过量提升值u：
u=c∙a。
因此，在偏差值a等于零的轨道位置（实际轨道位置I的路径的局部最大值）处没有过量提升值。这里，轨道被提升基本提升值b，基本提升值b是达到目标轨道位置S所需要的。在此，将从对轨道2的测量中已知的误差值f加上稳定期间出现的下沉值d得到基本提升值b：
b=f+d。
对于其他轨道位置，根据上面示出的公式推出过量提升值u。在此，最大的过量提升值u出现在实际轨道位置I的路径中具有局部最小值20的轨道位置处。总之，提升值h因此为基本提升值b和过量提升值u的和：
h=b+u。
图4中示出了偏差值a的简化确定。在此，通过多边形P连接实际轨道位置I的路径的最大值19。推出各个偏差值a为实际轨道位置I的路径与多边形P之间的差。
进行稳定之后所产生的最终轨道位置R能够用于优化过量提升因子c。仅在该方法开始时，指定了从经验数据推导出的过量提升因子c。此后，进行反复调整。
从图4可以看出，该方法使用在实际轨道位置I的路径的局部最小值20处测量的残余误差值r，其相对于工作方向4位于当前被处理的轨道位置i的后面。在此，通过重新测量系统17进行检测。为了计算在被处理的轨道位置i处的过量提升值u(i)，如下指定过量提升因子c(i)：
c(i)=a(i-1)/(u(i-1)+r(i-1))。
如果存在正的残余误差值r(i-1)，则自动减小过量提升因子c(i)，并且随后的过量提升值u(i)变小。然而，如果在稳定期间轨道2下沉到目标轨道位置S以下，则针对随后的处理间隔，增加过量提升值u(i)。
理想的过量提升因子c(i)通过对若干个轨道位置波形成平均值来计算，并且将其作为新的过量提升因子c(i)指定给轨道捣固机5。例如，应用以下具有若干个残余误差值r(i-1)、r(1-2)、r(1-3)的公式：
c(i)=((a(i-1)/(u(i-1)+r(i-1)))+(a(i-2)/(u(i-2)+r(i-2))+(a(i-3)/(u(i-3)+r(i-3)))/3。
轨道维护机器1包括评估装置21，评估装置21被设计用于上述计算。例如，评估装置21为工业计算机。将实际轨道位置I和所产生的最终轨道位置R的值馈送到评估装置21，以由此实时地确定过量提升值u(i)。另外，当前计算的值c(i)、u(i)能够通过显示装置显示给机器操作员。在此，可以在所计算的过量提升因子c(i)不规则变化的情况下发出警报信号。
通过包括检测到的竖直位置误差的波长，能够实现进一步的改进来调整过量提升值u(i)。通常，该波长在10m到12m之间。然而，在具有较差道碴状况的轨道2中，产生波长在5m与6m之间的轨道位置误差。
改进的方法提出了首先根据实际轨道位置确定波长，然后根据该波长调整过量提升值u(i)。例如，在较短波长的情况下，为了防止轨道2在具有较差道碴状况的轨道位置i处可能再次下沉，而增加过量提升因子c(i)。
Claims (12)
1.一种用于通过轨道捣固机（5）和动态轨道稳定器（6）校正轨道（2）的竖直位置误差的方法，其中，从记录的实际轨道位置（I）开始，针对被处理的轨道位置（i）指定过量提升值（u），利用该过量提升值（u）将所述轨道（2）提升到初步过量提升轨道位置（U）并且进行捣固，随后通过动态稳定将所述轨道（2）降低到所产生的最终轨道位置（R），其特征在于，根据所述实际轨道位置（I）的路径形成平滑的实际位置路径（G），并且根据所述实际轨道位置（I）的路径相对于所述平滑的实际位置路径（G）针对所述被处理的轨道位置（i）指定过量提升值（u）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行动态稳定之后，通过重新测量系统（17）检测残余误差值（r），并且根据至少一个残余误差值（r）指定当前被处理的轨道位置（i）的过量提升值（u）。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过低通滤波器根据所述实际轨道位置（I）的路径确定所述平滑的实际位置路径（G）。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过所述平滑的实际位置路径（G），确定所述实际轨道位置（I）的路径的局部最大值（19）。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，形成连接所述实际轨道位置（I）的所存储的路径的局部最大值（19）的多边形（P）。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述实际轨道位置（I）的路径确定所述竖直位置误差的波长，并且还根据所述波长，指定所述过量提升值（u）。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述实际轨道位置（I）的路径相对于所述平滑的实际位置路径（G）确定被处理的轨道位置（i）的偏差值（a），并且将所述偏差值（a）乘以过量提升因子（c）得到过量提升值（u）。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在考虑进行动态稳定之后检测到的所述轨道（2）的残余误差值（r）的情况下，反复地调整所述过量提升因子（c）。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在具有原始的实际轨道位置（I）的路径的局部最小值（20）的轨道位置（i）处检测所述残余误差值（r）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将在轨道位置（i-1）处检测到的残余误差值（r(i-1)）和在该轨道位置（i-1）处应用的过量提升值（u(i-1)）相加，并且为了指定新的过量提升因子（c(i)），用原始存在于该轨道位置（i-1）处的偏差值（a(i-1)）除以该和。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用依次检测到的若干个残余误差值（r(i-1), r(i-2), r(i-3)）确定新的过量提升因子（c(i)）。
12.一种用于校正轨道（2）的竖直位置误差的轨道维护机器（1），包括轨道捣固机（5）和轨道稳定器（6），其特征在于，所述轨道维护机器（1）包括评估装置（21）和控制装置（13），所述评估装置（21）和所述控制装置（13）被配置用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。
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