CN115162076A - 钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车及方法，包括轨道车(1)，还包括设于所述轨道车(1)底部的道测量单元(5)，其包括用于实时测量钢轨纵向波磨缺陷的车载轨道纵波测量装置(501)和用于实时检测轨道横向廓形的车载轨道廓形测量装置(502)；设于所述轨道车(1)内部的水射流打磨单元(2)，其包括与所述轨道车(1)连接的升降机构(21)、与该升降机构(21)连接的打磨水刀(22)、分别与打磨水刀(23)联通的水流调压机构(23)以及磨料进给机构(24)；设于所述轨道车(1)底部用于实时监测水射流打磨钢轨的状态的打磨控制终端(6)。本发明实现根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工。

Description

钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车及方法

技术领域

本发明属于钢轨打磨设备技术领域，更具体地，涉及一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车及方法。

背景技术

钢轨是高铁和城市轨道交通的主要部件，钢轨与列车的车轮直接接触，其质量的好坏直接影响到行车的安全性和平稳性。铁路开通运营之后，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，如裂纹、磨耗等现象，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。因此必须及时对钢轨进行伤损消除和修复，而钢轨打磨是高效消除伤损的有效手段，并得到广泛应用。

目前钢轨打磨主要通过砂轮对钢轨头部滚动表面的打磨，以消除钢轨表面不平顺、轨头表面缺陷及将轨头轮廓恢复到原始设计要求。如专利文献CN111809462 A公开了一种基于钢轨智能打磨方法的钢轨打磨车，其包括打磨系统、检测系统及用于实现钢轨智能打磨的推荐打磨策略的算法系统；专利文献CN113152177A公开了一种钢轨肥边打磨装置及钢轨打磨车，包括设于钢轨打磨车底部的车架、安装于车架与钢轨打磨车的车体底部之间用于传递牵引力并带动钢轨打磨单元沿钢轨打磨作业的牵引机构；专利文献CN211947737U公开了一种双动力源钢轨打磨车，其包括打磨车A和打磨车B，二者通过接触网电力驱动，实现双向钢轨打磨作业。但上述钢轨打磨车均存在如下技术问题：(1)会产生钢轨温度急剧升高，并由于冷热不均产生不平衡的热应力，降低轨道的各项性能；(2)打磨切削量很少，作业效率低；(3)作业时火星飞溅，需要防火；(4)产生大量粉尘，影响环境和操作人员健康；(5)噪声较大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车及其作业方法，车载轨道纵波测量装置实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置实时检测轨道的廓形，同时打磨控制终端实时监测水射流打磨钢轨的状态，纵向波磨情况、轨道的廓形及水射流打磨钢轨的状态信息实时同步至水射流打磨单元后，控制升降机构动作实现对打磨水刀位姿的动态调整，同时并行控制所述水流调压机构调节各个打磨水刀的水射流压力、流量、流速等打磨参数，以及磨料进给机构的磨料进给量、进给速度、进给压力等送料参数，根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工。

为了实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，包括轨道车，还包括：

设于所述轨道车底部的道测量单元，其包括用于实时测量钢轨纵向波磨缺陷的车载轨道纵波测量装置和用于实时检测轨道横向廓形的车载轨道廓形测量装置；

设于所述轨道车内部的水射流打磨单元，其包括与所述轨道车连接的升降机构、与该升降机构连接的打磨水刀、分别与打磨水刀联通的水流调压机构以及磨料进给机构；

设于所述轨道车底部用于实时监测水射流打磨钢轨的状态的打磨控制终端；

以及控制中心，钢轨的纵向波磨缺陷、横向廓形及水射流打磨钢轨的状态信息实时同步至水射流打磨单元后，通过控制中心实时控制升降机构动作实现对打磨水刀位姿的动态调整，同时并行控制所述水流调压机构调节各个打磨水刀的水射流压力、流量、流速等打磨参数，以及磨料进给机构的磨料进给量、进给速度、进给压力等送料参数，根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工。

进一步地，所述轨道测量单元包括升降调节机构、转动调节机构以及伸缩机构；

所述车载轨道纵波测量装置通过伸缩机构与支撑机构连接，且可根据轨道廓形自动控制伸缩机构伸缩运动，从而调节车载轨道纵波测量装置与轨道廓形相匹配，实现轨道波磨情况实时动态检测；

所述车载轨道廓形测量装置通过升降调节机构、转动调节机构与支撑机构连接，根据轨道走形通过升降调节机构实时调节车载轨道廓形测量装置高度，同时通过转动调节机构实时调节车载轨道廓形测量装置的角度，实现对轨道廓形的智能检测。

进一步地，所述打磨水刀包括不同角度设置：

用于打磨钢轨的外侧边缘轮廓大角度内侧水刀及外侧水刀；

用于打磨钢轨内侧转圆轮廓的小角度内侧水刀；

用于打磨钢轨顶部平面轮廓的水平水刀。

进一步地，所述角度设置调整范围为内侧°到外侧°。

进一步地，所述水射流调压机构包括水射流增压器、冷却装置以及水箱。

进一步地，所述磨料进给机构包括存储磨料的磨料箱及磨料输送机构。

进一步地，所述水射流打磨单元包括设于打磨水刀外侧的打磨装置盖门，该打磨装置盖门包括上盖板和下盖板以及设于上盖板和下盖板之间的旋转联动机构。

进一步地，打磨控制终端包括视频采集设备、辅助定位机构、旋转轴、驱动机构以及基座；

所述视频采集设备通过辅助定位机构、旋转轴与驱动机构连接；

所述视频采集设备、辅助定位机构以及旋转轴通过基座与车体连接。

按照本发明的第二个方面，提供一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨方法，包括如下步骤：

S100：启动水射流打磨车，通过车载轨道纵波测量装置实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置实时检测轨道的横向廓形，并将实际测量结果与标准参数进行对比分析，显示偏差值；

S200：根据轨道测量单元测量对比分析的偏差值规划钢轨打磨的路径及水射流打磨单元的打磨参数；

S300：驱动升降机构带动打磨水刀运动至对应打磨位置并调整姿态实现粗定位，启动打磨控制终端实时采集打磨水刀的位置和姿态并反馈给控制中心；

S400：启动水射流打磨单元的大角度内侧水刀、小角度内侧水刀、水平水刀以及外侧水刀实现对钢轨的纵向波磨及横向廓形进行包绕式打磨；

S500：轨道测量单元实时测量打磨后的钢轨纵向波磨和横向廓形是否满足要求，若不满足要求则反馈至控制中心控制打磨车带动水射流打磨单元实现对钢轨的往复打磨，若满足要求，则驱动水射流打磨单元上升，打磨结束。

进一步地，步骤S100包括：

S101：采集不同时间轨道的纵向波磨和横向廓形数据，组成跨越时间和空间维度的多维数据集合，经过长达数月、数年检测，将结果组成跨越时间和空间维度的多维数据集合；

S102：采用多次样条插值方法将各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列，采用多次样条插值方法对轨道缺陷的原始检测数据进行处理，实现各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列；

S103：通过半参数改进Kalman滤波器对变形数据进行滤波处理，利用卡尔曼滤波公式分解出纵向波磨及横向廓形数据含有的测量误差信息，实现轨道缺陷趋势项及误差项的分离，实现轨道纵向波磨和横向廓形的精确测量。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1.本发明的轨道打磨车，车载轨道纵波测量装置实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置实时检测轨道的廓形，同时打磨控制终端实时监测水射流打磨钢轨的状态，纵向波磨情况、轨道的廓形及水射流打磨钢轨的状态信息实时同步至水射流打磨单元后，控制升降机构动作实现对打磨水刀位姿的动态调整，同时并行控制所述水流调压机构调节各个打磨水刀的水射流压力、流量、流速等打磨参数，以及磨料进给机构的磨料进给量、进给速度、进给压力等送料参数，根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工。

2.本发明的轨道打磨车，根据打磨要求，每个水刀可以在圆弧机构上顺着圆弧旋转，旋转到相应的打磨位置，所有水刀联动后，可有效拟合钢轨轮廓，角度调整范围为内侧75°到外侧45°，可以两组水射流钢轨打磨车重联，在打磨前和打磨后通过车载轨道纵波测量系统和车载轨道廓形测量系统对钢轨进行实施测量，打磨前评估轨况，打磨后判断打磨质量。

3.本发明的轨道打磨车，磨料通过磨料输送机构与水比例混合后通过水射流增压器增压对钢轨进行打磨，打磨后的水通过冷却装置冷却至常温或低温后再次回流至水箱实现水资源的循环利用。

4.本发明的轨道打磨车，轨道廓形检测对易诱发位移突变的因素以及不易察觉微小位移进行识别和监测分析，从而实现对未来可能发生打磨的情况的预测和判断，且振动补偿模块可消除车体振动引起的测量误差，保证轨道车的动态测量误差≤10mm，解决了轨道廓形检测误差较大的难题。

附图说明

图1为本发明实施例一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车总体结构示意图；

图2为本发明实施例一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车俯视图；

图3为本发明实施例一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车横截面示意图；

图4为本发明实施例打磨装置盖门组成结构示意图；

图5为本发明实施例中打磨水刀结构示意图；

图6为本发明实施例中轨道测量单元结构示意图；

图7为本发明实施例中打磨控制终端结构示意图；

图8为本发明实施例中水射流打磨基本原理示意图；

图9为本发明实施例中水刀原理结构示意图；

图10为本发明实施例中基于高压水射流技术的钢轨打磨作业流程示意图；

图11为本发明实施例中轨道测量方法流程示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-轨道车、101-车体、102-走形机构、103-司机室、104-动力机构、105-液压传动机构、2-水射流打磨单元、21-升降机构、22-打磨水刀、221-大角度内侧水刀；222-小角度内侧水刀；223-水平水刀；224-外侧水刀、23-水流调压机构、231-水射流增压器、232-冷却装置、233-水箱、24-磨料进给机构、241-磨料箱、242-磨料输送机构、25-打磨装置盖门、251-上盖板、252-下盖板、253-旋转联动机构、5-轨道测量单元、501-车载轨道纵波测量装置、502-车载轨道廓形测量装置、503-升降调节机构、504-转动调节机构、505-支撑机构、506-伸缩机构、6-打磨控制终端、601-视频采集设备、602-辅助定位机构、603-旋转轴、604-驱动机构、605-基座。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1-图4所示，本发明实施例提供一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其包括轨道车1、设于轨道车1内部的水射流打磨单元2、轨道测量单元5以及打磨控制终端6。其中，水射流打磨单元2包括与轨道车1连接的升降机构21、与该升降机构21连接的打磨水刀22、分别与打磨水刀23联通的水流调压机构23以及磨料进给机构24。所述轨道测量单元5包括车载轨道纵波测量装置501和车载轨道廓形测量装置502。其中，车载轨道纵波测量装置501用于实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置502用于实时检测轨道的横向廓形，并将实际测量结果与标准参数进行对比分析，显示偏差值，同时打磨控制终端6实时监测水射流打磨钢轨的状态，纵向波磨情况、轨道的廓形及水射流打磨钢轨的状态信息实时同步至水射流打磨单元2后，控制升降机构21动作实现对打磨水刀22位姿的动态调整，同时并行控制所述水流调压机构23调节各个打磨水刀22的水射流压力、流量、流速等打磨参数，以及磨料进给机构24的磨料进给量、进给速度、进给压力等送料参数，根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工，有效解决了传统钢轨打磨高温影响轨道廓形存在安全隐患、火花四射、打磨效率精度、质量不高等一系列问题。

在本发明的实施例中，轨道车1可采用内燃机驱动或接触网驱动方式，包括车体101、设于该车体101底部的走形机构102、设于车体端部的至少一个司机室103，优选地，在车体101两端头分别设置司机室103，以及设于车体101内的动力机构104和液压传动机构105。水射流打磨单元2设于车体101两侧底部，其通过升降机构21与车体101活动连接，可同时携带多把打磨水刀22，如单侧分别设置8把打磨水刀22，可实现对不同位置、不同角度、不同波磨、不同廓形钢轨表面进行同步打磨。具体而言，如图5所示，每把打磨水刀22结构相似，包括不同角度设置的大角度内侧水刀221、小角度内侧水刀222、水平水刀223以及外侧水刀224。其中，大角度内侧水刀221、外侧水刀224用于打磨钢轨的外侧边缘轮廓，小角度内侧水刀222与大角度内侧水刀221、外侧水刀224配合，用于打磨钢轨内侧转圆轮廓，水平水刀223则用于打磨钢轨顶部平面轮廓，且大角度内侧水刀221、小角度内侧水刀222、水平水刀223以及外侧水刀224可根据钢轨不同位置、不同角度、不同波磨、不同廓形，沿其安装基座圆弧进行自动调节位置和姿态进行打磨，实现对钢轨智能打磨。此外，根据打磨要求，每个水刀可以在圆弧机构上顺着圆弧旋转，旋转到相应的打磨位置，所有水刀联动后，可有效拟合钢轨轮廓，角度调整范围为内侧75°到外侧45°；如果需要提高打磨效率，可以2两组水射流钢轨打磨车重联，在打磨前和打磨后通过车载轨道纵波测量系统和车载轨道廓形测量系统对钢轨进行实施测量，打磨前评估轨况，打磨后判断打磨质量。

如图2和图8所示，在本发明实施例中，水射流调压机构23包括水射流增压器231、冷却装置232以及水箱233。此外，磨料进给机构24包括存储磨料的磨料箱241及磨料输送机构242。其中，水箱233用于存储循环利用的打磨用水，如图9所示，磨料通过磨料输送机构242与水比例混合后通过水射流增压器231增压对钢轨进行打磨，打磨后的水通过冷却装置232冷却至常温或低温后再次回流至水箱233实现水资源的循环利用。

如图3和图4所示，在本发明的实施例中，水射流打磨单元2包括设于打磨水刀22外侧的打磨装置盖门25，该打磨装置盖门25包括上盖板251和下盖板252以及设于上盖板251和下盖板252之间的旋转联动机构253。当打开盖门时，自大开启角度为140度，打磨装置和内部打磨单元能够一览无余，且无结构阻挡，方便视检，同时不会侵入建筑轨道廓形，可以在隧道内方便开启；旋转联动机构采用气弹簧支撑结构，打开盖门省力；盖门上同时设置安全锁链，对开门状态下起到防掉保护作用。打磨作业完毕后，控制下盖板252下放，通过旋转联动机构253带动上盖板251联动，实现对水射流打磨单元2的保护，防止水射流飞溅造成道床和钢轨损伤。

此外，如图6所示，本发明实施例中，轨道测量单元5包括支撑机构505，车载轨道纵波测量装置501、车载轨道廓形测量装置502，升降调节机构503、转动调节机构504以及伸缩机构506。其中，车载轨道纵波测量装置501通过伸缩机构506与支撑机构505连接，且可根据轨道廓形自动控制伸缩机构506伸缩运动，从而调节车载轨道纵波测量装置501与轨道廓形相匹配，实现轨道波磨情况实时动态检测。车载轨道廓形测量装置502通过升降调节机构503、转动调节机构504与支撑机构505连接，根据轨道走形通过升降调节机构503实时调节车载轨道廓形测量装置502高度，同时通过转动调节机构504实时调节车载轨道廓形测量装置502的角度，实现对轨道廓形的智能检测。所述车载轨道廓形测量装置502包括激光雷达，用于保证车辆的精确定位的定位模块；用于减少和消除车辆运动特性引起的测量误差振动补偿模块。激光雷达为非接触的光学测量设备，通过连续发射扇面激光束的方式，对运行空间的建构筑物和设备设施进行二维平面测量。激光雷达以角分辨率0.25°对背景做扇面扫描，得到以安装平面为横轴的距离轮廓曲线，激光雷达可以很容易的获得轨道断面参数信息，由于激光雷达将超出测量范围的距离设为FF，再加上距离、角度限定，便可获得轨道断面轨道廓形信息，从而获得所需要的轨道廓形信息。所述定位模块包括里程计和双目相机，里程计通过采集检测轨道车轮对转动数据计算车辆位移距离；双目相机为实现特定位置的标定和视觉里程计提供基础图像，采用传感器融合方式实现轨道车的高精度定位。定位模块结合列车的速度的里程信息，运用视觉里程计技术，以连续图像序列作为输入信号，通过计算自身的位姿变化进行运动计算；同时对第N号道岔岔尖、人防门、站台等固定里程位置的目标特征进行识别标定，对车辆的里程信息进行动态修正。通过里程计和双目相机的结合，实现40km范围内±1m的定位精度，便于检测系统从数据库中获取更加精准的线路数据，为后续的轨道廓形计算、打磨位置定位提供了基础。激光雷达检测过程中，由于受车体多自由度振动造成的横向偏移和纵向偏移的影响，会有一定的检测误差。因此需要通过振动补偿模块对检测结果进行补偿和修正，从而减小系统误差，提高测量精度。振动补偿模块包括两个激光摄像式传感器、两个补偿相机、倾角传感器以及陀螺仪。两个激光摄像式传感器分别用于扫描选取钢轨内侧距轨平面下16mm处定点。在静态的时候，由补偿相机0#、1#相机成像的数据获取0#、1#相机各自相对于最近钢轨的水平(高度)距离，利用倾角传感器记录此时车体倾斜姿态，利用陀螺仪选取此时基准平面。并将该距离定为初始状态的标定距离。在动态(轨道车运行)时，通过0#、1#相机的成像和数据、倾角传感器数据处理获取动态的水平距离，然后由动态水平(高度)距离减去静态水平(高度)距离得到的差值(即为车体左右摆动偏差)，通过相应的补偿算法补偿到物体水平(高度)值的检测中。本发明的智能化轨道廓形检测对易诱发位移突变的因素以及不易察觉微小位移进行识别和监测分析，从而实现对未来可能发生打磨的情况的预测和判断，且振动补偿模块可消除车体振动引起的测量误差，保证轨道车的动态测量误差≤10mm，解决了轨道廓形检测误差较大的难题。

此外，在本发明实施例中，如图7所示，打磨控制终端6包括视频采集设备601、辅助定位机构602、旋转轴603、驱动机构604以及基座605。其中，视频采集设备601通过辅助定位机构602、旋转轴603与驱动机构604连接，视频采集设备601、辅助定位机构602以及旋转轴603通过基座605与车体101连接。根据轨道测量单元5检测获得轨道波磨、廓形，通过辅助定位机构602、旋转轴603实时调节视频采集设备601的位置和姿态，实时采集水射流打磨单元2打磨视频，并传输至控制单元，控制单元根据轨道测量单元5检测获得轨道波磨、廓形以及打磨控制终端6采集的打磨视频信息，实时计算调节打磨水刀22的打磨姿态，实现智能化钢轨打磨。此外，视频采集设备601实现司机在司机室对打磨作业进行监控，可显示磨头及打磨机构各部分工作状态；出现异常时，控制系统具有报警功能。对水射流打磨装置升降处也能检测，使司机掌握打磨装置是否下降到钢轨上，当打磨装置脱轨时发出报警。

如图10所示，本发明实施例中，还提供了一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨方法，包括如下步骤：

步骤一：启动水射流打磨车，通过车载轨道纵波测量装置501实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置502实时检测轨道的横向廓形，并将实际测量结果与标准参数进行对比分析，显示偏差值；

步骤二：根据轨道测量单元测量对比分析的偏差值规划钢轨打磨的路径及水射流打磨单元2的打磨参数；

步骤三：驱动升降机构21带动打磨水刀22运动至对应打磨位置并调整姿态实现粗定位，启动打磨控制终端6实时采集打磨水刀22的位置和姿态并反馈给控制中心；

步骤四：启动水射流打磨单元2的大角度内侧水刀221、小角度内侧水刀222、水平水刀223以及外侧水刀224实现对钢轨的纵向波磨及横向廓形进行包绕式打磨；

步骤五：轨道测量单元5实时测量打磨后的钢轨纵向波磨和横向廓形是否满足要求，若不满足要求则反馈至控制中心控制打磨车1带动水射流打磨单元2实现对钢轨的往复打磨，若满足要求，则驱动水射流打磨单元2上升，打磨结束。

其中，步骤一包括：

S101：采集不同时间轨道的纵向波磨和横向廓形数据，组成跨越时间和空间维度的多维数据集合，经过长达数月、数年检测，将结果组成跨越时间和空间维度的多维数据集合；优选的，所述多维数据集合为(T_m，L_n，X_k，Y_k)。其中Tm指第m天；L_n指线路的里程第n米；X_k和Y_k分别指轨道断面的第k各数据点的X和Y坐标；

S102：采用多次样条插值方法将各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列；由于检测数据可能不是固定周期采集，可能存在数据空缺，采用多次样条插值方法对轨道缺陷的原始检测数据进行处理，实现各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列；

S103：通过半参数改进Kalman滤波器对变形数据进行滤波处理，利用卡尔曼滤波公式分解出纵向波磨及横向廓形数据含有的测量误差信息，实现轨道缺陷趋势项及误差项的分离，实现轨道纵向波磨和横向廓形的精确测量。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，包括轨道车(1)，其特征在于，还包括：

设于所述轨道车(1)底部的道测量单元(5)，其包括用于实时测量钢轨纵向波磨缺陷的车载轨道纵波测量装置(501)和用于实时检测轨道横向廓形的车载轨道廓形测量装置(502)；

设于所述轨道车(1)内部的水射流打磨单元(2)，其包括与所述轨道车(1)连接的升降机构(21)、与该升降机构(21)连接的打磨水刀(22)、分别与打磨水刀(23)联通的水流调压机构(23)以及磨料进给机构(24)；

设于所述轨道车(1)底部用于实时监测水射流打磨钢轨的状态的打磨控制终端(6)；

以及控制中心，钢轨的纵向波磨缺陷、横向廓形及水射流打磨钢轨的状态信息实时同步至水射流打磨单元(2)后，通过控制中心实时控制升降机构(21)动作实现对打磨水刀(22)位姿的动态调整，同时并行控制所述水流调压机构(23)调节各个打磨水刀(22)的水射流压力、流量、流速等打磨参数，以及磨料进给机构(24)的磨料进给量、进给速度、进给压力等送料参数，根据钢轨不同的波磨、廓形条件下的自适应水射流打磨加工。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述轨道测量单元(5)包括升降调节机构(503)、转动调节机构(504)以及伸缩机构(506)；

所述车载轨道纵波测量装置(501)通过伸缩机构(506)与支撑机构(505)连接，且可根据轨道廓形自动控制伸缩机构(506)伸缩运动，从而调节车载轨道纵波测量装置(501)与轨道廓形相匹配，实现轨道波磨情况实时动态检测；

所述车载轨道廓形测量装置(502)通过升降调节机构(503)、转动调节机构(504)与支撑机构(505)连接，根据轨道走形通过升降调节机构(503)实时调节车载轨道廓形测量装置(502)高度，同时通过转动调节机构(504)实时调节车载轨道廓形测量装置(502)的角度，实现对轨道廓形的智能检测。

3.根据权利要求1所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述打磨水刀(22)包括不同角度设置：

用于打磨钢轨的外侧边缘轮廓大角度内侧水刀(221)及外侧水刀(224)；

用于打磨钢轨内侧转圆轮廓的小角度内侧水刀(222)；

用于打磨钢轨顶部平面轮廓的水平水刀(223)。

4.根据权利要求3所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述角度设置调整范围为内侧75°到外侧45°。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述水射流调压机构(23)包括水射流增压器(231)、冷却装置(232)以及水箱(233)。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述磨料进给机构(24)包括存储磨料的磨料箱(241)及磨料输送机构(242)。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，所述水射流打磨单元(2)包括设于打磨水刀(22)外侧的打磨装置盖门(25)，该打磨装置盖门(25)包括上盖板(251)和下盖板(252)以及设于上盖板(251)和下盖板(252)之间的旋转联动机构(253)。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨轨道车，其特征在于，打磨控制终端(6)包括视频采集设备(601)、辅助定位机构(602)、旋转轴(603)、驱动机构(604)以及基座(605)；

所述视频采集设备(601)通过辅助定位机构(602)、旋转轴(603)与驱动机构(604)连接；

所述视频采集设备(601)、辅助定位机构(602)以及旋转轴(603)通过基座(605)与车体(101)连接。

9.一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：启动水射流打磨车，通过车载轨道纵波测量装置实时测量钢轨的纵向波磨情况，车载轨道廓形测量装置实时检测轨道的横向廓形，并将实际测量结果与标准参数进行对比分析，显示偏差值；

S200：根据轨道测量单元测量对比分析的偏差值规划钢轨打磨的路径及水射流打磨单元的打磨参数；

S300：驱动升降机构带动打磨水刀运动至对应打磨位置并调整姿态实现粗定位，启动打磨控制终端实时采集打磨水刀的位置和姿态并反馈给控制中心；

S400：启动水射流打磨单元的大角度内侧水刀、小角度内侧水刀、水平水刀以及外侧水刀实现对钢轨的纵向波磨及横向廓形进行包绕式打磨；

S500：轨道测量单元实时测量打磨后的钢轨纵向波磨和横向廓形是否满足要求，若不满足要求则反馈至控制中心控制打磨车带动水射流打磨单元实现对钢轨的往复打磨，若满足要求，则驱动水射流打磨单元上升，打磨结束。

10.根据权利要求9所述的一种钢轨智能测量及高压水射流一体化打磨方法，其特征在于，步骤S100包括：

S101：采集不同时间轨道的纵向波磨和横向廓形数据，组成跨越时间和空间维度的多维数据集合，经过长达数月、数年检测，将结果组成跨越时间和空间维度的多维数据集合；

S102：采用多次样条插值方法将各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列，采用多次样条插值方法对轨道缺陷的原始检测数据进行处理，实现各项数据非等距时间序列转变为连续时间序列；

S103：通过半参数改进Kalman滤波器对变形数据进行滤波处理，利用卡尔曼滤波公式分解出纵向波磨及横向廓形数据含有的测量误差信息，实现轨道缺陷趋势项及误差项的分离，实现轨道纵向波磨和横向廓形的精确测量。

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