轨道校准系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种能够在轨道设施上运行的铁路养护机械的轨道校准系统，具有计 算机控制的校准轨道位置的起道校正设备、在起道校正设备的范围中测量轨道位置的控制 测量设备、测量校正后轨道位置的检验测量设备，W及用于压实轨道碎石道床的捣固机。
【背景技术】
[0002] 大部分铁路轨道的道床都为碎石道床。其轨枕横置于碎石中。碎石的功用主要有： 将车轮作用力传递到路基面上，吸收施加于钢轨与轨枕的横向力，W及排出表面积水。由于 行驶于其上的列车的车轮力的作用，碎石出现不规则的沉降，轨道也会出现侧向几何位置 偏移。碎石轨床的沉降导致纵向高度、（转弯处）的过高处（UberhShung)、扭转、轨距、W 及校正位置出现偏差。若运些几何尺寸超过舒适限值，则需要计划并实施维护工作。若其 超过所规定的危险限值，则基于其偏差的大小需要或降低列车速度，或封锁轨道，或立即修 复运一所谓的单项误差。
[0003] 现今轨道几何偏差的校正与修复大多通过铺轨机完成。为使轨道在相应的几何改 善工作后能够重新投入使用，大多数的铁路养护机械都会装有所谓的检验测量设备。对于 通过铁路养护机械或其他方式校正后的轨道位置的质量规定了检验容限。该容限体现了几 何尺寸改进质量的最低要求。由检验测量设备或者检验记录装置来验证其。
[0004] 其中值得提出、记下W及改正的尺寸为：轨道的扭转、轨道的纵向高度、轨道的方 向或侧向位置、轨距W及轨道的侧倾或过高（OberhShung)。铁路养护机械如捣固机能够 修复被列车载荷破坏的几何尺寸。电动液压控制的起道校正设备将轨道抬升并调整至规定 位置。为此所需的力由钢轨的尺寸、轨枕、轨枕与道床的摩擦力、该力所作用的轨道有效长 度W及其他一些因素决定。该力由液压缸提供，通过压力传感器测量进行的压力测量可测 量该作用力。当然此处也可直接使用力传感器。
[0005] 校正轨道位置时所出现问题为，轨道系统包含弹性组件。在校正轨道的力的作用 下，钢轨固定部中的钢轨会偏转（倾倒），其取决于校正力的大小并且可在2-6mm量级中。除 此之外，钢轨会由于制造公差而W轨脚在钢轨固定部中滑动，在一般力作用下运一移动的 大小在Imm的量级中。并且，侧向被移动的轨排（由于钢轨的弯曲扭矩）在校正后有l-2mm 的弹性回弹。如果将轨道抬升并通过捣固机压实轨枕下的碎石W固定轨道位置，则该轨道 养护机械的车轮的负荷本身就会引起沉降。该沉降的大小取决于起道装置的尺寸，下方碎 石轨床的厚度（在轨道过高时较高一侧的钢轨下轨床较厚），碎石状况（是否受污），碎石 自身（颗粒的可咬合性，形状，材料，受污等级），天气（潮湿的轨床导致更深的沉降），W及 轴载。由于在过高的钢轨下在转弯处碎石较多，所W运一侧的沉降略大于所谓的基准轨。运 会导致过高偏差W及扭转偏差。扭转偏差尤为值得注意，因为它是对于脱轨而言的关键尺 寸。即使在铺轨机对偏差的理论上绝对正确的校正中，由于钢轨和轨排的回弹W及沉降，轨 道偏差依然存在。处理轨道后的偏差越少，在其上行驶的列车的车轮与其的相互作用力就 越小，由此所达到的几何位置的保持就越长久。因此理想的是，轨道几何位置尽可能的与规 定位置相符合，因为运样可W节省巨大的成本与开销。
[0006] 为控制运一过程，常设有针对校正，起道，W及侧倾的测量系统。测量系统大多装 有钢索，其会导致测量系统的系统误差。在算法的帮助下，运一系统误差可通过控制计算机 得W计算和补偿。轨道设计中给出了钢轨的规定几何结构，并且该规定几何结构可W在被 输入计算机后用于基于对测量系统的特性的知识计算出系统误差。
[0007] 若在有些国家，还没有类似的轨道规定几何结构的规定，则可令铁路养护机械的 现有的测量系统在轨道上运行，并储存测量数据。通过运些测量数据可优化，改善并平滑轨 道几何曲线。通过对比运些平滑的轨道几何曲线和实际测量值可W得出起道和校正修正 值，在计算后该修正值可W用W控制和操纵养路机械。运一修正值还可被其他测量与评定 测量系统取得。例如W电子方式取得轨道几何规定数据。
[0008] 为编绘工作所达到的质量，通常在养路机械后部通过牵引杆钩挂独立的检验测量 设备。运些记录下的测量尺寸设及的也是与铺轨机的控制系统相同的测量尺寸，只不过是 基于另一套钢索长度。运些数据被打印并储存并/或显示在屏幕上。
【发明内容】
[0009] 因此，发明的任务为将上文描述的轨道校准系统类型改进为使得能够缩减校正和 起道后的轨道位置剩余偏差。
[0010] 本发明通过W下方法来完成运一任务：先计算在轨道上作用的校正力造成的轨排 弹性回弹值，并在给出规定校正参数时将其考虑在内，也就是W被起道校正设备将轨道在 规定位置之外在W弹性回弹值移位。钢轨的回弹同样可被测量，回弹值可直接在校正力消 失后被校正值传感器测得。
[0011] 通过发明，应使校正后由钢轨与轨排回弹造成的轨道位置剩余偏差尽可能地小或 者在理想的情况下向零靠近。其可通过对起重缸（例如通过压力传感器）的力的测量和对 预期的回弹路径的计算或测量得W实现。轨道在被校正时可将之后回弹的值叠加在校正值 上，则在校正后轨道可回弹至规定位置。
[0012] 为进一步缩小校正偏差可通过规定位置与检验测量设备测量出的检验测量值的 差距计算出平均校正偏差，将轨道通过起道校正设备为了接近规定位置而附加地移位。为 此通过检验测量设备的索测量传感器的钢索，借助重建方法（见DE10337976A)进行的换算 和对钢索系统的传递函数的考虑，可计算出实际的残留误差，并由此计算出平均值。两个值 都叠加在由控制主机给定的校正值上。由此轨道在被校正时被铺轨机过度按压，在校正结 束后在理想情况下轨道回弹至理想的规定位置。
[0013] 进一步值得推荐的是，计算出轨条自身所产生的过高处的沉降，并在给出规定过 高值时对其加W考虑，也就是W起道校正设备将轨道在期望位置之外再抬高算出的沉降值 叠。由此轨道被抬高后由校正和捣固时产生的沉降所导致的过高偏差可得W补偿。通过对 预期沉降的计算可达到该目的。起道捣固过程后直接出现的不均匀沉降可由过高偏差体 现，可在起道力撤销后通过倾斜仪直接测量过高偏差而测得该沉降。
[0014] 由规定位置和检验测量设备测出的检验测量值的差值可计算出平均的过高偏差， W便通过起道校正设备为了更接近规定位置而附加地将轨道移位。利用运一平均值可调整 剩余沉降误差。过高偏差值和平均过高偏差值均叠加在由控制主机给定的过高值上。实际 情况中，过高的轨条被更高的抬起，运样在预期的沉降发生时，轨道在理想的情况下能到达 理想的规定的高差。
[0015] 校正力主要由与起道校正设备对应的力传感器和/或压力传感器测量。通过与此 有关的测量值接下来可计算出轨道的弹性回弹量。而轨道的轨条的过高处的沉降则可通过 过高的钢条的高度计算。与此有关的数学关联将在附图描述中加W详述。
[0016] 优选地，控制测量设备和检验测量设备对应于共同的输出设备，特别是监视仪和 数据记录仪，运些设备可将测量结果显示出来。由此所有相关的数据直接在输出设备上显 示，并且由控制器监察。同时还可W显示，所要求的容限是否得到满足，为此修正值也在共 同的输出设备上显示。运一设计的优点在于，控制测量设备和检验测量设备与共同的计算 设备对应，在该计算设备中的所有数据可W被综合和处理。通过按照现有技术将用于控制 主机W及检验记录器的两个计算机和输出装置、尤其是屏幕综合，可W将x/y坐标下的所 有数据可W相同对齐地显示。由此可在被分成两部分的显示屏上同时显示轨道几何结构的 规定预给参数和检验记录器记录的校正后轨道几何结构。运一设计不仅可W改善人机交互 使数据更易读取，还可W在屏幕上的记录中追踪并控制修正值和其对所产生的轨道几何结 构的质量的作用。
[0017] 如果将控制测量装置和检验测量装置测得的测量值与GI^设备确定的位置数据 相对应，则每个测量数据都可直接对应于唯一的位置信息，由此可保证编绘资料的整齐性， 并且在后处理中或是评定时每个位置都可准确找到。再者，控制测量装置，检验测量装置的 测量值和/或修正值可通过无线传输路径被传送至计算装置。由此数据可W传输至数据处 理中屯、，并且使得对工作进展的集中式监视成为可能。由于与本发明有关的修正值W及其 他一些结果数据对于安全性有重要意义，因此将数据尽可能无延迟地、即刻地传输至铁路 负责方至关重要。正因为如此，系统安装有无线的传输设备如GSM等，借此数据可在调用时 被传输。通过无线连接，同时也从铁路数据库传输基于不同钢轨类型，钢轨固定方式，W及 轨枕的有关的数据，从而可W通过校正力正确地补偿钢轨的弹性偏转量。
[0018] 进一步值得推荐的是，用至少一个图像采集装置监视轨道设施，并且其中至少一 个图像采集装置的数据优选通过无线电路径、尤其是WLAN传输到计算设备中，计算设备将 图像数据与测量值，修正值，W及可能与位置数据相对应。由此可W将不允许实现所希望的 轨道几何结构的轨道位置异常处归档。在检验记录仪的监视图上相应的位置处显示提示性 的ICON。若运一功能被激活，则屏幕上自动显示保存的图像。
【附图说明】
[0019] 附图中例如示意性地显示了本发明的结构，图中显示：
[0020] 图1 :装有根据发明的轨道校准系统的铺轨机侧视图，
[0021] 图2 :控制测量装置和检验测量装置的俯视图，
[002引 图2a至2c:简化的轨道位置俯视图，
[0023] 图3 :由于碎石道床而过高的轨道的横截面，
[0024] 图4至4b:过高的简化示图，
[00巧]图5 :与校正力和回弹效应的关系有关的曲线图，
[0026] 图6 :与抬升值和过高的关系有关的曲线图，
[0027] 图7 :轨道校准系统的计算控制部的工作原理图，
[002引图8和9观有技术下的监视仪显示，
[0029] 图10 :根据发明的监视仪显示。
【具体实施方式】
[0030] 图1为铺轨机17,其具有捣固装置24和导向柱23,捣固装置由震动驱动器26和 可移液压缸度eistellz^inde;r)25组成，其可沿导向柱23上下运动。在捣固时捣固工具 57将轨枕两侧向碎石中嵌入并压缩，使得被抬起和校正后的轨排在捣固和机器驶过后能够 保持其位置。起重压力缸15和起重滚轮16作用于轨头，将轨排抬至规定位置。经由对轨 道进行校准的起道校正设备，轨道校正