论文:惯性法测波磨的实践与应用。

基于目前的检测方法，弦长测量法的传递函数并不总是等于1，不能正确反映轨道不平顺。惯性参考法受速度影响很大。低速时加速度信号弱，信噪比低，需要做积分运算，低频信号容易造成积分饱和。考虑积分稳定性问题，误差较大。因此，目前的检测方法还存在很多不足。随着光电技术的发展，在弦长测量和惯性参考法的基础上，需要发展一种利用光电位移计或光电摄像技术获取位移信号的检测方法，检测精度将大大提高。本文以波磨检测系统在黄硕铁路的应用为背景，指导钢轨打磨，探索打磨周期。

波动铣削RMS铣削

波磨是铁路线路上钢轨顶面的波浪状磨耗，钢轨表面的光带闪烁不定。它有两个属性:波长和谷深。波长是两个相邻峰之间的纵向距离，谷深是相邻峰和谷之间的垂直距离。

1钢轨波动对列车运行的影响

1.1增加工务部门维修费用，损坏轨道。

(1)加速石渣破碎。当轨道上的垂直力增大时，道碴会受到挤压，更换和维修道碴的工作量就会增加。

(2)空挂、白节、沸泥现象增多。联合空吊会使白碴转向轨面，这是空吊的典型特征。长期的空吊和自然灾害的影响会使轨道翻浆冒泥。(3)轨枕的裂缝和故障增加。在波磨区，波峰对轨枕的荷载和垂向力增大，轨道被压坏，很多轨枕会形成裂缝甚至失效。

2组成和功能

波磨检测系统由软件和硬件组成。硬件主要包括左右轴箱加速度计、实时采集计算机、预处理装置、波磨波形机等。软件主要包括钢轨波磨实时检测软件、数据接收软件、超限编辑及报表生成软件和波形分析软件。

2.1系统组件功能

(2)预预处理装置。预处理装置由15V和5V集成稳压电源及左(L)和右(R)加速度处理板组成。前面板有调试和检测孔，可以监控各种传感器的原始信号和通过处理板进入A/D采集板的信号。左(L)和右(R)加速度信号处理板分别对左、右加速度信号进行预处理，包括调零、增益调整和抗混叠滤波。

(3)波磨实时处理计算机。波磨实时处理计算机是波磨系统的核心和大脑。在波磨实时处理平台下，采用原始加速度信号，等距显示和存储。同时，通过数字处理、积分滤波等技术，计算出钢轨顶面相对于轴箱的位移，输出钢轨波磨的振幅。工控机开机后，应在此界面正确设置检测信息。

采集前，实时处理界面应正确设置检测线、方向、起始里程和状态。界面自上而下显示三组波形，即波磨峰值波形、波磨有效值波形和原始触发信号波形，并将数据实时传输到波形机。

(4)波磨波机。波磨波形机位于车内波磨实时处理计算机下方。它的主要功能是数据存储和波形显示，可以比较波形的历史数据，实时输出超限报告，并对数据进行编辑、统计和打印。

(5)超限报告包括超限位置、类型、峰值大小、长度、等级、速度和检测标准。

(6)波形图包括实时检测速度和里程，左右股原始触发信号，左右股原始值波形，左右股有效值波形。浏览波形图时，可以查看轨面的波动情况和趋势，点击缩放功能，放大波形图，点击测量，可以得到任意点的波磨原始峰值和任意截面的波磨均方根值。还可以通过对比波形历史数据预测病害的发展趋势，指导钢轨维修和评价钢轨维修质量。

2.2检测原理

钢轨波磨检测系统是对钢轨顶面波磨进行动态在线检测的系统。它采用惯性基准法，在QNX实时操作系统平台下实现对原始加速度信号的等距采样、显示和存储，计算机对原始触发信号进行二次积分和滤波处理，计算出钢轨顶面相对于轴箱的位移，从而得到波磨的幅度。

2.3实践和应用

由于波磨病害主要发生在曲线的下股，目前的波磨检测系统指导钢轨打磨，主要依靠曲线下股的均方根平均值降序排列，从而制定铣削或打磨方案(如表1所示)。

(2)评价轨道维修质量。无论是铣作业还是磨作业，波磨检测系统都可以用来评价施工前后的作业质量。通过使用波形图的缩放和测量功能，可以读取具体的数值。灰色波形代表磨前钢轨表面波磨削的振幅，蓝色波形代表磨后表面波磨削的振幅。通过比较发现，铣削后的波磨振幅明显减小。

(3)建立波磨观测台账。波浪磨耗是钢轨表面的主要病害。为了探索线路打磨周期，研究延长重载铁路使用寿命的综合技术措施，有必要进行现场验证，研究综合技术措施的有效性和实用性。在此基础上，我们通过建立铣削段的观测帐户来探索磨削(铣削)循环。如表2所示。

如表2所示，4月代表磨前波磨，5月、6月、7月、8月、9月代表磨后波磨发展。磨后的波磨明显低于磨前，且波磨幅度随时间逐月增大。通过跟踪观察，当波磨振幅与铣削前振幅相等时，得到铣削周期。

3结论

基于目前的检测方法，弦长测量法的传递函数并不总是等于1，不能正确反映轨道不平顺。惯性参考法受速度影响很大。低速时加速度信号弱，信噪比低，需要做积分运算，低频信号容易造成积分饱和。考虑积分稳定性问题，误差较大。因此，目前的检测方法还存在很多不足。

随着光电技术的发展，在弦长测量和惯性参考法的基础上，需要发展一种利用光电位移计或光电摄像技术获取位移信号的检测方法，检测精度将大大提高。

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