变残留率的有砟轨道高低不平顺恢复模型
随着铁路线路的运营,轨道几何不平顺不断恶化,当其超过管理标准限值时,就需要进行养护维修,使其恢复到合理范围内.大机捣固和钢轨打磨是线路养护维修的重要手段[1-4],在实际养修作业中由于养修计划的不同,存在单独捣固、单独打磨、先捣固后打磨、先打磨后捣固,共四种不同作业工况.不同的作业方式对轨道几何不平顺恢复行为势必会产生不同的影响,但是,目前对捣固打磨作业先后顺序及其作业效果的研究很少[5-9],不同作业工况下轨道不平顺的恢复效果如何,有待于进一步研究.
在轨道养修作业后,轨道几何不平顺恢复效果如何,是铁路工务部门关注的重点,在养修作业前,对养修作业后的轨道几何不平顺进行预测,能使工务部门做到心中有数,对合理安排养修作业计划具有重要意义.在养修作业后的轨道不平顺恢复预测研究方面,国内几乎是空白,国外学者Quiroga等[10]提出了一种对单元区段(200 m)在两次捣固之间的高低不平顺进行描述的指数模型,并用蒙特卡罗法对轨道状态恶化和恢复过程进行了模拟.葡萄牙学者Vale等[11]认为捣固后初值、恶化率和改善量都可以看做随机变量,并对里斯本到波尔图线的高低不平顺数据进行统计分析,发现Dagum分布有很好的拟合优度.国内主要采用轨道质量指数TQI(track quality index)来分析评价线路状态,并作为线路养护维修计划制定的优化指标[12-14].常欢等[15]针对200 m单元区段的TQI,建立了一个对相邻两次维修之间的TQI进行预测的多阶段线性预测模型.但是,他们没有考虑到不同线形的影响,铁路线路存在直线、曲线和桥隧3种区段,不同线形状态下的轨道几何不平顺恢复效果如何,需要进一步研究.
本文基于沪昆线捣固与打磨作业实践,对单独捣固、单独打磨、先捣固后打磨、先打磨后捣固四种不同作业工况下的轨道不平顺恢复效果进行分析,对比了四种作业方式的作业效果,以捣固作业为例,建立直线、曲线和桥隧3种线形条件下的上的轨道不平顺恢复预测模型,并利用既有沪昆线实测数据进行了验证.
钠交代型是龙首山成矿带最常见的铀矿化类型,受断裂构造控制明显,且不同的构造组合形式具有不同程度的成矿作用。
1 不同作业方式下轨道不平顺恢复效果分析
大机捣固和钢轨打磨可以显著改善钢轨平顺性,是我国有砟线路养修的重要手段,日常养护维修作业中,同一区段短时间内可能先后存在捣固作业和打磨作业,称为复合作业,根据作业计划的不同,复合作业又分为先捣固后打磨、先打磨后捣固,这样,根据养修作业计划的不同,存在单独捣固,单独打磨,先捣固再打磨,先打磨再捣固4种作业方式.为合理安排养修作业计划,需对4种作业方式改善轨道不平顺的效果进行分析.
残留率是评价轨道不平顺改善效果的重要指标,其定义为轨道几何不平顺残留率=作业后不平顺值/作业前不平顺值.残留率越小,说明养修作业效果越好,反之,说明养修作业效果越差.为分析四种作业方式改善轨道不平顺的能力,基于沪昆线2010-2015年养修作业实测数据,分别对直线,曲线和桥隧3种区段下,4种作业方式的残留率进行计算,计算结果如图1~3所示.
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图1 直线区段不同作业方式残留率对比图Fig.1 Comparison of Residual Rate of Different Maintenance Modes in Tangents
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图2 曲线区段不同作业方式残留率对比图Fig.2 Comparison of Residual Rate of Different Maintenance Modes in Curves
根据养护维修作业后轨道高低不平顺标准差值的计算式,得到单独捣固条件下,既有沪昆线上直线区段、曲线区段和桥隧区段高低不平顺标准差值预测公式依次如式(4)~(6)所示:
2) AC actuator: mainly used to control the aircraft cabin door or rudder surface;
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图3 桥隧区段不同作业方式残留率对比图Fig.3 Comparison of Residual Rate of Different Maintenance Modes in Bridges & Tunnels
对于2种复合作业方式,先捣固后打磨的残留率明显低于单独捣固,即先捣固再打磨改善轨道几何不平顺的能力高于单独捣固,这是因为先捣固后打磨相当于先把轨道基础整平,然后对钢轨表面进行打磨,形成捣固与打磨的叠加效应,当作业前高低不平顺标准差大于1.6 mm时,效果更为明显.
先打磨后捣固的残留率明显高于单独捣固,即先打磨后捣固改善轨道几何不平顺的能力低于单独捣固,这是因为开始的打磨作业使钢轨变得平顺,但是后面的捣固作业使轨道基础发生变化,导致前面打磨作业效果受到影响,甚至使复合作业的效果低于只捣固作业.
上述三个线形区段数据拟合中,R2均在0.9以上,可见拟合优度是很好的.由此,可以得到单独捣固条件下,既有沪昆线上直线区段、曲线区段和桥隧区段,残留率的预测公式依次如式(1)~(3)所示:
2 轨道不平顺恢复模型
2.1 恢复预测模型的假定
现有的铁路年度养护维修计划安排中,大型养路机械的捣固作业占了很大的比重,对捣固作业后轨道几何不平顺恢复效果进行预测,对合理制定大机捣固作业计划有重要意义,在建立模型之前,首先作如下假定:
1) 轨道几何不平顺经过大型养路机械的养护,得到最佳的恢复效果,机械的作业效率得到完全的发挥,线路被划分成长度均为200 m的单元区段组系列,每个单元区段上养护维修后的轨道状态采用养护作业残留率来评估;
通过拨码开关设置每个基于霍尔传感器的太阳能光伏发电检测系统的站号,拨码开关的每一位与单片机U1的21号~28号I/O引脚相连.每一位有开、关两种状态,手动向上拨即为开向单片机写1,手动向下拨即为关向单片机写0,拨码开关的输出相当于一个8位2进制数,即00000000-11111111,手动调节拨码开关的8个开关触点,生成一个8位2进制数,即一个检测系统的站号,每个单独的电压、电流检测系统在CAN总线中相当于一个节点,每个节点都具有自己独一无二的站号,可以用来准确识别总线系统里的每一个节点.
2) 当养护作业前轨道几何不平顺标准差相同时,属于同一种线形的单元区段采用相同的养护作业残留率;
随着立冬、小雪的到来,时光从烈火变成文火,回归一种凝聚的沉静,若觉春夏日子快了,那就逐渐慢下来。深秋,一送再送,而远方的雪,正向我们奔赴。不久,苍茫的大地将被冰雪覆盖,一切生命都将归于蛰伏,等待来年的新生。
选取2010-2015年既有沪昆上行线数据,单独捣固条件下,直线区段、曲线区段和桥隧区段上养护作业残留率随作业前高低不平顺标准差变化情况如图1所示,通过前述分析可以看到,捣固前高低不平顺1.6 mm这个数值可以作为捣固作业残留率由前期急剧变小向后期基本保持平稳的过渡点,因此养护作业残留率的预测,也分为两部分进行,对于捣固前高低不平顺小于过渡点数值的数据采用非线性函数进行拟合,对于捣固前高低不平顺大于过渡点数值的数据则采用对各点数据取均值的方法得到一个定值.
动物防疫工作是在动物养殖中结合实际养殖现状以及常见疫病做好的预防、控制、消灭性措施,能更好地推动我国畜禽养殖业长远发展。动物防疫检疫工作是由不同部门与人员构成,对我国现有的防疫检疫工作标准进行分析,从畜禽动物引种、养殖、经营、运输等各个环节对产品进行加工、销售和存储,做好各个环节预防与控制,能够全面提升动物健康水平。在动物检疫工作中,要依照相应的法律法规对各类疫病进行全面检查,通过检查能对疑似患有疫病的动物进行强制性隔离,或做出相应处理措施。相关管理部门要积极整合当前防疫检疫中存在的问题,采取针对性控制措施,扩大动物防疫检疫工作覆盖范围,提升工作质量[1]。
2.2 变残留率不平顺恢复预测模型
3) 养护维修作业残留率用非线性的函数g=F(σ,A,B,C)进行拟合,其中,σ为作业前的不平顺标准差,A,B,C为待定参数;
对图1中3个线形区段上捣固前高低不平顺标准差小于1.6 mm部分的残留率选取函数多项式g=A·σ2+B·σ+C进行拟合,结果如图4~6所示,拟合参数如表1~3所列.
4) 养护作业残留率在作业前不平顺标准差达到一定值时就趋于一个定值,不再随作业前轨道状态的不同而发生变化.
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图4 直线区段残留率拟合曲线Fig.4 Fitting Curve of Residual Rate in Tangents
一是经验技巧与持续发展相结合。在“关注水平阶段理论”和嬗变学习理论的视角下,培训课程既立足新任教师当下需求,又面向新任教师未来发展需要,不局限于经验的传递,而是更关注理念的更新,注重合作与反思的运用,努力让每一位学员都成为具有反思能力的教学实践者,最终实现教师教育观念和行为的切实改变。
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(1)
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(2)
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(3)
式中:σi为i单元区段上养护维修作业前轨道高低不平顺标准差值.
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图5 曲线区段残留率拟合曲线Fig.5 Fitting Curve of Residual Rate in Curves
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图6 桥隧区段残留率拟合曲线Fig.6 Fitting Curve of Residual Rate in Bridges & Tunnels
表1 直线区段残留率拟合参数
Tab.1 Fitting Parameter of Residual Rate in Tangents
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参数ABCR2数值0.854-2.472.2820.935
表2 曲线区段残留率拟合参数
Tab.2 Fitting Parameter of Residual Rate in Curves
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参数ABCR2数值0.82-2.1531.9540.938
表3 桥隧区段残留率拟合参数
Tab.3 Fitting Parameter of Residual Rate in Bridges & Tunnels
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参数ABCR2数值0.147-0.8471.4850.908
由图1~3可知,4种不同作业方式下的作业残留率都随着作业前高低不平顺标准差的增大而减小,并最终趋于一个稳定值;4种不同作业方式的养护维修效果优劣顺序依次为:先捣固后打磨,单独捣固,先打磨后捣固,单独打磨, 在残留率达到稳定前,先捣固后打磨与单独捣固这两种方式的作业残留率差别在5%以内,在稳定后两者的差值在10%左右, 其余两种作业方式的改善效果与它们差距较大,单独打磨作业残留率普遍高出10%~40%不等.
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(4)
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(5)
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(6)
式中:σi为i单元区段上养护维修作业前轨道高低不平顺标准差值为i单元区段上养护维修作业后轨道高低不平顺标准差值.
3 模型实例验证
选取2011-04-20至2017-07-17既有沪昆线上行直线区段K142+000~K142+200、2011-05-03至2017-06-12曲线区段K487+800~K488+000、2011-03-18至2017-05-23桥隧区段K233+400~K233+600,这3个200 m单元区段用于恢复预测模型的分析验证.根据既有沪昆线上行大机捣固作业日报表的统计结果显示,上述3个区段在所选时间范围内进行的捣固作业均为5次.各区段在历次捣固作业后高低不平顺标准差预测结果如下表4~6所列.
通过表4~6分析可以看到,直线区段、曲线区段、桥隧区段上养护作业后高低不平顺恢复值预测的相对误差均值均在10%以下.其中,直线曲线预测的绝对误差平均为0.066 mm,相对误差平均为7.76%,曲线地段预测的绝对误差平均为0.046 mm,相对误差平均为7.08%,桥隧地段预测的绝对误差为0.086 mm,相对误差平均为9.33%.可以看到,模型在直线区段和曲线区段的预测效果好于桥隧区段.
A-A′剖面(图2)显示,F3断层在热水塘村一带上覆有良好的保温盖层,热储层中的热液沿该断裂上升出流,在地表形成温泉,其中S18温泉温度45 ℃,水量较大。C-C′剖面(图3)直观地反应出该区灯影组地层是良好的热储层,但因盖层较薄,钻孔抽水人为加剧地下水循环,进而导致降雨入渗混入热储层造成论证区热储层温度不会太高。
表4 直线区段Ⅰ历次捣固作业后不平顺预测
Tab.4 Prediction of Standard Deviation of Irregularity after Tamping in Tangent Ⅰ
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项目捣固阶段第一次第二次第三次第四次第五次均值实测作业前不平顺/mm1.171.3851.91.871.96实测作业后不平顺/mm0.670.820.80.8410.997理论作业后不平顺/mm0.6570.6910.8740.860.901绝对误差/mm0.0130.1290.0740.0190.0960.066相对误差/%1.9415.739.252.269.637.76
表5 曲线区段Ⅱ历次捣固作业后不平顺标准差预测
Tab.5 Prediction of Standard Deviation of Irregularity after Tamping in Curve Ⅱ
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项目捣固阶段第一次第二次第三次第四次第五次均值实测作业前不平顺/mm0.5650.7851.011.191.24实测作业后不平顺/mm0.530.660.6050.610.748理论作业后不平顺/mm0.5650.6040.6220.6580.676绝对误差/mm0.0350.0560.0170.0580.0720.046相对误差/%6.608.482.817.879.637.08
表6 桥隧区段Ⅲ历次捣固作业后不平顺标准差预测
Tab.6 Prediction of Standard Deviation of Irregularity after Tamping in Bridge Tunnel Ⅲ
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项目捣固阶段第一次第二次第三次第四次第五次均值实测作业前不平顺/mm0.9551.0251.0151.171.15实测作业后不平顺/mm0.8450.950.7750.9110.927理论作业后不平顺/mm0.7740.7910.7880.8130.811绝对误差/mm0.0710.1590.0130.0980.0840.086相对误差/%8.416.741.6816.279.069.33
4 结论
本文在分析不同养修作业方式、不同线形区段下轨道不平顺改善效果的基础之上,建立了捣固作业下的轨道不平顺恢复预测模型,以既有沪昆线上三个典型单元区段为例,对历次养护维修作业后高低不平顺标准差的恢复值进行了预测,主要结论如下:
1) 根据养修作业计划的不同,存在单独捣固、单独打磨、先捣固后打磨、先打磨后捣固四种不同的养修作业方式,四种作业方式改善轨道平顺性效果优劣顺序依次为:先捣固后打磨,单独捣固,先打磨后捣固,单独打磨.
2) 基于沪昆线捣固与打磨作业实践,分析了不同养修作业方式下的轨道不平顺恢复效果,以捣固作业为例,分别建立了直线、曲线和桥隧三种线形区段下的轨道不平顺恢复预测模型,模型在直线和曲线区段预测相对误差均值在7%左右,在桥隧区段的预测相对误差在9%左右,预测效果良好.
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