长波高低不平顺检测方法及装置与流程

1.本发明涉及铁路轨道检测技术领域，尤其涉及长波高低不平顺检测方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.竖曲线是铁路线路纵断面的重要组成部分，用于实现列车在相邻两个坡段间的平顺过渡，保证列车在变坡点附近运行安全性和舒适度要求，减小列车通过变坡点时对线路的冲击作用。目前，部分高铁线路暴露出竖曲线区段存在动态长波高低不平顺超限、舒适度不良等情况，已成为高铁线路在验收与运营阶段面临的突出问题。由此可见，科学合理的检测方法对线路纵断面线形和轨道不平顺评价与控制至关重要。
4.轨道动态不平顺的检测原理为惯性基准法，其中长波高低不平顺和轨向不平顺是按指定波长范围输出的相对偏差量。线路平面线形特征明显，检测系统容易识别出曲率、超高等平面曲线参数，并实时输出检测波形，借此轨向不平顺能够剔除平面设计线形的影响，仅保留其随机不平顺成分。其中曲率和超高信息常被用于轨检数据里程误差的一次修正，其核心思想是分段对轨检数据修正同一个里程误差值，该方法主要修正人为设置里程产生的误差、gps定位误差和射频标签定位误差等引起的绝对里程误差。但由于实际轮径与标定值难以保证完全一致，轮轴光电编码器在累积行驶里程过程中会产生相对里程误差，此外轮轨蠕滑也会产生相对里程误差，可见上述里程校准方法并不能修正相对里程误差。
5.并且，线路纵断面具有坡度代数差小、竖曲线半径大的特征，受限于传感器的测量精度，现有检测系统很难实现线路纵断面参数的实时检测，从而导致测得的长波高低不平顺既包含随机不平顺成分又包含线路纵断面设计线形，无法将随机不平顺成分从中剥离出来。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种长波高低不平顺检测方法，用以准确修正轨道检数据的里程误差，并剔除轨道区段纵断面设计线形对长波高低不平顺检测结果的影响，该方法包括：
7.根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；
8.根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；
9.利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；
10.利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。
11.本发明实施例还提供一种长波高低不平顺检测装置，用以准确修正轨道检数据的里程误差，并剔除轨道区段纵断面设计线形对长波高低不平顺检测结果的影响，该装置包
括：
12.第一处理模块，用于根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；
13.第二处理模块，用于根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；
14.第三处理模块，用于利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；
15.第四处理模块，用于利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。
16.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述长波高低不平顺检测方法。
17.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述长波高低不平顺检测方法。
18.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述长波高低不平顺检测方法。
19.本发明实施例中，根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。这样，综合高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息和轨道检数据中的实测超高实现轨道检数据的里程误差修正，基于高速铁路台账信息中的轨道区段纵断面信息剔除设计线形对长波高低不平顺检测结果的影响，为科学评价和控制竖曲线线形及轨道动态长波高低平顺性提供数据依据。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
21.图1为本发明实施例中提供的一种长波高低不平顺检测方法的流程图；
22.图2为本发明实施例中提供的一种根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正的方法流程图；
23.图3为本发明实施例中提供的一种里程采样点的中点弦测值的示例图；
24.图4为本发明实施例中提供的一种利用超高修正轨道检测数据里程误差的示例图；
25.图5为本发明实施例中提供一种利用超高的100米弦识别平面曲线信息的示意图；
26.图6为本发明实施例中提供的一种轨道区段纵断面的设计高程的示例图；
27.图7为本发明实施例中提供的一种高通滤波器幅频特性的示例图；
28.图8为本发明实施例中提供的一种获取轨道区段纵断面设计高程的120米长波高低不平顺的示例图；
29.图9为本发明实施例中提供的一种获取120米长波高低不平顺的随机性成分的示例图；
30.图10为本发明实施例中提供一种长波高低不平顺检测装置的示意图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
32.本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
33.本文中术语“和/或”，仅仅是描述一种关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
34.在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
35.经研究发现，轨道动态不平顺的检测原理为惯性基准法，其中长波高低不平顺和轨向不平顺是按指定波长范围输出的相对偏差量。线路平面线形特征明显，检测系统容易识别出曲率、超高等平面曲线参数，并实时输出检测波形，借此轨向不平顺能够剔除平面设计线形的影响，仅保留其随机不平顺成分。其中曲率和超高信息常被用于轨检数据里程误差的一次修正，其核心思想是分段对轨检数据修正同一个里程误差值，该方法主要修正人为设置里程产生的误差、gps定位误差和射频标签定位误差等引起的绝对里程误差。但由于实际轮径与标定值难以保证完全一致，轮轴光电编码器在累积行驶里程过程中会产生相对里程误差，此外轮轨蠕滑也会产生相对里程误差，可见上述里程校准方法并不能修正相对里程误差。
36.并且，线路纵断面具有坡度代数差小、竖曲线半径大的特征，受限于传感器的测量精度，现有检测系统很难实现线路纵断面参数的实时检测，从而导致测得的长波高低不平顺既包含随机不平顺成分又包含线路纵断面设计线形，无法将随机不平顺成分从中剥离出来。
37.针对上述研究，本发明实施例提供一种长波高低不平顺检测方法，如图1所示，包括：
38.s101：根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；
39.s102：根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；
40.s103：利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；
41.s104：利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。
42.本发明实施例中，根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。这样，综合高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息和轨道检数据中的实测超高实现轨道检数据的里程误差修正，基于高速铁路台账信息中的轨道区段纵断面信息剔除设计线形对长波高低不平顺检测结果的影响，为科学评价和控制竖曲线线形及轨道动态长波高低平顺性提供数据依据。
43.下面对上述长波高低平顺检测方法加以详细说明。
44.针对上述s101，高速铁路台账信息中包含多个设计平面曲线信息，根据轨道检测数据中的实测超高确定出轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，然后根据设计平面曲线信息对轨道检测数据中的实测里程进行里程误差修正。
45.如图2所示，为本发明实施例提供的一种根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正的方法流程图，包括：
46.s201：根据轨道检测数据中的实测超高、以及预设弦长，确定轨道区段各里程采样点的中点弦测值。
47.此处，轨道检测数据中包含各里程采样点对应的实测超高；预设弦长可以结合实际的应用场景进行设置，本发明不做限制，在一种优选的实施方式中，预设弦长例如可以为100米。
48.本发明一实施例中，里程采样点的中点弦测值为将里程采样点作为预设弦长的中点，然后求预设弦长中点的弦测值，如图3所示，为本发明实施例提供的一种里程采样点的中点弦测值的示例图，假设预设弦长l为100米，第i个采样点的实测超高的中点弦测值为其中，r为弦长的一半50米所包含的采样点个数，di为第i个采样点的实测超高，d
i-r
为第i个采样点所在弦的起点处实测超高，d
i+r
为第i个采样点所在弦的终点处实测超高。
49.s202：在连续预设数量个里程采样点的中点弦测值大于预设阈值时，将连续预设数量个里程采样点中，最大中点弦测值对应的里程采样点确定为线元分界点。
50.具体的，一段完整的平面线形例如包括5小段线元要素，分别为曲线前夹直线、前缓和曲线、圆曲线、后缓和曲线、曲线后夹直线，该5段线元要素的4个线元分界点分别是直
缓点(zh)、缓圆点(hy)、圆缓点(yh)、缓直点(hz)。在连续多个里程采样点的中点弦测值大于预设阈值时，从这些连续超过预设阈值的里程采样点当中取中点弦测值最大值所在里程采样点作为一个线元分界点。
51.s203：根据线元分界点将轨道检测数据分为多个曲线段、以及多个夹直线段对应的轨道检测数据。
52.示例性的，如图4所示，为本发明实施例提供的一种利用超高修正轨道检测数据里程误差的示例图，其中1、2、3、4分别为4个曲线段，曲线段1的缓直点到曲线段2的直缓点为一个夹直线段，曲线段2的缓直点到曲线段3的直缓点为一个夹直线段，曲线段3的缓直点到曲线段4的直缓点为一个夹直线段。
53.s204：根据各线元分界点对应的实测里程确定每一曲线段的曲线长度、缓和曲线长度。
54.s205：根据轨道检测数据中的实测超高的正负、以及各线元分界点的中点弦测值的正负，确定每一曲线段的方向。
55.s206：根据至少一个曲线段的实测超高、方向、曲线长度、缓和曲线长度，从高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，确定轨道检测数据对应的设计平面曲线信息。
56.此处，高速铁路台账信息中包含多个设计平面曲线信息，根据至少一个曲线段的实测超高、方向、曲线长度、缓和曲线长度，从中确定轨道检测数据对应的设计平面曲线信息。
57.s207：根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正。
58.本发明一实施例中，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正，例如包括：
59.根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正：
[0060][0061]
其中，为第j个曲线段的直缓点实测里程、为第j个曲线段的缓直点实测里程、为第j个曲线段的直缓点设计里程、为第j个曲线段的缓直点设计里程，为第i个里程采样点修正前的实测里程、为第i个里程采样点修正后的实测里程。
[0062]
s208：根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正。
[0063]
本发明一实施例中，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正，例如包括：
[0064]
根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正：
[0065][0066]
其中，为第i个里程采样点修正前的实测里程，为第k个夹直线前的曲线段的缓直点实测里程、为第k个夹直线前的曲线段的缓直点设计里程，为第k个夹直线后的平面曲线直缓点实测里程、为第k个夹直线后的平面曲线直缓点设计里程、为夹直线内第i个里程采样点修正后的实测里程。
[0067]
此外，本发明一实施例中，还可以根据里程采样间隔对修正后的实测里程进行调整，例如根据里程采样间隔，对每个曲线段、以及每个夹直线段的各里程采样点修正后的实测里程进行调整，以供各里程采样点调整后的实测里程是与各里程采样点调整前的实测里程差值最接近的里程采样间隔的整数倍。
[0068]
示例性的，轨道检测数据每个里程采样点的里程均为0.25米的整数倍(即里程采样间隔为0.25米)，将每个里程采样点修正后的实测里程更改为与其最近的0.25米整数倍，例如，某个里程采样点修正后的实测里程为10.1米，则调整为10米，某个里程采样点修正后的实测里程为10.2米，则调整为10.25米。
[0069]
为了方便理解，以某一个260千米～274千米的高速铁路轨道区段为例进行说明。该区段的设计和实际超高如图4所示，轨道检测数据的里程误差最大达到189m。按上述步骤s201计算得到各里程采样点在100米预设弦长下的中点弦测值如图5所示，根据步骤s202可以很容易识别处各个曲线段的线元分界点。按步骤s203至s208进行轨道检测数据的里程误差修正，里程校准后的实测超高见图4，里程校准后各里程采样点在100米预设弦长下的中点弦测值见图5，可以看出该方法能够实现轨检数据绝对里程误差的修正和相对里程误差的修正。
[0070]
针对上述s102，轨道区段纵断面是线路中心线沿铅垂面纵向展平的线形，由不同长度和坡度的直线坡段连接，相邻两个坡段所在直线的交点为纵断面变坡点。为保证列车的平稳过渡，在相邻坡段间根据坡度代数差可以设置或不设置圆曲线型竖曲线。
[0071]
本发明一实施例中，轨道区段纵断面包括：直坡段和竖曲线；里程误差修正后的轨道检测数据中包括：各里程采样点修正后的实测里程；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程的方法流程图，包括：
[0072]
步骤1：从高速铁路台账信息中获取各变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值；
[0073]
步骤2：根据每一变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值，确定每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程；
[0074]
步骤3：根据每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程、各里程采样点修正后的实测里程，确定各里程采样点对应的轨道区段纵断面；其中，将对应于直线段的里程采样点作为第一里程采样点，将对应于竖曲线的里程采样点作为第二里程采样点；
[0075]
步骤4：用下述公式确定各第一里程采样点的设计高程：
[0076]
h1＝km1+b；
[0077]
其中，k为直坡段的斜率、b为直坡段的截距，m1为第一里程采样点修正后的实测里程，h1为第一里程采样点的设计高程；
[0078]
步骤5：用下述公式确定各第二里程采样点的设计高程：
[0079][0080]
其中，mo为竖曲线对应变坡点的设计里程、ho为竖曲线对应变坡点的设计高程、r
sh
为变坡点处竖曲线半径值，m2为第二里程采样点修正后的实测里程，h2为第二里程采样点的设计高程；
[0081]
步骤6：根据各第一里程采样点的设计高程、以及各第二里程采样点的设计高程，得到轨道区段纵断面的设计高程。
[0082]
此处，上述步骤4和步骤5不限定其执行顺序，即可以先执行步骤4再执行步骤5，也可以先执行步骤5再执行步骤4。
[0083]
此外，本发明另一实施例，还可以根据各里程采样点对应的设计高程绘制轨道区段纵断面的设计高程曲线，具体可参见图6。
[0084]
针对上述s103，一般用于评价轨道动态不平顺的高通滤波器截止波长为42米、70米和120米，其中70米和120米长波高低不平顺受竖曲线线形的影响非常显著，因此，为获取竖曲线区段真实的轨道随机不平顺，需对上述两个截止波长的长波高低不平顺进行处理。将两个矩形窗与两个三角窗并联构建fir线性相位高通滤波器，其传递函数如下述公式所示：
[0085]
其中，式中，m、n、p、q、a1、a2、a3为与截止波长相关的常系数。
[0086]
示例性的，截止波长为70米和120米的高通滤波器幅频特性可参见图7，利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的120米长波高低不平顺，其与实测120米长波高低不平顺的对比如图8所示。可以看出，实测120米长波高低不平顺与设计高程的120米长波高低不平顺在竖曲线区段具有相似的变化特征，且里程校准使得实测值不存在里程误差，两者之间的差异就是竖曲线段随机不平顺成分。以第3个竖曲线为例，实测120米长波高低不平顺峰值达到-4.28毫米，对应设计高程的120米长波高低不平顺峰值为-3.40毫米。
[0087]
针对上述s104，例如，轨道区段纵断面的设计高程的120米长波高低不平顺与实测120米长波高低不平顺的对比如图9所示，可以看出，该区段由11处竖曲线线形引起的长波高低不平顺均被很好的剔除。第3个竖曲线曲段120米随机性高低不平顺峰值为-1.06毫米，利用120米随机性长波高低不平顺结果既能有效评价全线的长波高低不平顺状态，又能评价实设竖曲线与设计竖曲线的差异。
[0088]
本发明实施例中还提供了一种长波高低不平顺检测装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与长波高低不平顺检测方法相似，因此该装置的实施可以参见
长波高低不平顺检测方法的实施，重复之处不再赘述。
[0089]
如图10所示，为本发明实施例提供的一种长波高低不平顺检测装置的示意图，包括：
[0090]
第一处理模块1001，用于根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；
[0091]
第二处理模块1002，用于根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；
[0092]
第三处理模块1003，用于利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；
[0093]
第四处理模块1004，用于利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。
[0094]
在一种可能的实施方式中，第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据中的实测超高、以及预设弦长，确定轨道区段各里程采样点的中点弦测值；在连续预设数量个里程采样点的中点弦测值大于预设阈值时，将连续预设数量个里程采样点中，最大中点弦测值对应的里程采样点确定为线元分界点；根据线元分界点将轨道检测数据分为多个曲线段、以及多个夹直线段对应的轨道检测数据；根据各线元分界点对应的实测里程确定每一曲线段的曲线长度、缓和曲线长度；根据轨道检测数据中的实测超高的正负、以及各线元分界点的中点弦测值的正负，确定每一曲线段的方向；根据至少一个曲线段的实测超高、方向、曲线长度、缓和曲线长度，从高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，确定轨道检测数据对应的设计平面曲线信息；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正。
[0095]
在一种可能的实施方式中，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正：其中，为第j个曲线段的直缓点实测里程、为第j个曲线段的缓直点实测里程、为第j个曲线段的直缓点设计里程、为第j个曲线段的缓直点设计里程，为第i个里程采样点修正前的实测里程、为第i个里程采样点修正后的实测里程。
[0096]
在一种可能的实施方式中，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正：
[0097][0098]
其中，为第i个里程采样点修正前的实测里程，为第k个夹直线前的曲线段的缓直点实测里程、为第k个夹直线前的曲线段的缓直点设计里程，为第k个夹直
线后的平面曲线直缓点实测里程、为第k个夹直线后的平面曲线直缓点设计里程、为夹直线内第i个里程采样点修正后的实测里程。
[0099]
在一种可能的实施方式中，第一处理模块，还用于根据里程采样间隔，对每个曲线段、以及每个夹直线段的各里程采样点修正后的实测里程进行调整，以供各里程采样点调整后的实测里程是与各里程采样点调整前的实测里程差值最接近的里程采样间隔的整数倍。
[0100]
在一种可能的实施方式中，轨道区段纵断面包括：直坡段和竖曲线；里程误差修正后的轨道检测数据中包括：各里程采样点修正后的实测里程；第二处理模块，具体用于从高速铁路台账信息中获取各变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值；根据每一变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值，确定每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程；根据每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程、各里程采样点修正后的实测里程，确定各里程采样点对应的轨道区段纵断面；其中，将对应于直线段的里程采样点作为第一里程采样点，将对应于竖曲线的里程采样点作为第二里程采样点；用下述公式确定各第一里程采样点的设计高程：
[0101]
h1＝km1+b；
[0102]
其中，k为直坡段的斜率、b为直坡段的截距，m1为第一里程采样点修正后的实测里程，h1为第一里程采样点的设计高程；
[0103]
用下述公式确定各第二里程采样点的设计高程：
[0104][0105]
其中，mo为竖曲线对应变坡点的设计里程、ho为竖曲线对应变坡点的设计高程、r
sh
为变坡点处竖曲线半径值，m2为第二里程采样点修正后的实测里程，h2为第二里程采样点的设计高程；根据各第一里程采样点的设计高程、以及各第二里程采样点的设计高程，得到轨道区段纵断面的设计高程。
[0106]
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述长波高低不平顺检测方法。
[0107]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述长波高低不平顺检测方法。
[0108]
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述长波高低不平顺检测方法。
[0109]
本发明实施例中，根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。这样，综合高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息和轨道检数据中的实测超高实现轨道检数据的里程误差修正，基于高速铁路台账信息中的轨道区
段纵断面信息剔除设计线形对长波高低不平顺检测结果的影响，为科学评价和控制竖曲线线形及轨道动态长波高低平顺性提供数据依据。
[0110]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0111]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0112]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0113]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0114]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种长波高低不平顺检测方法，其特征在于，包括：根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。2.如权利要求1所述的长波高低不平顺检测方法，其特征在于，根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正，包括：根据轨道检测数据中的实测超高、以及预设弦长，确定轨道区段各里程采样点的中点弦测值；在连续预设数量个里程采样点的中点弦测值大于预设阈值时，将连续预设数量个里程采样点中，最大中点弦测值对应的里程采样点确定为线元分界点；根据线元分界点将轨道检测数据分为多个曲线段、以及多个夹直线段对应的轨道检测数据；根据各线元分界点对应的实测里程确定每一曲线段的曲线长度、缓和曲线长度；根据轨道检测数据中的实测超高的正负、以及各线元分界点的中点弦测值的正负，确定每一曲线段的方向；根据至少一个曲线段的实测超高、方向、曲线长度、缓和曲线长度，从高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，确定轨道检测数据对应的设计平面曲线信息；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正。3.如权利要求2所述的长波高低不平顺检测方法，其特征在于，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正，包括：根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正：其中，为第j个曲线段的直缓点实测里程、为第j个曲线段的缓直点实测里程、为第j个曲线段的直缓点设计里程、为第j个曲线段的缓直点设计里程，为第i个里程采样点修正前的实测里程、为第i个里程采样点修正后的实测里程。
4.如权利要求2所述的长波高低不平顺检测方法，其特征在于，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正，包括：根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正：其中，为第i个里程采样点修正前的实测里程，为第k个夹直线前的曲线段的缓直点实测里程、为第k个夹直线前的曲线段的缓直点设计里程，为第k个夹直线后的平面曲线直缓点实测里程、为第k个夹直线后的平面曲线直缓点设计里程、为夹直线内第i个里程采样点修正后的实测里程。5.如权利要求2～4任一项所述的长波高低不平顺检测方法，其特征在于，还包括：根据里程采样间隔，对每个曲线段、以及每个夹直线段的各里程采样点修正后的实测里程进行调整，以供各里程采样点调整后的实测里程是与各里程采样点调整前的实测里程差值最接近的里程采样间隔的整数倍。6.如权利要求1所述的长波高低不平顺检测方法，其特征在于，轨道区段纵断面包括：直坡段和竖曲线；里程误差修正后的轨道检测数据中包括：各里程采样点修正后的实测里程；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程，包括：从高速铁路台账信息中获取各变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值；根据每一变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值，确定每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程；根据每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程、各里程采样点修正后的实测里程，确定各里程采样点对应的轨道区段纵断面；其中，将对应于直线段的里程采样点作为第一里程采样点，将对应于竖曲线的里程采样点作为第二里程采样点；用下述公式确定各第一里程采样点的设计高程：h1＝km1+b；其中，k为直坡段的斜率、b为直坡段的截距，m1为第一里程采样点修正后的实测里程，h1为第一里程采样点的设计高程；用下述公式确定各第二里程采样点的设计高程：其中，m
o
为竖曲线对应变坡点的设计里程、h
o
为竖曲线对应变坡点的设计高程、r
sh
为变坡点处竖曲线半径值，m2为第二里程采样点修正后的实测里程，h2为第二里程采样点的设计
高程；根据各第一里程采样点的设计高程、以及各第二里程采样点的设计高程，得到轨道区段纵断面的设计高程。7.一种长波高低不平顺检测装置，其特征在于，包括：第一处理模块，用于根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；第二处理模块，用于根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；第三处理模块，用于利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；第四处理模块，用于利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。8.如权利要求7所述的长波高低不平顺检测装置，其特征在于，第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据中的实测超高、以及预设弦长，确定轨道区段各里程采样点的中点弦测值；在连续预设数量个里程采样点的中点弦测值大于预设阈值时，将连续预设数量个里程采样点中，最大中点弦测值对应的里程采样点确定为线元分界点；根据线元分界点将轨道检测数据分为多个曲线段、以及多个夹直线段对应的轨道检测数据；根据各线元分界点对应的实测里程确定每一曲线段的曲线长度、缓和曲线长度；根据轨道检测数据中的实测超高的正负、以及各线元分界点的中点弦测值的正负，确定每一曲线段的方向；根据至少一个曲线段的实测超高、方向、曲线长度、缓和曲线长度，从高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，确定轨道检测数据对应的设计平面曲线信息；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正；根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正。9.如权利要求8所述的长波高低不平顺检测装置，其特征在于，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个曲线段的里程采样点进行里程误差修正：其中，为第j个曲线段的直缓点实测里程、为第j个曲线段的缓直点实测里程、为第j个曲线段的直缓点设计里程、为第j个曲线段的缓直点设计里程，为第i个里程采样点修正前的实测里程、为第i个里程采样点修正后的实测里程。
10.如权利要求8所述的长波高低不平顺检测装置，其特征在于，轨道检测数据对应的设计平面曲线信息中包含：各曲线段的直缓点设计里程和缓直点设计里程；第一处理模块，具体用于根据轨道检测数据对应的设计平面曲线信息，采用下述公式对每个夹直线段的里程采样点进行里程误差修正：其中，为第i个里程采样点修正前的实测里程，为第k个夹直线前的曲线段的缓直点实测里程、为第k个夹直线前的曲线段的缓直点设计里程，为第k个夹直线后的平面曲线直缓点实测里程、为第k个夹直线后的平面曲线直缓点设计里程、为夹直线内第i个里程采样点修正后的实测里程。11.如权利要求7所述的长波高低不平顺检测装置，其特征在于，轨道区段纵断面包括：直坡段和竖曲线；里程误差修正后的轨道检测数据中包括：各里程采样点修正后的实测里程；第二处理模块，具体用于从高速铁路台账信息中获取各变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值；根据每一变坡点的设计里程、设计高程、以及变坡点处竖曲线半径值，确定每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程；根据每一变坡点所在竖曲线的起点的设计里程、设计高程、以及每一变坡点所在竖曲线的终点的设计里程、设计高程、各里程采样点修正后的实测里程，确定各里程采样点对应的轨道区段纵断面；其中，将对应于直线段的里程采样点作为第一里程采样点，将对应于竖曲线的里程采样点作为第二里程采样点；用下述公式确定各第一里程采样点的设计高程：h1＝km1+b；其中，k为直坡段的斜率、b为直坡段的截距，m1为第一里程采样点修正后的实测里程，h1为第一里程采样点的设计高程；用下述公式确定各第二里程采样点的设计高程：其中，m
o
为竖曲线对应变坡点的设计里程、h
o
为竖曲线对应变坡点的设计高程、r
sh
为变坡点处竖曲线半径值，m2为第二里程采样点修正后的实测里程，h2为第二里程采样点的设计高程；根据各第一里程采样点的设计高程、以及各第二里程采样点的设计高程，得到轨道区段纵断面的设计高程。12.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一所述方法。13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程
序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。14.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一所述方法。

技术总结
本发明公开了一种长波高低不平顺检测方法及装置，涉及铁路轨道检测技术领域，其中该方法包括：根据轨道检测数据中的实测超高、以及高速铁路台账信息中的设计平面曲线信息，对轨道检测数据进行里程误差修正；根据里程误差修正后的轨道检测数据，构建轨道区段纵断面的设计高程；利用预设截止波长的高通滤波器，对轨道区段纵断面的设计高程进行高通滤波，得到轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺；利用里程误差修正后的轨道检测数据的长波高低不平顺，减去轨道区段纵断面的设计高程的长波高低不平顺，得到随机不平顺。本发明可以为科学评价和控制竖曲线线形及轨道动态长波高低平顺性提供数据依据。低平顺性提供数据依据。低平顺性提供数据依据。


技术研发人员：孙宪夫 杨飞 张煜 魏子龙 李国龙 张瑶 尤明熙 赵文博
受保护的技术使用者：中国铁道科学研究院集团有限公司 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所 北京铁科英迈技术有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/5/16