压头损失
压头损失(图1a)仍然是造成脱轨的关键原因2、3;因此,使用PI测量和控制这种现象是很重要的。路头损失是反映路头形状和截面积变化的指标。定义为被测钢轨的轨头面积与标准未磨损钢轨的差值4.这个PI用百分比表示,不像垂直磨损和量规磨损用毫米或英寸表示。水头损失可按段或剖面报告。这种PI的一个局限性是,在显示由于磨损引起的轨头变化时,轨头面积的计算并不总是可靠的。换句话说,各种现象(如塑性流动)导致钢轨以不同的方式磨损,这可能不会被水头损失指示器捕捉到。
垂直穿
垂直磨损(图1b)测量轨道顶部的垂直变化(以英寸或毫米为单位)。垂直磨损表示被测钢轨顶部与未磨损的标准钢轨在特定点处的垂直差值。点被定义为垂直中心线与钢轨顶部的交点4.垂直磨损可以表示为特定剖面,也可以表示为某段的平均值。
计穿
轨距磨损(图1c)是测量钢轨轨距面磨损的PI。它被定义为某一特定点(称为轨距点)的实际和未磨损钢轨轮廓之间的水平距离。量具磨损测量(以英寸或毫米为单位)可以通过两种不同的方式提供:分段或单个剖面。当报告为基于分段的指标时,可以计算平均表磨损进行分析。测量压力表磨损有两种方法。“浮点”方法根据磨损轨顶部以下的距离(北美为5/8英寸)测量轨距磨损。定点法测量参考未磨损钢轨顶部的轨距点。
图1:钢轨剖面性能指标。
研磨质量指数(GQI)
GQI是用于说明磨削前后实际钢轨轮廓形状与期望钢轨轮廓之间的相似性的PI5.因此,它有助于评估钢轨磨削的有效性。大多数用于计算GQI的方法都包括规范化实际模板轮廓线的顶部(模板对齐),然后测量两个轮廓线之间的差异6.GQI在0到∞之间变化。GQI值为零是理想的,因为在这种情况下,实际轨道的形状完全匹配模板。
剖面质量指数(PQI)
据Magel & Oldknow报道6, PQI是现有钢轨形状与期望形状之间的差值,通常基于磨削模板。测量PQI的一种方法是计算验收信封以下的面积百分比5:
PQI_A = 100 A_b/(A_a+A_b)
其中A_b和A_a分别是接收信封上方和下方的差异剖面区域。
平均轨线(ARP)
Regehr et al。7描述了ARP(图1d)的发展,以表示轨道段的轨道轮廓的平均形状。通过计算几个钢轨轮廓坐标的数学平均值来确定ARP。为了确定ARP,需要创建一个由一段中所有测量的轨道轮廓坐标的x、y坐标组成的数组。然后将每个剖面垂直归一化,使轨道剖面彼此重叠。然后将x, y坐标转换为θ, ρ-坐标,生成连接相邻坐标的折线,计算θ, ρ-坐标的算术平均值,相当于ARP。
侧向接触体位(LCP)
LCP(图1e)是钢轨轮廓PI,数值量化了钢轨和车辆车轮接触点8.以刚性接触理论为基础,考虑车体斜角和车轮踏面斜度,确定钢轨顶部的横向接触位置,提出了一种确定LCP的方法8、9.该方法利用光轨测量技术采集的轨道轮廓x、y坐标。LCP提供了对钢轨轮廓特征和钢轨轮廓与车轮之间相互作用的理解,可应用于行业中的轮轨界面监测和管理工具。
接触半径
接触半径(图1f)数值量化了钢轨头在轮轨接触点的半径8.接触半径是根据位于钢轨轮廓上的接触点周围选定的点的数量来观察的。
铁路剖面数据是一项资产
钢轨断面性能监测和预测(例如,基于趋势分析)和数据管理是钢轨磨削行业面临的两个主要挑战。尽管存在各种轨道剖面pi(无论它们是在实践中使用的、在研究中开发的,还是仍在开发中),仍然需要确定它们之间的关系,并开发包含这些pi的集成软件工具。这种工具可以支持更明智的数据收集策略(例如,如果某些指标是冗余的)和更广泛地了解当前和未来的轨道轮廓状况。为此,铁路资产管理公司有必要将数据本身视为一种资产。在铁路资产管理的背景下,这需要定义一组有意义的绩效指标,清楚地了解这些绩效指标如何通知各种维护活动(如铁路打磨、润滑)和更广泛的目标(如延长资产寿命、安全),绩效指标如何随时间变化,绩效指标如何应对各种干预措施,以及绩效指标如何相互关联9,10.
确认
本文内容来源于《仁扎喀什百科》(Reza Kashi Mansouri1)的原创研究。这项工作是由加拿大自然科学和工程研究委员会(NSERC)和先进铁路管理(加拿大)公司资助的。
参考文献:
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