鐵路測量方案精選(九篇)
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第1篇：鐵路測量方案范文
【摘要】現(xiàn)代鐵路建設(shè)對測量工作的要求越來越高,如何使測量工作滿足現(xiàn)代鐵路建設(shè)的需要就成了測繪行業(yè)必須面對的一個重要課題。該文以近幾年的鐵路測量實(shí)踐為基礎(chǔ),闡述了現(xiàn)代鐵路測量的基本要求以及相應(yīng)的測量技術(shù)與手段。
【關(guān)鍵詞】工程測量；鐵路測量；技術(shù)要求；測量方法
1 鐵路工程是一項(xiàng)人工投入大、材料消耗大、資金投入大的工程。鐵道工程建設(shè)包括鐵路設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、維護(hù)等眾多技術(shù)環(huán)節(jié),鐵路工程測量為鐵道工程建設(shè)提供了重要的、不可或缺的技術(shù)支撐。鐵路建設(shè)與我國人民的出行息息相關(guān),鐵路建設(shè)的質(zhì)量是關(guān)乎我國人民出行安全的重要關(guān)鍵性問題,目前,我國的鐵路建設(shè)正在以令世界瞠目的速度快速發(fā)展,從普通鐵路到重載鐵路,從普速鐵路到高速鐵路,一條條新建的鐵路不斷出現(xiàn)在祖國的版圖上。要確保鐵路建設(shè)的高質(zhì)量,就必須采用高水平的測量技術(shù)。如何適應(yīng)現(xiàn)代鐵路的發(fā)展,為鐵路建設(shè)提供高質(zhì)量的測繪服務(wù)就成了目前我國測繪工作者必須認(rèn)真對待的問題。
2 現(xiàn)代鐵路線路測量
鐵路選線設(shè)計(jì)是整個鐵路工程設(shè)計(jì)中關(guān)系全局的總體性工作,線路空間位置設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是線路平面設(shè)計(jì)與縱斷面設(shè)計(jì),目的是在保證行車安全和平順前提下兼顧工程投資和運(yùn)營費(fèi)用關(guān)系的平衡。從鐵路軌道平面位置看,軌道是由直線、曲線、緩和曲線組成。鐵路線路測量是鐵路線路在勘測、設(shè)計(jì)和施工等階段中所進(jìn)行的各種測量工作的統(tǒng)稱,主要包括為選擇和設(shè)計(jì)鐵路線路中心線的位置所進(jìn)行的各種測繪工作;為把所設(shè)計(jì)的鐵路線路中心線標(biāo)定在地面上的放樣工作;為進(jìn)行路基、軌道、站場的設(shè)計(jì)和施工進(jìn)行的測繪和放樣工作等。我國修建一條鐵路新線一般要經(jīng)過方案研究、初測和初步設(shè)計(jì)、定測和施工設(shè)計(jì)等3個設(shè)計(jì)工作階段。方案研究是在小比例尺地形圖上找出線路可行的方案,初步選定一些重要的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(比如線路等級、限制坡度、牽引種類、運(yùn)輸能力等)并提出初步方案。現(xiàn)代鐵路方案研究一般多借助遙感的方法進(jìn)行,通過航測遙感獲取地表的三維數(shù)字化信息,通過地質(zhì)航空遙感獲取地理、地質(zhì)信息,然后,提出初步方案。初測是為初步設(shè)計(jì)提供資料而進(jìn)行的勘測工作,其主要任務(wù)是提供沿線大比例尺帶狀地形圖以及地質(zhì)、水文資料。初步設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是在提供的帶狀地形圖上選定線路中心線的位置(亦稱紙上定線),經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較提出一個推薦方案,同時確定線路的主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(比如線路等級、限制坡度、最小半徑等)。定測是為施工技術(shù)設(shè)計(jì)而做的勘測工作,其主要任務(wù)是把已經(jīng)上級部門批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)中所選定的線路中線放樣到地面上去,并進(jìn)行線路的縱斷面測量和橫斷面測量,對個別工程還要測繪大比例尺的工點(diǎn)地形圖。施工技術(shù)設(shè)計(jì)是根據(jù)定測取得的資料,對線路全線和所有單體工程做出詳細(xì)設(shè)計(jì)并提供工程數(shù)量、作出工程預(yù)算,該階段的主要工作是線路縱斷面設(shè)計(jì)和路基設(shè)計(jì)并對橋涵、隧道、車站、檔土墻等作出單獨(dú)設(shè)計(jì)。
3 鐵路既有線測量
既有鐵路改造的外業(yè)勘測與新線勘測不同,它是沿一條運(yùn)營鐵路進(jìn)行勘測的,其選線工作較新線少,勘測時要充分了解和考慮既有鐵路原有的設(shè)備,要考慮改造中能保證鐵路的正常運(yùn)營和相互配合。既有鐵路改造的外業(yè)勘測是一項(xiàng)比較復(fù)雜、細(xì)致的工作,通常是分階段進(jìn)行的。既有鐵路線路測量的內(nèi)容主要有線路縱向丈量、橫向調(diào)繪、水準(zhǔn)測量、橫斷面測量、線路平面測繪、地形測繪、站場測繪及繞行線定測等。既有鐵路的勘測放樣通常分兩階段進(jìn)行(即初測與初步設(shè)計(jì)、定測與施工設(shè)計(jì))。由于各勘測階段的目的不同,因而對某些測量資料要求的廣度和深度也不一樣。
既有線縱向丈量。線路縱向丈量又稱百米標(biāo)縱向丈量或里程丈量,方法是沿既有線丈量定出千米標(biāo)、百米標(biāo)及加標(biāo)作為勘測放樣和施工的里程依據(jù),千米標(biāo)、百米標(biāo)及加標(biāo)統(tǒng)稱里程樁。線路里程丈量的起點(diǎn)在《設(shè)計(jì)任務(wù)書》中有明確規(guī)定,一般應(yīng)從附近的車站中心或大型建筑物中心的既有里程引出,并應(yīng)與附近的千米標(biāo)里程進(jìn)行核對,且應(yīng)與既有線文件上的里程取得一致以及按原里程方向連續(xù)推算,其“斷鏈”位置應(yīng)在車站、大型建筑物、曲線以外的直線百米標(biāo)上。丈量可采用手持式激光測距儀、GPS-RTK、電子全站儀進(jìn)行。
里程樁標(biāo)記。對里程進(jìn)行丈量時應(yīng)設(shè)千米標(biāo)、百米標(biāo)和加標(biāo),曲線范圍內(nèi)應(yīng)每20m設(shè)一加樁(加樁里程應(yīng)為20m的整倍數(shù)),在一些特殊地點(diǎn)還應(yīng)增設(shè)加標(biāo)。千米標(biāo)和半千米標(biāo)應(yīng)寫全里程,百米標(biāo)及加標(biāo)可不寫千米數(shù)。
4 鐵路既有站場測量
既有線的站場測量資料是車站改建設(shè)計(jì)的依據(jù)。既有線站場測量的特點(diǎn)是面積大、地物多、車站作業(yè)頻繁、測量精度要求高,與既有線路測量比難度和復(fù)雜性更大(尤其在大的樞紐進(jìn)行站場測繪,采用一般的方法幾乎不可能,必須結(jié)合具體的測量點(diǎn)采用不同的作業(yè)方法),工作開始前要先作好測區(qū)資料收集及準(zhǔn)備工作(比如專用線、聯(lián)絡(luò)線的接軌點(diǎn)、站內(nèi)曲線半徑、道岔號數(shù)、高程系統(tǒng)、車流密度及列車運(yùn)行圖等)并應(yīng)與地方、工業(yè)廠礦取得聯(lián)系以求得支持。既有站場測繪內(nèi)容視車站類型及要求而有所不同,主要包括縱向丈量、基線放樣、橫向測繪、道岔測量、站內(nèi)線路平面測繪以及站場平面、地形、高程、橫斷面測量等,其中縱向丈量、橫向測繪、高程測量和橫斷面測繪與區(qū)間線路測量大同小異。
現(xiàn)代鐵路測量內(nèi)容多、程序繁、指標(biāo)多、要求高, 具體實(shí)施時應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及施工要求進(jìn)行,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活選用適宜的、簡便的、快速的、符合要求的測量方法和測量儀器,應(yīng)靈活運(yùn)用測繪科學(xué)的基本理論、基本技術(shù)、基本方法。
參考文獻(xiàn)
[1]CH2001-92全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范
[2]GB50026-93工程測量規(guī)范
[3]GB50307-1999地下鐵道、輕軌交通巖土工程勘察規(guī)范
第2篇：鐵路測量方案范文
本系統(tǒng)以GoogleEarth為三維地理信息數(shù)據(jù)來源，在GoogleEarth實(shí)現(xiàn)鐵路工程地質(zhì)勘察，通過Access數(shù)據(jù)庫管理勘察成果并將勘察成果輸入AutoCAD成圖。因此要通過數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)GoogleEarth與AutoCAD的相互通信。GoogleEarth和AutoCAD分別是Google公司和Autodesk公司開發(fā)的軟件產(chǎn)品，要實(shí)現(xiàn)二者集成，需通過其提供的二次開發(fā)接口，在C號環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)。具體步驟如下:(1)在C號環(huán)境下，利用GoogleEarthCOMAPI和AutoCADAPI分別獲取GoogleEarth和AutoCAD的窗口句柄;(2)利用WIN32API將獲取的窗口可視化地管理起來［5］;(3)建立統(tǒng)一的線路和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)共享。集成GoogleEarth窗口和AutoCAD窗口后的系統(tǒng)如圖2所示。窗口有上下切分模式、左右切分模式、單GoogleEarth模式和單Auto-CAD模式。
2鐵路定線與方案展示
作為一個鐵路工程地質(zhì)勘察系統(tǒng)，鐵路定線功能是不可或缺的，這就要求在GoogleEarth三維地理信息平臺上，能夠進(jìn)行鐵路定線以及方案展示，以便能為鐵路沿線的地質(zhì)勘察提供參考和依據(jù)。基于GoogleEarth進(jìn)行鐵路選線，目前國內(nèi)已經(jīng)有較成熟的系統(tǒng)。本實(shí)驗(yàn)室劉江濤等［5］研發(fā)的“基于GoogleEarth的鐵路三維空間選線系統(tǒng)”［5］提供了交互式定線、平面設(shè)計(jì)、縱面設(shè)計(jì)、橋梁、隧道、站場設(shè)計(jì)等眾多功能(圖3)并且取得了較大的實(shí)際應(yīng)用價值，因此本系統(tǒng)對其中鐵路定線模塊予以直接引用。
3遙感解譯與空間分析
3．1遙感解譯GoogleEarth可以提供多分辨率衛(wèi)星影像、地形數(shù)據(jù)，不同地質(zhì)、地物在遙感圖像上的光譜及紋理特征是不同的，因此可以實(shí)現(xiàn)從宏觀－局部多尺度的遙感地質(zhì)信息解譯，其解譯要素可分為地貌單元、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)、水文地質(zhì)、特殊巖土等，包括斷層、地質(zhì)界線、不良地質(zhì)體、巖溶區(qū)、產(chǎn)狀、觀測點(diǎn)、鉆探、試坑、水文點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、照相點(diǎn)、區(qū)域地質(zhì)圖、工程地質(zhì)平面圖、環(huán)境保護(hù)區(qū)劃圖等［6-7］。KML是Keyhole標(biāo)記語言(KeyholeMarkupLanguage)的縮寫，是一種采用XML語法與格式的語言，用于描述和保存地理信息［8］，如Placemark、Path、Polygon和GroundOverlay，可以被GoogleEarth識別并顯示。因此，可建立地質(zhì)信息與KML元素的對應(yīng)關(guān)系，如表1所示，實(shí)現(xiàn)解譯成果在GoogleEarth上的可視化表達(dá)。不同類型的地質(zhì)信息通過不同的顏色、比例、符號、粗細(xì)和描述信息進(jìn)行區(qū)分。解譯成果通過Access數(shù)據(jù)庫管理，并實(shí)時顯示在GoogleEarth三維地理信息平臺上，如圖4所示。3．2空間分析系統(tǒng)利用GoogleEarth三維地理信息平臺，完成點(diǎn)線面測量、線路調(diào)查、產(chǎn)狀測量、坡向測量、視傾角、真厚度計(jì)算等空間分析功能，能夠快速獲取區(qū)域性的地層斷層產(chǎn)狀、巖層厚度、邊坡坡率及與線路空間位置關(guān)系，減少現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查工作量，降低人力物力成本。以產(chǎn)狀測量功能為例，產(chǎn)狀測量是地質(zhì)研究中的基礎(chǔ)工作，在地質(zhì)各領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，地學(xué)工作者要求能夠快速、準(zhǔn)確、批量的獲取巖層產(chǎn)狀，而地質(zhì)羅盤、坡度儀等傳統(tǒng)工具又存在工作量大、精度低，受限于野外條件等缺陷。而利用GoogleEarth遙感影像和地形數(shù)據(jù)，可以從宏觀尺度上進(jìn)行地表淺層巖層的判別，并確定巖層分界線。實(shí)現(xiàn)從GoogleEarth提取巖層分界點(diǎn)數(shù)據(jù)需要用到GoogleEarthCOMAPI接口技術(shù)。通過調(diào)用函數(shù)GetPointOnTerrainFromScreenCoords(［in］doublescreen_x，［in］doublescreen_y，［out，retval］IPointOnTerrainGE＊＊pPoint)即可返回選取點(diǎn)pPoint的經(jīng)緯坐標(biāo)和高程值。得到的巖層分界點(diǎn)數(shù)據(jù)為大地坐標(biāo)，需轉(zhuǎn)換為平面坐標(biāo)，因此需要用式(1)進(jìn)行高斯投影坐標(biāo)正算［9］:獲取巖層分界點(diǎn)的平面坐標(biāo)后，可通過最小二乘法進(jìn)行平面擬合，擬合出巖層面，如圖5所示。最后根據(jù)擬合出的巖層面方程和產(chǎn)狀計(jì)算公式，計(jì)算出走向、傾向、傾角等產(chǎn)狀信息。
4鐵路工程地質(zhì)勘察成果展示與查詢
鐵路工程地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)最終通過Access數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，為讓設(shè)計(jì)人員、評審專家和決策者能全面了解勘察成果，系統(tǒng)基于GoogleEarth建立了三維綜合展示平臺，實(shí)現(xiàn)了遙感影像、地理信息、地質(zhì)資料、線路方案、勘察資料等空間信息的集成，綜合展示信息如圖6所示。勘察成果綜合展示平臺實(shí)現(xiàn)了二維、三維混合以及多數(shù)據(jù)源的融合。整個線路的三維地形、影像、地形圖、平面設(shè)計(jì)成果、線位、橋梁、隧道、車站、地質(zhì)等各專業(yè)信息通過數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理，最終集成到同一個KML文件，將KML文件導(dǎo)入到GoogleEarth，便可實(shí)現(xiàn)勘察成果的綜合展示。系統(tǒng)根據(jù)XML語法與格式以及KML文件的特點(diǎn)，為KML文件中點(diǎn)、線、面、圖片等添加＜description＞標(biāo)簽，＜description＞標(biāo)簽具體描述各項(xiàng)成果的詳細(xì)信息。這樣，通過點(diǎn)擊該圖標(biāo)，即可查詢其詳細(xì)信息。如需查詢線路交點(diǎn)的設(shè)計(jì)信息，在GoogleEarth窗口點(diǎn)擊線路交點(diǎn)圖標(biāo)，會出現(xiàn)一個屬性對話框，對話框顯示線路交點(diǎn)的曲線半徑、緩和曲線長、交點(diǎn)坐標(biāo)、轉(zhuǎn)角等設(shè)計(jì)信息;如需查詢勘察點(diǎn)的坐標(biāo)信息，只要單擊勘察，就會自動彈出勘察點(diǎn)信息窗口。為進(jìn)一步增強(qiáng)綜合展示信息的全局效果，可根據(jù)鐵路線位設(shè)置三維游覽路徑，路徑可根據(jù)線位自動計(jì)算，也可人工繪制。沿路徑游覽時，可設(shè)計(jì)相關(guān)參數(shù)，如游覽速度、視點(diǎn)高度、視角和停留時間等，如圖7所示，從而實(shí)現(xiàn)方案的全方位展示。在鐵路工程地質(zhì)勘察中，經(jīng)常會遇到設(shè)計(jì)多個方案的情況，本系統(tǒng)提供了同時展示多個方案的功能，供勘察設(shè)計(jì)人員比選，提高方案比選質(zhì)量和效率?；贕oogleEarth的鐵路工程地質(zhì)勘察信息展示平臺，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)方法在立體綜合展示能力上的不足，有助于對地形地貌、地質(zhì)條件等的總體把握，特別是對于山區(qū)鐵路，有更大的應(yīng)用價值。
5應(yīng)用與結(jié)論
第3篇：鐵路測量方案范文
高職院校的學(xué)生很多在第四學(xué)期就簽訂了就業(yè)協(xié)議,鑒于提前明確就業(yè)崗位使畢業(yè)生未來的工作內(nèi)容具體化,特別是提前上崗,已經(jīng)使學(xué)習(xí)和工作結(jié)合起來,進(jìn)入“工作中學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)中工作”的狀態(tài)?；诂F(xiàn)狀,在充分聽取行業(yè)協(xié)會和企業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上,經(jīng)過認(rèn)真研究、反復(fù)論證,大量刪減了理論性過強(qiáng)且艱澀難懂的課程。同時,為強(qiáng)化畢業(yè)生的崗位適應(yīng)能力,加大了實(shí)訓(xùn)課程和頂崗實(shí)習(xí)的比重,重構(gòu)了“學(xué)作結(jié)合”課程體系。
2課程開發(fā)與設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)依據(jù)
依托鐵道工程技術(shù)專業(yè)校企合作委員會,針對專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),開展社會調(diào)研,總結(jié)歸納出鐵道工程技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生核心工作崗位(群),通過職業(yè)崗位分析,學(xué)生的崗位主要工作內(nèi)容如下。(1)線路工,主要工作內(nèi)容有:作業(yè)防護(hù);線路基本作業(yè);鋼軌作業(yè);軌枕作業(yè);道床及路基作業(yè);簡易測量和識讀工程圖;檢查作業(yè)及故障處理。(2)橋隧工,主要工作內(nèi)容有:橋面作業(yè);橋跨作業(yè);橋臺作業(yè);涵渠、隧道作業(yè);施工作業(yè);橋隧檢測;橋隧巡守。(3)施工員,主要工作內(nèi)容有:鐵路路基工程施工、鐵路橋梁工程施工、鐵路隧道工程施工、鐵路軌道工程施工、施工現(xiàn)場管理。(4)測量員,主要工作內(nèi)容有:交接樁和施工復(fù)測;施工過程控制測量、構(gòu)筑物施工放線、監(jiān)控測量及數(shù)據(jù)分析;工程測量方案、監(jiān)控量測方案編寫;建立測量儀器臺賬,按時對測量儀器進(jìn)行維修保養(yǎng)。(5)試驗(yàn)員,主要工作內(nèi)容有:各種原材料試驗(yàn);施工配合比設(shè)計(jì);各種材料的取樣、送檢、試驗(yàn)、化驗(yàn)、檢驗(yàn)、復(fù)驗(yàn)工作及報告;路基、橋梁、隧道、軌道結(jié)構(gòu)物自檢、抽檢等試驗(yàn)工作。
2.2構(gòu)建基于“學(xué)作結(jié)合”的課程體系
面向鐵路工程施工與鐵路線路養(yǎng)護(hù)維修企業(yè),按照鐵路工程施工與養(yǎng)護(hù)維修崗位技能要求,參照國內(nèi)鐵路工程施工與養(yǎng)護(hù)維修規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),與合作企業(yè)技術(shù)專家共同分析鐵路線橋隧工程施工、養(yǎng)護(hù)維修、施工組織管理等典型工作任務(wù),按照鐵路工程施工與線路養(yǎng)護(hù)維修過程確定行動領(lǐng)域、學(xué)習(xí)領(lǐng)域,依次設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容,選擇合理的工作任務(wù)為載體,設(shè)計(jì)若干教學(xué)模塊,將相關(guān)的知識、模塊,通過對各教學(xué)模塊的學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)知識、技能、素質(zhì)的同步提高,具備鐵路工程施工與養(yǎng)護(hù)維修工作的職業(yè)能力。構(gòu)建“學(xué)作結(jié)合”的課程體系。其典型工作任務(wù)及對應(yīng)的行動領(lǐng)域及學(xué)習(xí)領(lǐng)域如下。(1)典型工作任務(wù),主要包括:鐵路線橋隧施工、施工組織管理、鐵路線橋隧養(yǎng)護(hù)與維修三個方面。(2)行動領(lǐng)域,主要包括:鐵路工程圖識圖、工程材料試驗(yàn)與檢測、鐵路工程測量、鐵路路基施工、鐵路軌道施工、鐵路橋隧施工、鐵路橋隧養(yǎng)護(hù)、鐵路工程施工組織、鐵路工程概預(yù)算等。(3)學(xué)習(xí)領(lǐng)域,主要包括:工程制圖、土木工程CAD、工程繪圖實(shí)訓(xùn)、工程測量、工程測量實(shí)訓(xùn)、鐵路軌道、鐵路工程施工、鐵路橋隧施工與維護(hù)、鐵路線路修理、鐵路線路修理實(shí)訓(xùn)、養(yǎng)路機(jī)械實(shí)訓(xùn)、高速鐵路軌道施工與維修、鐵路工程施工組織與概預(yù)算、鐵路工程預(yù)算實(shí)訓(xùn)等主要課程。以上學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)部分集中在第一和第二學(xué)期,專業(yè)課集中在第三和第四學(xué)期,第四學(xué)期結(jié)束后學(xué)生應(yīng)具備解決典型工作任務(wù)對應(yīng)的行動領(lǐng)域相關(guān)問題的能力。
2.3課程設(shè)計(jì)與教學(xué)準(zhǔn)備
在整體課程設(shè)計(jì)過程中,從新生入學(xué)開始,便將兩年后自己能完成的工作內(nèi)容發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生在對每門課程進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中能夠明確具體的在實(shí)際中應(yīng)用,同時將企業(yè)的考核標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)要求融入到具體的授課及考核中,激勵并鍛煉學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。課程與課程之間要有過渡和協(xié)調(diào),用到什么就學(xué)什么或補(bǔ)什么。這就要求在做教學(xué)準(zhǔn)備時,把企業(yè)的東西或者相關(guān)專家確定下來,在需要的時候能夠及時的應(yīng)用;另外,還要求任課教師建立制定工學(xué)結(jié)合的課程標(biāo)準(zhǔn)和“以學(xué)生為主體”的教學(xué)模式與教學(xué)設(shè)計(jì),大力推動以項(xiàng)目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式為主,其他教學(xué)模式為輔的多元教學(xué)模式改革。
3結(jié)語
第4篇：鐵路測量方案范文
關(guān)鍵詞：鐵路便橋深基坑監(jiān)測
中圖分類號： TV551 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
1.前言
寧波站改建工程站房集散廳及地鐵深基坑南北下穿既有杭深鐵路干線，基坑原長278m，寬123.5m，最大開挖深度24m，其中杭深線下方約22m，出土方量約36萬方，該基坑設(shè)3道鋼筋砼支撐。為保證既有線路暢通，基坑施工期間，采用雙線臨時鐵路便橋通行，臨時鐵路便橋全長133.6 m，寬12.9 m，格構(gòu)柱91根，C40鋼筋砼梁板連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)，開挖分6層并逐層安裝28a槽鋼剪刀撐，格構(gòu)柱間設(shè)3道鋼筋砼圈梁。該項(xiàng)目于2011年3月列車改線至臨時鐵路便橋上開始實(shí)施，2011年12月4日開挖橋下深基坑土方，至2012年6月7日完成橋下基坑開挖以及主體鋼筋砼底板封閉施工，每層開挖結(jié)束后，隨即施工剪刀撐和格構(gòu)間鋼筋砼圈梁。為確保深基坑的施工質(zhì)量和便橋的運(yùn)營安全，驗(yàn)證便橋和基坑設(shè)計(jì)所采取的各種假設(shè)和參數(shù)的正確性，指導(dǎo)基坑開挖、便橋支撐及支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，實(shí)現(xiàn)動態(tài)設(shè)計(jì)和信息化技術(shù)管理，本工程引進(jìn)第三方進(jìn)行鐵路便橋的施工監(jiān)測技術(shù)工作。本文擬對該橋梁的監(jiān)測方案進(jìn)行簡要介紹，希望對今后類似工程的監(jiān)測實(shí)施有所借鑒。寧波站臨時鐵路便橋立面圖見圖1。
圖1 寧波站鐵路便橋立面圖
2、監(jiān)測目的和內(nèi)容
寧波站便橋監(jiān)測的目的：（1）確?；邮┕て陂g，臨時鐵路便橋的健康狀態(tài)和正常通行能力，保證運(yùn)營線路安全；（2）驗(yàn)證臨時鐵路便橋承重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)基坑開挖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工。必要時修正設(shè)計(jì)方案和施工過程，保證基坑支護(hù)安全，實(shí)現(xiàn)安全施工監(jiān)測。（3）總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，完善施工技術(shù)。
便橋監(jiān)測內(nèi)容包括：鐵路便橋的三維（平面位移、高程位移）監(jiān)測，主梁支座和跨中應(yīng)力監(jiān)測。根據(jù)便橋結(jié)構(gòu)，監(jiān)測布點(diǎn)數(shù)量和項(xiàng)目如表2：
表2臨時鐵路便橋監(jiān)測具體工程數(shù)量
3、總體技術(shù)方案
3.1設(shè)置監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)
3.1.1平面基準(zhǔn)網(wǎng)：在施工現(xiàn)場周圍的穩(wěn)定位置布設(shè)6～8個平面基準(zhǔn)點(diǎn)，在臨時鐵路便橋南北側(cè)各2～3個平面工作基準(zhǔn)點(diǎn)，平面工作基準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)采用強(qiáng)制對中固定觀測墩，安裝精密型不銹鋼強(qiáng)制對中盤，軸套和插軸公差小于0.1mm。工作基點(diǎn)構(gòu)造及外觀如圖3-1所示。
圖3-1 平面工作基準(zhǔn)點(diǎn)位置
3.1.2高程基準(zhǔn)網(wǎng)：在施工現(xiàn)場周圍的穩(wěn)定位置布設(shè)4～6個高程基準(zhǔn)點(diǎn)，采用水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志。
4.監(jiān)測方法
4.1水平位移監(jiān)測
臨時鐵路便橋水平位移，包括X和Y向，X向平行于線路里程方向，Y向垂直于線路里程方向。監(jiān)測內(nèi)容主要是便橋橋面、格構(gòu)柱的水平位移，水平位移監(jiān)測方法采用方向交會和距離交會，交會角控制在15°～150°之間，觀測數(shù)據(jù)整體構(gòu)網(wǎng)平差。
在工作基點(diǎn)觀測墩設(shè)置高精度LeicaTCA1201測量機(jī)器人（測角±1＂, 測距±1+1ppm），強(qiáng)制對中，每1監(jiān)測點(diǎn)安裝1個棱鏡標(biāo)志，以預(yù)埋方式固定。通過編制軟件，無線遙控（或設(shè)置有線控制），定時啟動，LeicaTCA1201測量機(jī)器人自動搜尋監(jiān)測目標(biāo)點(diǎn)，自動觀測，觀測數(shù)據(jù)自動分析處理等，實(shí)現(xiàn)對臨時鐵路便橋的高精度實(shí)時自動化三維監(jiān)測（幾何變形），確保既有鐵路運(yùn)營安全。
4.2沉降監(jiān)測
臨時鐵路便橋沉降監(jiān)測主要是便橋橋面沉降、格構(gòu)柱的沉降的沉降測量，其監(jiān)測方法主要采用為幾何水準(zhǔn)法（行車密集等特殊條件下，使用LeicaTCA1201測量機(jī)器人，采用精密三角高程差分方法實(shí)時監(jiān)測）。觀測時，依據(jù)各沉降監(jiān)測點(diǎn)的分布情況，按如下步驟進(jìn)行：
4.2.1布設(shè)水準(zhǔn)路線：首先根據(jù)臨時鐵路便橋沉降監(jiān)測點(diǎn)的分布情況，布設(shè)首級控制網(wǎng)（起閉于水準(zhǔn)基點(diǎn)），觀測各基準(zhǔn)點(diǎn)與工作基點(diǎn)的高程；然后布設(shè)次級水準(zhǔn)網(wǎng)（起閉水準(zhǔn)基點(diǎn)或工作基點(diǎn)），觀測各沉降點(diǎn)高程。首級和次級水準(zhǔn)網(wǎng)一般布設(shè)成閉合水準(zhǔn)路線或水準(zhǔn)網(wǎng)。在布設(shè)水準(zhǔn)路線時，為確保前后視距差滿足二級精度要求，同時滿足變形監(jiān)測的“三定”要求（路線固定、儀器固定、人員固定），要量測出每次儀器的安置位置，并用紅油漆或鋼釘在地面做出標(biāo)記，固定觀測路線。
4.2.2水準(zhǔn)觀測：水準(zhǔn)測量時，每次應(yīng)根據(jù)預(yù)先選定的水準(zhǔn)路線進(jìn)行觀測，各站的觀測順序?yàn)椋汉蟆⑶?、前、后。測定個別困難地段的沉降點(diǎn)高程時，也可采用支點(diǎn)觀測，但支點(diǎn)站數(shù)不得超過2站，且支點(diǎn)觀測必須進(jìn)行兩次觀測。為保證高程基點(diǎn)的可靠性，每次觀測前應(yīng)對基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測，并作出分析判斷，以保證觀測成果的可靠。
4.2.3使用儀器：使用徠卡DINI 12高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀（±0.3mm/km）或DINI 11高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀（±0.4mm/km）。每次觀測前作i角檢核校正，水準(zhǔn)標(biāo)尺選用銦鋼尺，其它要求按《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》執(zhí)行。
4.2.4 數(shù)據(jù)記錄及處理：所有觀測數(shù)據(jù)由DINI 12（DINI 11）自動記錄，觀測過程中的各項(xiàng)限差完全按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)置，并由DINI 12（DINI 11）自動進(jìn)行控制。觀測完畢，將觀測數(shù)據(jù)傳入電腦，通過監(jiān)測系統(tǒng)對觀測原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、平差計(jì)算、計(jì)算各點(diǎn)的高程及沉降量、累積沉降量、生成監(jiān)測報表和變形過程曲線圖。
4.3應(yīng)力監(jiān)測
在臨時鐵路便橋主梁支座和主梁跨中位置布置鋼筋正應(yīng)力測點(diǎn)，以監(jiān)測在鐵路運(yùn)營和基坑開挖施工過程中這些截面的應(yīng)力變化與應(yīng)力分布情況，評估橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度。
4.3.1測試儀器的選擇
根據(jù)對多種應(yīng)力測試儀器的性能比較，考慮要適合長期觀測并能保證足夠的精度，選用長沙金碼高科生產(chǎn)的鋼弦式應(yīng)變計(jì)（埋入式）和配套的頻率接收儀作為應(yīng)力觀測儀器。該應(yīng)變計(jì)的溫度誤差小、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，適合于應(yīng)力長期觀測。四芯屏蔽導(dǎo)線連接至橋端安全位置監(jiān)測。
圖4-1 鋼弦式鋼筋應(yīng)力傳感器 圖4-2 頻率接收儀
4.3.2測點(diǎn)布置
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在臨時鐵路便橋主梁支座（間隔3~6m）和主梁跨中位置（間隔3~6m）布置四個鋼筋應(yīng)力計(jì)。
圖4-3 應(yīng)力測點(diǎn)布置示意圖
在混凝土澆注前將應(yīng)變計(jì)按預(yù)定的測試方向固定在主筋上，測試導(dǎo)線引至混凝土表面。
4.3.3監(jiān)測方法
跟蹤監(jiān)測鐵路運(yùn)營和基坑施工過程中以及早晚溫差變化的控制截面應(yīng)力變化。若發(fā)現(xiàn)觀測值與理論計(jì)算值相差較大，則應(yīng)立即報警、分析原因并提出有效的措施。
4.4 測量機(jī)器人動態(tài)測量
使用測量機(jī)器人LeicaTCA1201（測角精度：1″, 短程靜態(tài)測距精度：0.8 mm ）或LeicaTCA2003（測角精度：0. 5″, 短程靜態(tài)測距精度：0.5 mm ），通過鎖定某個監(jiān)測點(diǎn)上棱鏡，采用快速跟蹤測量和數(shù)據(jù)處理，實(shí)時監(jiān)測運(yùn)動目標(biāo)的三維微小變化，采樣頻率可達(dá)5HZ。
5．設(shè)定監(jiān)測報警值及監(jiān)測頻率
（1）橋面隆沉：10mm，2mm/d；橋面水平位移（X向）：10mm，1mm/d；橋面水平位移（Y向）：10mm，1mm/d。
（2）橋面相鄰測點(diǎn)差異隆沉：5mm，1mm/d；橋面相鄰測點(diǎn)差異水平位移（X向）：3mm，1mm/d。
（3）鋼筋應(yīng)力200N/mm2。
（4）橋面隆沉每天至少一次，橋面位移每6小時測一次，鋼筋應(yīng)力每天至少一次，特殊情況另定。
6.監(jiān)測成果的整理
6.1監(jiān)測數(shù)據(jù)的檢核
受觀測條件的影響，任何變形監(jiān)測數(shù)據(jù)都可能存在誤差。在變形監(jiān)測中，由于變形量本身較小，臨近測量誤差的邊緣，為了區(qū)分變形與誤差，提取變形特征，應(yīng)設(shè)法消除較大誤差，提高監(jiān)測精度，從而盡可能地減小觀測誤差對變形分析的影響。監(jiān)測成果檢核的方法很多，主要工作分為野外檢核和內(nèi)業(yè)檢核。
6.2粗差的處理
監(jiān)測工作由于周圍環(huán)境及地質(zhì)條件復(fù)雜，監(jiān)測項(xiàng)目多、次數(shù)多，工作量大，工期長，加上施工干擾及其它一些不可預(yù)計(jì)因素的影響，在大量監(jiān)測數(shù)據(jù)中出現(xiàn)少量粗差是不可避免的。粗差的存在將使模型歪曲，造成參數(shù)的最小二乘估計(jì)嚴(yán)重失實(shí)。穩(wěn)健估計(jì)是在粗差不可避免的情況下，選擇適當(dāng)?shù)墓烙?jì)方法，使所估參數(shù)盡可能減免粗差的影響，得出正常模式下最佳或接近最佳的估值。
在假定模型基本正確前提下，穩(wěn)健估計(jì)具有抗大量隨機(jī)誤差和少量粗差的能力。
6.3數(shù)據(jù)分析與預(yù)測
工程建筑物的空間特性和動態(tài)變化是變形監(jiān)測和分析的主要內(nèi)容。其方法是選定某些特征點(diǎn)，對其周期性地進(jìn)行重復(fù)觀測，通過數(shù)據(jù)處理，研究被監(jiān)測點(diǎn)群的沉降、水平位移等隨時間變化規(guī)律，尋找一種能夠較好反映數(shù)據(jù)變化規(guī)律的函數(shù)關(guān)系，對下一階段的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測監(jiān)測點(diǎn)可能出現(xiàn)的最大位移值或應(yīng)力值，以預(yù)測建筑物和結(jié)構(gòu)的安全狀況，評價施工方法，確定工程措施。
6.4監(jiān)測報表的提交
當(dāng)天測得的數(shù)據(jù)，于當(dāng)天分析整理完畢，并在網(wǎng)上進(jìn)行，日報表在24小時內(nèi)提交業(yè)主。當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時，及時報告業(yè)主、監(jiān)理、施工及設(shè)計(jì)各方。日報表內(nèi)容應(yīng)包括監(jiān)測說明、結(jié)論、監(jiān)測數(shù)據(jù)、布點(diǎn)圖等。
監(jiān)測工作進(jìn)行一段時間或施工某一階段結(jié)束后，應(yīng)對監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，形成月報表、季報表或技術(shù)總結(jié)。月報表、季報表的內(nèi)容應(yīng)包括前段時間的工作綜述、監(jiān)測數(shù)據(jù)、布點(diǎn)圖、數(shù)據(jù)分析及變形預(yù)測等內(nèi)容。
7.結(jié)語
寧波站鐵路便橋動靜態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)（橋面三維位移、格構(gòu)柱三維位移、橋面應(yīng)力），并結(jié)合各階段的分析結(jié)果，橋面三維位移、格構(gòu)柱三維位移、橋面應(yīng)力監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化情況比較符合理論計(jì)算，各項(xiàng)監(jiān)測內(nèi)容未出現(xiàn)安全報警（鋼筋應(yīng)力報警值±200Mpa，橋面和格構(gòu)柱三維位移報警值縱向±10mm、橫向±5mm和豎向±25mm），鐵路便橋處于安全可控范圍。監(jiān)測工作為便橋下土方開挖提供了數(shù)據(jù)支持，確保了鐵路運(yùn)輸安全。
參考文獻(xiàn):
［1］彭儀普，許曦，楊文雅．客運(yùn)專線無碴軌道精密定軌測量技術(shù)研究［J］．鐵道科學(xué)與工程學(xué)報，2007，6．
第5篇：鐵路測量方案范文
關(guān)鍵詞：鐵路線路；維護(hù)檢測技術(shù)；線路養(yǎng)護(hù)；鐵路事業(yè)；交通科技 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
中圖分類號：U216 文章編號：1009-2374（2015）05-0064-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0364
近年來我國的鐵路事業(yè)得到了極大的發(fā)展，在給經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾的生活帶來了更大的便利的同時，也給鐵路線路的維護(hù)檢測帶來了更大的挑戰(zhàn)。隨著當(dāng)前人們對鐵路線路的安全性、便捷性、舒適性和承載量的要求越來越高，列車的間隔時間更短，列車速度不斷提高，這也造成了鐵路線路處于極端機(jī)械應(yīng)力狀態(tài)，需要對其系統(tǒng)裝備進(jìn)行檢測和維護(hù)。本文對鐵路線路維護(hù)檢測系統(tǒng)進(jìn)行了分析，旨在推動我國鐵路線路維護(hù)檢測技術(shù)的不斷提高。
1 鐵路線路的軌道維護(hù)
鐵路線路的軌道維護(hù)是鐵路維護(hù)檢測系統(tǒng)的一個重要方面，通過鐵路線路的軌道維護(hù)才能夠保持鐵路線路軌道的良好運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)鐵路線路鋪設(shè)完成一段時間之后，會出現(xiàn)一些缺陷或者線路軌道參數(shù)改變的情況。因此必須先通過高質(zhì)量的驗(yàn)證和檢測，來對線路軌道的狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)的確認(rèn)。
線路軌道的參數(shù)有橫截面、縱向斷面和軌道幾何尺寸等等，線路軌道的機(jī)械接觸非常復(fù)雜，是一個動態(tài)的彈性治療系統(tǒng)，會受到線路軌道的下部基礎(chǔ)設(shè)施的影響。鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)會對這些重要參數(shù)的容差范圍和缺陷進(jìn)行分類，從而對不符合標(biāo)準(zhǔn)的缺陷進(jìn)行處理，制定科學(xué)的軌道維護(hù)計(jì)劃。
1.1 軌道幾何尺寸
由于對列車之道和彎道行駛的保障職責(zé)由軌距來擔(dān)任，因此行駛的列車出現(xiàn)搖晃和震動的現(xiàn)象很可能是軌道傾角變化造成的。一些不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況也會從軌道機(jī)械缺陷中反映出來，例如孔洞、波紋等等。當(dāng)然彎道處軌道系統(tǒng)也需要必要的縱向剖面傾斜，從而減少列車在彎道行駛時的離心力。標(biāo)準(zhǔn)軌距可以防止列車高速行駛時發(fā)生碰撞。
1.2 軌道縱斷面
軌道縱斷面如果發(fā)生崩落和裂縫很可能會造成列車出軌，而鋼軌的波紋磨損會對路基造成損害，并產(chǎn)生嚴(yán)重的噪音。當(dāng)波長在20～100毫米之間時意味著產(chǎn)生了波紋磨損，當(dāng)振幅大于0.5毫米時會產(chǎn)生噪音，振動峰值到達(dá)0.3毫米時就會損壞路基。
車輪通過岔道或者車輪摩擦?xí)r容易產(chǎn)生單個孔洞，單個孔洞會造成運(yùn)行中列車偶然出現(xiàn)的顛簸。而這種電波在陳舊鐵路線上則成為了經(jīng)常性顛簸。究其原因這是由于焊接成舊鐵路線區(qū)段的往往是18米的長鋼軌。
1.3 鋼軌橫截面
技術(shù)人員可以很容易地對新安裝的鋼軌頭部的規(guī)格尺寸和幾何形狀進(jìn)行計(jì)算，并根據(jù)車輪對鋼軌的界面對其進(jìn)行優(yōu)化。特定半徑和切向線都屬于幾何形狀，滿足車輪滾動的經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定和安全方面的需要。
2 檢測線路軌道
2.1 線路軌道的檢測方案制定
要以軌道維護(hù)的目標(biāo)要求和維護(hù)關(guān)鍵點(diǎn)為基礎(chǔ)制定線路軌道檢測系統(tǒng)，鐵路軌道檢測系統(tǒng)要將軌道網(wǎng)絡(luò)幾何結(jié)構(gòu)和已掌握的鋼軌現(xiàn)狀囊括在內(nèi)，將橫斷面、縱向剖面圖、鋼軌幾何尺寸、測量結(jié)果里程表結(jié)合起來，制定科學(xué)的、智能化的檢測方案，利用GPS對被測參數(shù)進(jìn)行定位。線路軌道的檢測方案主要是通過線路測量車的配備或者利用移動式計(jì)量裝置來取得線路軌道參數(shù)。將Blackfin處理器放置于線路測量車或移動式計(jì)量裝置中，通過分析軟件對參數(shù)進(jìn)行精確的測量和分析，再根據(jù)GIS系統(tǒng)形成完整的信息分析結(jié)果。
2.2 檢測軌道幾何尺寸
對軌距的檢測主要使用非接觸式感應(yīng)傳感器原理，能夠達(dá)到0.01毫米的精確度?？梢允褂酶↑c(diǎn)算法來對軌道與軌道之間的距離進(jìn)行測量，并得出垂直距離和水平距離。Blackfin處理器能夠?qū)?米范圍內(nèi)的擺動控制在5°以內(nèi)。通過中位數(shù)過濾和低通過濾縱段數(shù)據(jù)，能夠完成從極坐標(biāo)到直角坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。
在檢測時要將鋼軌端頭的幾何尺寸的特征矢量準(zhǔn)確地找出來，為了確保矢量測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，要采取跟蹤算法和可信度檢查器。
2.3 檢測縱向斷面
以非接觸式的高速渦輪傳感器來對兩側(cè)鋼軌的表面進(jìn)行記錄，磁編碼氣脈沖能夠?qū)⒕忍岣叩轿⒚准墑e。磁環(huán)產(chǎn)生的信號由線性編碼器進(jìn)行處理之后可以成為傳感器AD轉(zhuǎn)換器和里程表的觸發(fā)信號，能夠?qū)附狱c(diǎn)不符合標(biāo)準(zhǔn)、局部硬化點(diǎn)等缺陷進(jìn)行記錄。
2.4 檢測鋼軌的橫截面
對鋼軌橫截面的檢測一般用高速激光掃描儀來完成，當(dāng)前最先進(jìn)的非接觸式測量技術(shù)手段就是激光技術(shù)，其能夠?qū)λ俣冗M(jìn)行捕捉，或者以所需的精確度為依據(jù)，完成對鋼軌橫截面的檢測。
3 鐵路線路維護(hù)的計(jì)量技術(shù)裝置
3.1 檢測系統(tǒng)以Blackfin處理器為核心
檢測系統(tǒng)結(jié)合了DSP技術(shù)和MCU技術(shù)，以Blackfin處理器作為技術(shù)核心，能夠適用于給定的任意蓄電池運(yùn)行，具備提供動態(tài)電源管理的功能。檢測系統(tǒng)的MCU技術(shù)具備可擴(kuò)充量的輸入輸出功能，可以進(jìn)行移動式裝置、油量計(jì)、蓄電池、TFT、鍵盤、數(shù)字傳感器和激光掃描儀等裝置的連接。而檢測系統(tǒng)的DSP部分可以完成先進(jìn)的數(shù)字算法任務(wù)，例如幾何尺寸殘差、FFTs和濾波的計(jì)算。Blackfin處理器具有數(shù)據(jù)流語言和高級框圖，并通過Lab VIEW圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)來提供編程模型。這樣可以對下一級別的數(shù)字化嵌入式進(jìn)行設(shè)計(jì)，并具備圖形多任務(wù)移動功能和數(shù)學(xué)分析模塊。
3.2 智能化的計(jì)量技術(shù)裝置
將現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法和嵌入先進(jìn)處理器技術(shù)來進(jìn)行鋼軌差值和裂縫的檢測，使鐵路基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)檢測工作可以使用多功能化的、可移動的智能化計(jì)量裝置。
例如可以使用鋼軌檢測裝置來對鋼軌的環(huán)境溫差、深度、傾角、軌距、頭部高度和橫截面等參數(shù)進(jìn)行測定，其對時間和環(huán)境沒有較高的要求，制造和使用都比較簡單，能夠在任意位置上完成記錄和檢測。再例如在對縱向軌道參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和記錄時可以使用Railsurf鋼軌滑板計(jì)量裝置，其具有可視化、現(xiàn)場處理等功能，還可以利用移動存儲器對檢測結(jié)果進(jìn)行存儲，既可以適用于車輛沿著軌道拖拉作業(yè)也適用于一人操作，通過企業(yè)傳感器能夠?qū)︿撥壍膬A角變化、軌距變化、裂縫、孔洞和波紋磨損進(jìn)行檢測。
3.3 利用線路測量車進(jìn)行檢測
多功能線路測量車有5個Blackfin處理器組成，能夠?qū)?0千米的鐵路區(qū)段的軌道參數(shù)進(jìn)行記錄，并達(dá)到5毫米的點(diǎn)對點(diǎn)分辨率。5個Blackfin處理器相互關(guān)聯(lián)，1號Blackfin處理器能夠使用兩個液晶顯示器和交互操作鍵盤，2號Blackfin處理器則對高速運(yùn)行條件下的軌道縱斷面圖和幾何尺寸進(jìn)行記錄，3號Blackfin處理器安裝了GPS系統(tǒng)，能夠?qū)Φ乩砦恢眯畔⑦M(jìn)行確定，4號Blackfin處理器主要處理各種參數(shù)，5號Blackfin處理器對其他四個處理器的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和存儲。
4 定位線路軌道的缺陷
4.1 線路軌道缺陷定位的含義
一般使用一個共同的軟件平臺對缺陷定位的檢測測量結(jié)果進(jìn)行匯總，并將里程表信息、GPS位置、軌道橫截面、縱斷面和幾何尺寸的信息連接起來。該平臺通過工具包和Lab VIEW軟件的運(yùn)行，發(fā)揮了公共數(shù)據(jù)分析和交換庫的作用，能夠通過接口連接維修裝備、車輛和測量設(shè)備。X射線等測量手段可以通過智能化濾波器來對線路軌道的關(guān)鍵缺陷進(jìn)行定位，并以數(shù)字化的形式對鋼軌的幾何尺寸全貌特征進(jìn)行反映，在線路軌道更換和維修中進(jìn)行利用。
4.2 利用Lab VIEW濾波器
鋼軌中的缺陷癥狀可以通過Lab VIEW濾波器的縱向數(shù)據(jù)篩分檢測來完成，這主要對通過對鋼軌波紋進(jìn)行快速傅立葉變換分析以及縱斷面中的特征波長分析來實(shí)現(xiàn)。比較實(shí)測界面圖和已存模型之間的差別，并對輪軌機(jī)械接觸進(jìn)行模擬，從而跟蹤軌道的孔洞缺陷。在檢測圖形中鋼軌裂縫會出現(xiàn)明顯變化，可以鑒別移動數(shù)據(jù)的窗口，從而對鋼軌的裂縫進(jìn)行檢測，并對其進(jìn)行評估分析。
4.3 對“缺陷”地圖進(jìn)行精確的定位
對“缺陷”地圖進(jìn)行精確定位主要是通過GPS數(shù)據(jù)來完成的，其中增加了一些有用的新內(nèi)容，例如車站、道岔和彎道等等，成為一種比較簡便的GIS系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了圖像處理功能。例如可以將局域地圖細(xì)分為若干條塊，并標(biāo)明準(zhǔn)確的地圖坐標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)對缺陷位置的精確定位和迅速瀏覽。
5 軌道缺陷問題的解決
可以在資料設(shè)置點(diǎn)的維修設(shè)備當(dāng)中下載利用IT環(huán)境產(chǎn)生的電子維修計(jì)劃，這樣就能夠使軌道缺陷的問題得到有效的解決。其中1個Blackfin處理器包括1個可移動存儲器、2個顯示鋼軌圖像的液晶屏以及1個多功能鍵盤。2個激光掃描儀能夠?qū)M截面快照通過20Hz的頻率連續(xù)捕捉過來，同時利用CAN網(wǎng)絡(luò)向CPU進(jìn)行在線數(shù)據(jù)傳輸。隨后該處理器能夠?qū)⒄諜M截面之間的偏差機(jī)型計(jì)算，并且向基本磨削裝置提供新設(shè)置點(diǎn)。
這種磨削裝置當(dāng)中的磨削頭一共包括6個，而且每個磨削頭都具備3種自由度，因此能夠有效地保證鋼軌磨削的順利進(jìn)行。使用可移動媒體能夠在鋼軌磨削過程中下載一系列橫截面測量數(shù)據(jù)，并且能夠向IT環(huán)境進(jìn)行及時的反饋，從而能夠使保鋼軌磨削質(zhì)量得到
保證。
6 結(jié)語
綜上所述，采用全面狀態(tài)檢測分析的方式針對包括接觸網(wǎng)、道岔以及軌道等鐵路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢測，能夠使重載區(qū)路以及高速鐵路的安全運(yùn)行得到有效的保證，同時也能夠?qū)⒖茖W(xué)的依據(jù)提供給維修計(jì)劃的制定。實(shí)踐證明，當(dāng)今鐵路裝置設(shè)施檢測的發(fā)展趨勢就是智能化、自動化以及電子化的檢測手段，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來其必然會在鐵路的安全快捷運(yùn)行中發(fā)揮更大的作用。
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第6篇：鐵路測量方案范文
（太原鐵路局太原工務(wù)機(jī)械段，太原030045）
（TaiyuanTrainMaintenanceEngineeringDivisionofTaiyuanRailwayAdministration，Taiyuan030045，China）
摘要：隨著高速鐵路重載鐵路使用的增多，對相關(guān)養(yǎng)路機(jī)械設(shè)備使用的要求標(biāo)準(zhǔn)要來越高。不過從實(shí)際情況來看，現(xiàn)階段使用的不少機(jī)械養(yǎng)路設(shè)備在使用過程中，出現(xiàn)較多的問題，其中主要是測量方面的精度較差，這就給很多鐵路線路的維護(hù)，帶來一定的問題。在本文的研究中，重點(diǎn)對大型養(yǎng)路機(jī)械D08-32搗固車系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行了分析，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，提出提高作業(yè)精度的一些方案，通過實(shí)踐證明，改進(jìn)后的D08-32搗固車，維修作業(yè)精度得到了很大的提高，并且相關(guān)的零點(diǎn)校對也變得更加快捷。
Abstract:Withtheincreaseintheuseofhigh-speedrailwayandoverloadedrailway,theuserequirementsofrelatedmechanicalequipmentaretoahigherstandard.Butfromtheactualsituation,manyroadmachineryequipmenthaveproblemsintheuseprocessatpresent,themainproblemofthemisthepoormeasuringaccuracy.Itbringssomedifficultiesforthemaintenanceofrailwayline.Inthisstudy,theexistingproblemsoflargeroadmachineryD08-32tampingmachinesystemareanalyzed.Combinedwithpracticalexperience,someschemesforincreasingthemaintenanceaccuracyareputforward.Thepracticeshowsthat,themaintenanceworkprecisionofimprovedD08-32tampingmachineisgreatlyimproved,andtherelevantzerocheckisalsobecomingmorequickly.
關(guān)鍵詞 ：D08-32搗固車；精度；改進(jìn)
Keywords:D08-32tampingmachine；accuracy；improvement
中圖分類號：U216.63文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1006-4311（2015）21-0126-03
0引言
60年代中期，國際上出現(xiàn)了高速鐵路、重載鐵路和繁忙鐵路。客運(yùn)列車速度超過200km/h，貨物列車的軸重增加到20T以上；大功率機(jī)車提高了牽引力，出現(xiàn)了“萬噸列車”，旅客列車的舒適度要求明顯提高。為適應(yīng)鐵路高速、重載及軌道機(jī)構(gòu)重型化的發(fā)展，引發(fā)了一場線路修理手段的“革命”，各國鐵路競相采用大型養(yǎng)路機(jī)械。特別是高速鐵路的迅速發(fā)展，更加有力地推動了大型養(yǎng)路機(jī)械的發(fā)展，無論是機(jī)械的種類還是質(zhì)量，無論是機(jī)械的功能還是智能化程度，都達(dá)到了很高水平。
直到今天，國際上大型養(yǎng)路機(jī)械繼續(xù)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的趨勢，主要表現(xiàn)在以下四個方面：①設(shè)備高效化。②隨著鐵路的發(fā)展，高速、重載、大密度是其主要特點(diǎn)，因此也就加劇了軌道結(jié)構(gòu)的變形，造成修理周期縮短，線路運(yùn)輸和修理的矛盾越來越突出。③在這種條件下就要求：盡可能減少線路維修所占用的時間，提高施工機(jī)械的作業(yè)效率勢在必行。因此，大型養(yǎng)路機(jī)械的高效化也就成為發(fā)展必然。④近年來出現(xiàn)的高效道碴清篩機(jī)和搗固車，極大地提高了線路大修和維修能力。然而，設(shè)備更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足線路的提速要求，因此，怎樣提高現(xiàn)有設(shè)備的作業(yè)精度顯的尤為重要。針對太原鐵路局的現(xiàn)狀，08-32型搗固車在線路維修施工中，還擔(dān)負(fù)著“主力軍”的角色，提高08-32型搗固車的作業(yè)精度迫在眉睫。
1D08-32型搗固車及其精度測量系統(tǒng)概況
1.1D08-32型搗固車概況
D08-32型搗固車是我國從國外引進(jìn)的，并在上世紀(jì)九十年代，開始在本土進(jìn)行批量生產(chǎn)。這種類型的搗固車在我國鐵路維修、養(yǎng)護(hù)方面，發(fā)揮著十分重要的作用。由于它結(jié)構(gòu)先進(jìn)，功能齊全，得到世界各國鐵路工務(wù)部門的認(rèn)可。
08-32自動抄平起道搗固車，其技術(shù)整合了機(jī)、電、液、氣等現(xiàn)代化的鐵路養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并對其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。該搗固車的構(gòu)成系統(tǒng)十分復(fù)雜，具體來說主要由兩轉(zhuǎn)向架、主車架、前后司機(jī)室、搗固裝置、起撥道裝置、夯實(shí)裝置、檢測裝置、液壓系統(tǒng)、電器系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、動力及動力傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、操作系統(tǒng)等裝置組成。該車型屬于雙枕搗固車，其中搗固頭共有32個，在修路作業(yè)時，以步進(jìn)的方式前進(jìn)。作業(yè)的范圍比較廣，可以進(jìn)行起道、撥道、抄平、鋼軌兩側(cè)枕下道碴搗固和枕端道碴夯實(shí)作業(yè)。
1.2線路方向檢測系統(tǒng)概況
線路方向偏差檢測裝置，是根據(jù)單弦檢測撥道原理設(shè)計(jì)的。08-32型搗固車采用單弦檢測裝置檢測線路方向偏差，基準(zhǔn)線路方向檢測方法主要有三點(diǎn)法偏差檢測和四點(diǎn)法偏差檢測。其中三點(diǎn)法檢測的原理是通過裝在B點(diǎn)小車上的弦線固定器使弦線在B點(diǎn)固定即撥叉在下位，取消檢測點(diǎn)A，弦線長就縮短了AB段，變?yōu)?5.785m，并接通了三點(diǎn)法檢測電氣開關(guān)，切斷B點(diǎn)矢距傳感器的電信號，這時僅有C點(diǎn)矢距傳感器F01工作，這種檢測方法就叫三點(diǎn)法檢測。三點(diǎn)法檢測，在使用過程中，比較省時省力，通過借助計(jì)算機(jī)分析系統(tǒng)，能夠比較準(zhǔn)確地得到當(dāng)前點(diǎn)的矢距偏差，從而提升實(shí)際測量的準(zhǔn)確性。
1.3橫向水平檢測系統(tǒng)概況
線路橫向水平又叫軌道左右水平。在其實(shí)際檢測作業(yè)環(huán)節(jié)，水平傳感器起到了十分關(guān)鍵的作用。利用水平傳感器，對軌道的水平偏差進(jìn)行測量，在這個過程中，水平偏差的信號進(jìn)入起道控制電路，通過系統(tǒng)分析設(shè)備，對其輸入的信號同之前設(shè)定好的信號值進(jìn)行比較，差值通過電液伺服閥控制起道油缸提起鋼軌，直到基準(zhǔn)股鋼軌的提高度達(dá)到設(shè)定值時起道動作停止。
橫向水平測量方法為：在三個張緊小車（即前張緊小車D、撥道小車C、測量小車B）中間，裝入一個合適的電子擺。按照設(shè)計(jì)的測量程序，對測量作業(yè)前、作業(yè)過程中、作業(yè)后的線路進(jìn)行檢測。
這個電子擺能夠?qū)蓚€軌道的超高轉(zhuǎn)換成電信號（V=ih，V是電子擺輸出電壓i=25mv/mm為當(dāng)量，h為實(shí)際超高。）其中，前端的理論超高與前擺所測量出的實(shí)際超高的差值和前段輸入的基本起道量一起分別形成左右兩側(cè)的前端起道量，該起道量以一定的比例關(guān)系傳送到左右兩側(cè)起道模擬控制電路的起道總信號中，形成作業(yè)點(diǎn)起道信號的一部分。
1.4縱向水平檢測系統(tǒng)概況
線路縱向水平檢測的原理是通過裝在B點(diǎn)小車上的弦線固定器使弦線在B點(diǎn)固定，取消檢測點(diǎn)A，弦線長縮短了AB段，與此同時接通三點(diǎn)法檢測電氣開關(guān)，切斷B點(diǎn)矢距傳感器的電信號，這時僅有C點(diǎn)矢距傳感器工作，通過這種方式就可進(jìn)行線路縱向檢測。
縱向水平檢測的具體方法是:縱向水平檢測在前張緊小車D和測量小車B上左右各有一根測量桿，左右測量桿的上端各有一根縱向水平測量鋼弦。拔道小車通過添加必要的傳感器，可以將一些位移數(shù)據(jù)等進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化成電信號，反饋給系統(tǒng)的綜合控制平臺。
2影響搗固作業(yè)精度因素
從鐵路維修作業(yè)的基本情況來看，很多因素都會影響搗鼓作業(yè)的精度，不過綜合分析來看，主要的影響因素是線路原有狀態(tài)差和機(jī)械設(shè)備及操作誤差。線路原有狀態(tài)差的原因有：道床板結(jié)及翻漿冒泥、線路缺渣嚴(yán)重、區(qū)間道口板及護(hù)軌未拆除、曲線資料與現(xiàn)場實(shí)際情況不吻合、線路其他病害；機(jī)械設(shè)備及操作誤差有以下幾方面的原因：電氣系統(tǒng)存在的誤差，機(jī)械測量裝置存在的誤差，機(jī)械及電氣系統(tǒng)零點(diǎn)不重合的誤差，其它人為操作等產(chǎn)生的誤差。對于線路本身的狀態(tài)我們是無法進(jìn)行改變的，而對操作手操作水平的提高也是有限的，因此，想提高搗固作業(yè)的作業(yè)精度就只能在我們的機(jī)械設(shè)備上下功夫。以下幾點(diǎn)是對影響測量系統(tǒng)精度主要因素的分析。
2.1影響起道系統(tǒng)精度的因素
放大電路的輸出值必須十分精確，但是在實(shí)際計(jì)算過程中，使用的方法，如精確法、近似法等，都存在一定的偏差，起道超平的偏差如果較大，就會影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。起道機(jī)構(gòu)的構(gòu)成十分復(fù)雜，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)誤差，都會影響工程作業(yè)的精度。如果在實(shí)際作業(yè)階段，小車輪緣和接觸面的磨損很大，這就會對整車的測量系統(tǒng)造成不利影響，因?yàn)榻佑|面磨損之后，就會降低傳感器的敏感性，使得其測量的數(shù)值的精確程度下降。
2.2影響撥道系統(tǒng)作業(yè)的精度的因素
位置誤差會拔道系統(tǒng)作業(yè)的精度造成一定的影響，具體來所，系統(tǒng)中的測量小車，各自安裝的位置以及在其軌道上運(yùn)行的線路，如果內(nèi)有處在基準(zhǔn)弦的中心，或者出現(xiàn)一定程度的拐彎，都將影響拔道作業(yè)的精度。在實(shí)際作業(yè)時，測量小車的輪緣，如果出現(xiàn)較大程度的磨損，都會造成測量結(jié)果的不準(zhǔn)確。因此，技術(shù)工人，在日常操作系統(tǒng)作業(yè)時，不僅要嚴(yán)格按照作業(yè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)控制各種設(shè)備，還要定期對系統(tǒng)相關(guān)部位的磨損情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)磨損程度較大的，或者是系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備位置出現(xiàn)較大偏移時，要即使糾正。
3針對影響精度的因素采取的措施
針對以上幾點(diǎn)影響精度的因素，筆者經(jīng)過長時間的實(shí)踐摸索和實(shí)驗(yàn)總結(jié)，發(fā)現(xiàn)以下幾項(xiàng)措施對提高作業(yè)精度還是能收到很好成效的。
3.1提高作業(yè)精度采取的措施
①提高各張緊小車車輪精度（其直徑公差由原來的10?滋m控制在5?滋m以內(nèi)。）小車輪邊緣車輪精度的提高，可以確保各張緊小車在作業(yè)過程中隨著作業(yè)距離變化時，其整個測量系統(tǒng)各傳感器測出的數(shù)值更加真實(shí)可靠，這便有利于作業(yè)系統(tǒng)精度的提高。
②提高撥道及抄平系統(tǒng)中各小車安裝間距的準(zhǔn)確性。在裝配過程中，嚴(yán)格按照各小車的距離（在其公差范圍內(nèi)）以R、F點(diǎn)小車上端弦張緊處點(diǎn)等高原則進(jìn)行組裝以確保電氣上相應(yīng)關(guān)系準(zhǔn)確無誤。
③通過一些改進(jìn)措施，提高比例抄平傳感器及矢距傳感器的精度。通過改進(jìn)HT-T2044后，作業(yè)精度有了極大提高，表1就是改進(jìn)項(xiàng)目對照表。
④保證機(jī)械零點(diǎn)及電氣零點(diǎn)的重合。要想保證電氣零點(diǎn)及機(jī)械零點(diǎn)的重合，首先要保證電氣零點(diǎn)本身是準(zhǔn)確的，需要定期檢查電路板的電器零點(diǎn)是否準(zhǔn)確。機(jī)械零點(diǎn)主要考慮各測量小車的位置及磨損，最終的目的是保證測量鋼弦處于前后張緊小車的中心或者鋼弦平行于前后小車的中心線。
⑤用于現(xiàn)場采用專用工裝校正機(jī)械零點(diǎn)及電氣零點(diǎn)，目前無論是大機(jī)生產(chǎn)廠家還是各用戶單位，對精度系統(tǒng)的重新校正基本上沒有專業(yè)的測量尺，筆者用過工務(wù)部門拉正矢用的鋼繩；校正電子擺增益用工務(wù)的超高板。出現(xiàn)精度越校越差的現(xiàn)象?？梢愿鶕?jù)目前校正精度的方法，設(shè)計(jì)生產(chǎn)專用的測量尺（必須適應(yīng)在直線上對鋼弦位置的測量）作為每一臺設(shè)備的基本配置，或每一個大機(jī)使用單位的標(biāo)準(zhǔn)配置。
3.2對精度系統(tǒng)電路及機(jī)械結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案
①假設(shè)引入后電子擺補(bǔ)償信號進(jìn)行起道作業(yè)，因R點(diǎn)（即B—A點(diǎn)之間）點(diǎn)處于搗固作業(yè)后區(qū)域，不可避免地會存在一定的殘留偏差，導(dǎo)致R點(diǎn)測量橫平基準(zhǔn)存在同樣誤差，如果這個誤差足夠大的話，對縱向水平作業(yè)精度影響也是比較大的。在現(xiàn)場施工中作業(yè)后區(qū)域我們會安排人員進(jìn)行道尺測量，誤差大于正負(fù)2mm時（客戶要求不能大于正負(fù)2mm）我們會進(jìn)行倒車重復(fù)搗固既影響了施工進(jìn)度又影響了此處作業(yè)區(qū)域前后的縱平。為了達(dá)到客戶要求操作人員只能增加起道量來彌補(bǔ)橫平的誤差，但對縱平影響很大（俗稱：大平）。通過觀察中擺指針來進(jìn)行起道補(bǔ)償作業(yè)，雖然保證了橫向水平精度，但對縱向水平的犧牲是比較大的。為了提高高速線路的縱向水平精度，有必要把這個因素考慮進(jìn)去。R處于在RR1的超高殘留，會在M抄平傳感器處MM1的殘留超高偏差消除不掉。實(shí)際作業(yè)時需要對超高軌補(bǔ)償MM1才能消除M點(diǎn)的橫平誤差，但超高軌確因此而多起道-MM1的量，產(chǎn)生MM-1的縱向水平誤差。
綜上所述通俗點(diǎn)講以08-32車每小時搗固0.8公里，假設(shè)每百米大于正負(fù)2mm的地段有5處或者更多，每處多抬道Nmm你從遠(yuǎn)處再看這0.8公里的線路就成波浪了（也就談不上縱平了）。
②撥道系統(tǒng)機(jī)構(gòu)上的改進(jìn)方案。對撥道測量系統(tǒng)在改進(jìn)過程中，要重視電氣零點(diǎn)和機(jī)械零點(diǎn)的重合。根據(jù)相關(guān)領(lǐng)域的一些先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，使用移動正矢傳感器可以提高對機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)測量設(shè)備零點(diǎn)重合的控制效果。另一種比較常用的方法就是增加輪軸調(diào)整墊，輪軸調(diào)整墊可以在一定程度上改變輪軸的位置高度，這種處理方法，對于位置偏移較小的問題可以處理，如果系統(tǒng)的零點(diǎn)偏移位置很大，則這種方法的效果就會大打折扣。
改進(jìn)方案：在本文的研究中，我們提出如下情況的改進(jìn)措施，即在作業(yè)現(xiàn)場沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)線的情況下，可以通過利用點(diǎn)的平衡原理來對相關(guān)的位移偏差進(jìn)行校正，通過實(shí)際作業(yè)過程可以知道，這種校正后的設(shè)備位置，其準(zhǔn)確性提高了不少，通過實(shí)際測量發(fā)現(xiàn)，設(shè)備的作業(yè)精確也得到了較大程度提升。改進(jìn)后的方案如圖1所示，在直線上標(biāo)定一個點(diǎn)B，然后左加載測量B101，記住這個值，然后C點(diǎn)移動到該點(diǎn)，通過工裝使C102=B101，并調(diào)整02處的螺絲，使傳感器輸出信號為0，最后D點(diǎn)移動到剛才標(biāo)記的點(diǎn)，調(diào)節(jié)03處的螺絲，使D103=B101后，即完成左加載的機(jī)械電氣零點(diǎn)校正。
4結(jié)論
通過上面的分析，分別說明了相關(guān)機(jī)械設(shè)備改進(jìn)的方案，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在改進(jìn)后DO8-32搗固車可以更加精確的進(jìn)行施工作業(yè)。其中最值得注意的就是電氣零點(diǎn)及機(jī)械零點(diǎn)的校正變得更加簡潔、靈活，大大提高了設(shè)備的檢修效率。所以說，D08-32搗固車，在經(jīng)過改進(jìn)后，無論是其機(jī)械性能，還是作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及實(shí)際工程完成的質(zhì)量，都有著非常明顯的優(yōu)勢。不過，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的作業(yè)精度還有賴于更為精確的新測量系統(tǒng)。即使橫平不好我們可以倒車在不好的地段再搗固一遍或者幾遍達(dá)到客戶要求就可以了。從客戶驗(yàn)收單上就可以看出對縱平的要求幾乎就沒有；有的是橫向水平不能超過多少，正矢誤差不能超過多少；三角坑不能超過多少等等。原因是即使橫向水平不好在容許的誤差范圍內(nèi)也不會影響列車安全運(yùn)行。
大型養(yǎng)路機(jī)械施工作業(yè)的重要性是毋庸置疑的，在鐵路跨越式發(fā)展的歷史進(jìn)程中的作用是不可否認(rèn)的，在今后的線路大修維修作業(yè)中的作用是不容忽視的，因此，怎樣提高大型養(yǎng)路機(jī)械的作業(yè)精度將是我們未來一段時間工作的中心之一。雖然探索前進(jìn)的路是崎嶇的，但是只要我們齊心協(xié)力、不斷探索、不斷改進(jìn)，我們的大修機(jī)械化的前景一定是非常美好的，我們作為新一代的大機(jī)人是值得自豪的。
參考文獻(xiàn)：
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第7篇：鐵路測量方案范文
[關(guān)鍵詞]鐵路列車；調(diào)度指揮；應(yīng)急系統(tǒng)
中圖分類號：U642.3+5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）15-0048-01
一、前言
在鐵路列車運(yùn)行的過程中可能會出現(xiàn)很多意想不到的情況，這就需要指揮中心根據(jù)突況的嚴(yán)重程度采取相關(guān)的措施，避免列車在運(yùn)行的過程中發(fā)生事故。
二、調(diào)度集中指揮條件下應(yīng)急處置的難點(diǎn)
1、反應(yīng)時間短
調(diào)度集中指揮主要集中在高速鐵路區(qū)段。高速鐵路列車運(yùn)行速度快、密度高，出現(xiàn)非正常情況時，留給調(diào)度員的反應(yīng)時間非常短，調(diào)度員必須準(zhǔn)確判斷，果斷處理。
2、現(xiàn)場設(shè)備不熟悉
調(diào)度集中指揮區(qū)段，列車調(diào)度員直接指揮行車。遇到非正常情況時，對現(xiàn)場實(shí)際情況不熟悉，需要多方了解才能判斷，做出決定，影響處理速度。
3、故障處理人員趕赴現(xiàn)場處理耗時長
調(diào)度集中區(qū)段，因?yàn)樵O(shè)備的高可靠性，配備人員較少。一旦發(fā)生非正常情況，人員少的矛盾就暴露出來，趕赴現(xiàn)場處理故障耗時長。
4、調(diào)度命令不規(guī)范
在高速鐵路CTC 區(qū)段，列車調(diào)度員的調(diào)度命令直接通過無線傳送系統(tǒng)下發(fā)給司機(jī)，在應(yīng)急處置的實(shí)際工作中，由于時間緊迫、責(zé)任心不強(qiáng)等各種原因，調(diào)度命令內(nèi)容錯誤、錯傳漏傳調(diào)度命令等現(xiàn)象仍時有發(fā)生，給調(diào)度安全帶來較大的隱患。
5、協(xié)同作戰(zhàn)能力不強(qiáng)
應(yīng)急事件發(fā)生時，經(jīng)常出現(xiàn)各崗位間職責(zé)不清、組織環(huán)節(jié)不明、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)把握不準(zhǔn)、信息通報傳遞不流暢、現(xiàn)場處理較為忙亂等現(xiàn)象，調(diào)度應(yīng)急處置缺乏統(tǒng)一的指揮、決策、協(xié)調(diào)、組織。特別是列車大面積晚點(diǎn)后對現(xiàn)場車站通報和協(xié)調(diào)組織方面有待進(jìn)一步提高。
三、關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)現(xiàn)
采用合理的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的災(zāi)備或應(yīng)急方案，建立實(shí)時或準(zhǔn)實(shí)時災(zāi)備數(shù)據(jù)庫，不僅在生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時可最大程度的保證關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性，將可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)損失降到最低；根據(jù)應(yīng)急處理方案，若生產(chǎn)庫故障恢復(fù)時間過長，可以將業(yè)務(wù)切換到災(zāi)備數(shù)據(jù)庫，盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)的連續(xù)性，將影響降到最低。核心業(yè)務(wù)終端能夠快速、有效的診斷網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器故障，能夠?qū)⒈窘K端切為單機(jī)模式。
1、應(yīng)急數(shù)據(jù)庫技術(shù)
建立應(yīng)急數(shù)據(jù)庫，當(dāng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫宕機(jī)時，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以直接切換至應(yīng)急數(shù)據(jù)庫保證系統(tǒng)能夠持續(xù)的運(yùn)行，同時保證數(shù)據(jù)的不丟失和連續(xù)性。應(yīng)急數(shù)據(jù)庫主要作為鐵路局TDCS 中心生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫的備份和應(yīng)急使用，應(yīng)急數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和生產(chǎn)庫采用同樣的庫和表結(jié)構(gòu)。
2、應(yīng)急調(diào)度指揮業(yè)務(wù)終端
優(yōu)化目前整體架構(gòu)，采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）技術(shù)構(gòu)建鐵路列車調(diào)度指揮應(yīng)急系統(tǒng)，開發(fā)調(diào)度員運(yùn)行圖終端、調(diào)度命令終端等核心業(yè)務(wù)滿足智能存取數(shù)據(jù)的客戶端程序。TDCS/CTC 系統(tǒng)核心設(shè)備故障（核心網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫宕機(jī)）或離線維護(hù)時，故障檢測服務(wù)將核心業(yè)務(wù)終端自動啟用應(yīng)急模式（單機(jī)模式），即行調(diào)運(yùn)行圖終端、調(diào)度命令終端能夠快速、有效的診斷網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器故障，將本終端切為單機(jī)模式，列車運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行本地存儲，繼續(xù)為行車調(diào)度員提供業(yè)務(wù)服務(wù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器故障修復(fù)后，故障檢測服務(wù)將啟動恢復(fù)聯(lián)網(wǎng)模式（正常指揮模式），同時將分散存儲的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行同步，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)共享。采用如下策略開發(fā)設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)終端，保證業(yè)務(wù)連續(xù)性。
（1）列車調(diào)度臺終端，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)庫的狀態(tài)，其工作模式可以分為聯(lián)網(wǎng)工作模式和單機(jī)工作模式。
（2）聯(lián)網(wǎng)工作模式，數(shù)據(jù)全部存取來自生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，單機(jī)工作模式，數(shù)據(jù)存取來自客戶端機(jī)器。
（3）列車調(diào)度臺運(yùn)行圖終端本地存儲一份列車運(yùn)行圖的靜態(tài)數(shù)據(jù)， 在單機(jī)工作模式下將動態(tài)數(shù)據(jù)以XML 格式存儲于該終端設(shè)備，主要信息包括本班內(nèi)實(shí)績運(yùn)行圖、階段計(jì)劃、封鎖、慢行、天窗、調(diào)度命令等信息。
（4）列車調(diào)度臺終端軟件可以自動檢測生產(chǎn)庫的工作狀態(tài)。
四、基于網(wǎng)絡(luò)的KVM延長器系統(tǒng)
1、系統(tǒng)特點(diǎn)
應(yīng)急指揮中心會議區(qū)采用基于網(wǎng)絡(luò)的KVM延長方案， 共配置35 臺工作站（多于坐席數(shù)28），極大滿足了TDCS 復(fù)示系統(tǒng)、TDMS/OA 系統(tǒng)、旅客服務(wù)系統(tǒng)、客票系統(tǒng)、工務(wù)管理查詢系統(tǒng)、防洪系統(tǒng)、防災(zāi)減災(zāi)平臺、應(yīng)急搶險軟件平臺、線路實(shí)景圖調(diào)閱系統(tǒng)、站場圖顯示系統(tǒng)等眾多系統(tǒng)的接入條件。
2、防災(zāi)減災(zāi)平臺
防災(zāi)減災(zāi)平臺（災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)）是鐵路信息系統(tǒng)的重要組成部分，為鐵路運(yùn)營提供可靠的災(zāi)害預(yù)警及報警信息，是鐵路列車行車安全的重要保障體系之一。災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)對鐵路沿線風(fēng)、雨、雪、地震及上跨鐵路的道路橋梁的異物侵限進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，為調(diào)度指揮及維護(hù)管理提供報警、預(yù)警信息，有效防止或減少災(zāi)害對鐵路列車運(yùn)行安全的影響。災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)各監(jiān)測單位有：
（1）風(fēng)向風(fēng)速計(jì)
選用超聲波式風(fēng)速風(fēng)向計(jì)，其抗電力牽引電磁干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)復(fù)雜、惡劣的環(huán)境。風(fēng)向測量范圍0～360°，精確性±3°，風(fēng)速測量范圍0～60 m/s。
（2）雨量計(jì)
雨量計(jì)采用24 GHz 多普勒雷達(dá)（Dopplerradar）測量單個雨落速度的方式來測量降水強(qiáng)度。通過滴落速度與大小的關(guān)聯(lián)，計(jì)算降水量與降水強(qiáng)度。不同的滴落速度決定了不同的降水類型。
（3）異物侵限監(jiān)測設(shè)備
在公跨鐵立交橋設(shè)置異物侵限監(jiān)測設(shè)備，實(shí)時監(jiān)測各雙電網(wǎng)傳感器的狀態(tài)，發(fā)生異物侵限時，立即通過監(jiān)控單元向信號列控系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送控制命令，通過信號列控系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)使列車自動停車，并向列車調(diào)度員發(fā)出異物侵限報警信息。異物侵限監(jiān)控子系統(tǒng)除具有上述基本功能外，根據(jù)實(shí)際需要，還具有：現(xiàn)場試驗(yàn)、遠(yuǎn)程試驗(yàn)、應(yīng)急恢復(fù)等功能。
（4）地震監(jiān)測設(shè)備
地震監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測地震動加速度，生成報警，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)震應(yīng)急處置。當(dāng)?shù)卣饎蛹铀俣取?.04g時，防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)生成報警信號，并通過防災(zāi)監(jiān)控單元將該報警信號傳送至鄰近的列控中心觸發(fā)列控系統(tǒng)使列車自動停車， 同時觸發(fā)牽引變電所牽引供電控制裝置使接觸網(wǎng)停電。預(yù)留本地P 波監(jiān)測以及接收國家、地方地震臺網(wǎng)的P波信息功能；條件具備時，實(shí)現(xiàn)P波預(yù)警。
3、應(yīng)急平臺
應(yīng)急平臺全稱成都鐵路局應(yīng)急管理中心應(yīng)急平臺系統(tǒng)，完成既有鐵路大客站、編組站視頻監(jiān)控、TDCS、CTC 等相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)接入，基本實(shí)現(xiàn)應(yīng)急值守、資源管理、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急指揮、總結(jié)評估等功能，使全局應(yīng)急管理裝備水平和處置能力全面提升。
五、結(jié)語
綜上所述，在鐵路列車運(yùn)行的過程中我們一定要完善指揮中心相關(guān)的應(yīng)急系統(tǒng)及應(yīng)急方案的研究，保證鐵路列車運(yùn)行的安全。
參考文獻(xiàn)
第8篇：鐵路測量方案范文
【關(guān)鍵詞】高速鐵路；隧道工程；施工技術(shù)
現(xiàn)代鐵路隧道必須加強(qiáng)施工管理，加強(qiáng)資源配置，堅(jiān)決貫徹“短鏡頭、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、頻繁測量、早襯砌”的施工原則，全面布局，科學(xué)施工。高度重視設(shè)計(jì)和爆破方案和施工通風(fēng)方案，加強(qiáng)對地質(zhì)分析和監(jiān)測工作的支持，做好施工方案的施工，正確選擇施工方法，為施工條件的安全和快速施工、高質(zhì)量。
1高速鐵路隧道工程的特點(diǎn)
高速鐵路隧道工程作為一種特殊的工程結(jié)構(gòu)，具有顯著的特點(diǎn)，這說明在結(jié)構(gòu)應(yīng)力場中應(yīng)長期存在于隧道工程中；支護(hù)結(jié)構(gòu)受力、支護(hù)時間和支護(hù)結(jié)構(gòu)的影響，特別是非均勻應(yīng)力區(qū)的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜；由于特殊的施工環(huán)境，即在活動的空間狹小，各工序間的干擾較大，造成施工過程中的環(huán)境質(zhì)量差，如空氣質(zhì)量差，溫度高，噪音低，能見度低。由于只有一個隧道看得見的表面和其他最隱蔽的工程，因此很難對整個項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)的評價和分析，增加施工的危險，即使找到了問題。要返工也具有很大的危險系數(shù)。
2施工準(zhǔn)備期的技術(shù)準(zhǔn)備
2.1施工環(huán)境的勘測
2.1.1根據(jù)地質(zhì)鉆探資料的分類及分析
工程地質(zhì)特征，特別是巖、褶皺、斷層、地表水、特殊土的發(fā)展趨勢，可能由施工造成的不利影響充分預(yù)期，目前存在的問題以書面形式，要求承包商有充分的處治措施。
2.1.2根據(jù)地質(zhì)、氣象、供水、排水、原材料、供電、運(yùn)輸、廢渣、現(xiàn)場施工現(xiàn)場核查。特別是洞口及淺埋段風(fēng)化堆積層可能的滑動及偏壓；通過溝谷的發(fā)育、沖刷、淤積情況；洪水最高位；砂巖材料儲量和質(zhì)量；配電方案的供電與運(yùn)行；運(yùn)輸路面施工：廢渣和環(huán)境保護(hù)，耕地補(bǔ)償。
2.2施工材料設(shè)備和方案的準(zhǔn)備
2.2.1業(yè)主與承包人簽訂合同，監(jiān)理工程師是根據(jù)合同對承包商進(jìn)行監(jiān)督和督促，按合同承諾的人員和設(shè)備到位，進(jìn)行臨時、控制測量和其他準(zhǔn)備工作。實(shí)現(xiàn)了對硬件和軟件質(zhì)量監(jiān)督站臨時資格審查和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室要求的審批要求，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備，完整的技術(shù)人員和完善的管理系統(tǒng)的最后期限；原材料的標(biāo)準(zhǔn)和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，為早期的準(zhǔn)備，施工打下了基礎(chǔ)。2.2.2承包商根據(jù)合同的日期、報告的日期、進(jìn)度計(jì)劃的總體階段以及施工設(shè)計(jì)的實(shí)施，對工程中的工程師提出了調(diào)查和分析，并對承包商進(jìn)行了討論、澄清和修改，主要針對工期和時間安排的合理性、施工準(zhǔn)備的可靠性、計(jì)劃目標(biāo)與施工能力的適應(yīng)性。
2.2.3開始前，監(jiān)理工程師對兩端的防外來控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，結(jié)合，增加所有基準(zhǔn)點(diǎn)的檢查和復(fù)測，每一個附近的入口處的溶洞位于不小于三個水平控制點(diǎn)和兩點(diǎn)的水平和控制的隧道中心線方向的樁。
3初期支護(hù)方案
正確、施工及時、二襯緊跟針對不同的圍巖級別，特別是軟弱圍巖地段，根據(jù)設(shè)計(jì)文件與現(xiàn)場地質(zhì)情況制定正確詳實(shí)的支護(hù)方案，對洞口存在堆積體，滑坡體，淺埋及軟弱地層等不良地質(zhì)隧道，大管棚和小導(dǎo)管灌漿預(yù)支護(hù)，地面旋噴樁加固灌漿；部分洞口設(shè)置抗滑樁保證邊坡整體穩(wěn)定，在施工過程中應(yīng)盡快進(jìn)行施工。洞內(nèi)爆破作業(yè)后，初噴混凝土封閉開挖巖面后，開始出渣，軟地層剖面的格柵框架、加強(qiáng)錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土作為支持手段的主要分支，必要的加強(qiáng)支護(hù)措施，同時要減少對周圍巖石的擾動，抑制巖石松弛過渡變形，組織和指導(dǎo)施工，加強(qiáng)支護(hù)，抓住最短的可能時間，在初期，嚴(yán)格做好支護(hù)施工階段的質(zhì)量控制。在初期支護(hù)基本穩(wěn)定后及時施工防水板與二襯砼，在二襯迅速形成閉合環(huán)，防止圍巖松弛變形，確保隧道施工安全。為加快隧道施工進(jìn)度與確保施工質(zhì)量。
4其他施工技術(shù)方面
4.1做好超前地質(zhì)預(yù)報、進(jìn)行地質(zhì)分析根據(jù)設(shè)計(jì)文件采用不同的檢測方法，特別是對地質(zhì)遺跡不好的，在開挖前必須使用地震波、地質(zhì)雷達(dá)探測、地質(zhì)鉆探、鉆探等先進(jìn)的地質(zhì)預(yù)測方法，做好預(yù)加固、加固等輔助施工措施。地質(zhì)隧道施工技術(shù)在隧道施工和地質(zhì)科學(xué)與技術(shù)的關(guān)鍵步驟，并配備專業(yè)的技術(shù)人員，為隧道施工信息平臺的建立。在隧道施工中做勘查工作，仔細(xì)檢查設(shè)計(jì)文件，施工過程中必要的檢查和驗(yàn)證。根據(jù)巖石類型的短長，結(jié)合探測，根據(jù)地質(zhì)變化的地質(zhì)預(yù)測，地質(zhì)素描和地質(zhì)數(shù)據(jù)的表面映射，地表水監(jiān)測，并經(jīng)過驗(yàn)證的設(shè)計(jì)，開發(fā)和適應(yīng)現(xiàn)場地質(zhì)施工方案和技術(shù)措施，以確保安全，防止倒塌事故的發(fā)生。
4.2加強(qiáng)監(jiān)控量測、預(yù)見事故和排除險情施工過程中的監(jiān)控量測在隧道施工過程中，監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)，使用專業(yè)的測量儀器和工具，提供及時和穩(wěn)定的圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性和安全信息，預(yù)見事故和危險情況，作為調(diào)整和改造的依據(jù)，為支護(hù)設(shè)計(jì)，并在試驗(yàn)結(jié)果中確定了雙襯時間基礎(chǔ)。監(jiān)測和測量應(yīng)測量的項(xiàng)目有四個：①地質(zhì)和支護(hù)狀況觀察，②周邊位移，③拱頂下沉，④錨桿或錨索內(nèi)力及抗拔力。根據(jù)圍巖及地表沉降的情況，選擇了以下七個試驗(yàn)項(xiàng)目：地表沉陷、巖移（內(nèi)、面）、圍巖壓力和雙層支護(hù)壓力，鋼支撐內(nèi)力及外力、支護(hù)與襯砌內(nèi)力、表面應(yīng)力和斷裂試驗(yàn)、巖石彈性波試驗(yàn)。專業(yè)技術(shù)人員從監(jiān)測工作的監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄，及時繪制各種曲線和圖表，并對相關(guān)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析：當(dāng)位移時間曲線趨于緩慢時，應(yīng)進(jìn)行回歸分析，計(jì)算最終位移并掌握位移變化規(guī)律。當(dāng)位移時間曲線拐點(diǎn)時，表明圍巖和支護(hù)是不穩(wěn)定的，此時應(yīng)密切監(jiān)測圍巖開挖的動態(tài)，必要時停止停止，并制定相應(yīng)的支護(hù)措施，調(diào)整原有支護(hù)參數(shù)和開挖方法，消除后的危險和安全問題，可以繼續(xù)工作。
4.3水溝電纜槽目前，中鐵二局率先在開展排水溝電纜槽移動方式，保證了混凝土的內(nèi)外質(zhì)量。
5結(jié)束語
通過對鐵路隧道施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，必須按照“超前預(yù)報、短炮、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、頻繁測量、早襯砌”的工作原理，進(jìn)行施工。正確選擇爆破參數(shù)，合理控制開挖的畫面，加強(qiáng)支護(hù)是隧道施工的核心工作；地質(zhì)分析，加強(qiáng)資源配置，切實(shí)落實(shí)好隧道施工安全技術(shù)規(guī)范的重要保證。
參考文獻(xiàn)
第9篇：鐵路測量方案范文
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,我國高速鐵路的建設(shè)全面展開。中國高速鐵路的發(fā)展不僅填補(bǔ)了中國運(yùn)輸體系中的缺失,而且在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中也具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
“十一五”期間,中國通過建設(shè)高速鐵路客運(yùn)專線、發(fā)展城際客運(yùn)軌道交通和既有線提速改造,初步形成以高速鐵路客運(yùn)專線為骨干,連接全國主要大中城市的快速客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)。高速鐵路作為越來越普及的交通工具,逐漸成為人們商務(wù)出差、旅游出行的首選。
為滿足快速增長的旅客運(yùn)輸需求,建立省會城市及大中城市間的快速客運(yùn)通道,“十一五”規(guī)劃了“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道以及三個城際快速客運(yùn)系統(tǒng),時速高達(dá)380km/h。如圖1所示。
1.1“四縱”客運(yùn)專線
(1)北京-上海;
(2)北京-武漢-廣州-深圳;
(3)北京-沈陽-哈爾濱(大連);
(4)杭州-寧波-福州-深圳。
1.2“四橫”客運(yùn)專線
(1)徐州-鄭州-蘭州;
(2)杭州-南昌-長沙;
(3)青島-石家莊-太原;
(4)南京-武漢-重慶-成都。
1.3 三個城際客運(yùn)系統(tǒng)
環(huán)渤海地區(qū)、長江三角洲地區(qū)、珠江三角洲地區(qū)城際客運(yùn)系統(tǒng)。
由于高鐵主要的目標(biāo)客戶是商務(wù)出行或者旅游出行,這些人在列車上使用語音或高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求較為明確。因此,快速發(fā)展的高速鐵路已成為移動話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的新熱點(diǎn)。在“十一五”規(guī)劃中,科技部、鐵道部將“雙高課題”――高速移動下的高數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)作為研究重點(diǎn)。
2 大唐移動推出高速鐵路覆蓋方案
大唐移動基于對TD-SCDMA系統(tǒng)的深刻理解和在上海磁懸浮成功的高速覆蓋經(jīng)驗(yàn),率先提出基于車載直放站設(shè)備為基礎(chǔ)的TD-SCDMA高鐵覆蓋方案。
由于車輛技術(shù)的不斷發(fā)展,車廂密閉性越來越好,導(dǎo)致在無線傳輸?shù)能圀w穿透損耗越來越大,龐巴迪高速列車的損耗達(dá)到25dB,一般車體損耗都在10dB以上,當(dāng)損耗為30dB時,相當(dāng)于信號在透過車體時只有原來1/1000的信號強(qiáng)度。為了克服車體穿透損耗,要求室外的信號發(fā)射機(jī)功率增強(qiáng),要求更高的基站接收機(jī)靈敏度,或者要求UE的發(fā)射信號增強(qiáng)。
大唐移動的高鐵解決方案中,鐵路沿線采用BBU+RRU組網(wǎng),采用小區(qū)分集和高速頻偏補(bǔ)償算法,在高速列車上裝在直放站克服穿透損耗。
2.1 鐵道沿線采用BBU+RRU進(jìn)行專網(wǎng)覆蓋
(1)業(yè)內(nèi)最早最成熟的小區(qū)分集算法
由于單個小區(qū)的覆蓋范圍相對較小,而UE移動速度非?？?造成手機(jī)終端駐留在單個小區(qū)的時間很短;另外,因多普勒頻偏的影響使用戶讀系統(tǒng)廣播、起呼、切換的時延更長,在高速移動環(huán)境下,時延較大的重選、切換和接入等流程很可能無法在單個站點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)全部完成;同時頻繁的切換還會導(dǎo)致用戶體驗(yàn)變差、切換掉話的可能性變大。因此,需要擴(kuò)大單個小區(qū)的覆蓋范圍。
將小區(qū)分集算法技術(shù)應(yīng)用于高速移動覆蓋場景可帶來如下好處:
將同站點(diǎn)的多個扇區(qū)合并,避免切換,將多個站址合并為一個小區(qū),減少切換;
有效增減單個小區(qū)覆蓋范圍,保證用戶的高接入成功率。
一個BBU連接2-3個RRU的情況如圖2所示。
(2)專利的物理層頻偏糾正算法和頻偏預(yù)矯正算法
在TD-SCDMA系統(tǒng)的接收機(jī)中,由多普勒頻移等引起的頻偏會對接收數(shù)據(jù)產(chǎn)生相位偏轉(zhuǎn),頻偏越大,相位偏轉(zhuǎn)越嚴(yán)重,對系統(tǒng)的相干解調(diào)性能的影響就越明顯,即車速越高,多普勒頻移對解調(diào)性能的影響越嚴(yán)重。
在TD-SCDMA系統(tǒng)中,終端通過自動頻率控制(AFC,Automatic Frequency Control)技術(shù)進(jìn)行載波頻率跟蹤,而基站側(cè)采用固定頻點(diǎn)的載波頻率進(jìn)行信號接收,使得高速鐵路沿線的基站側(cè)最大多普勒頻偏可達(dá)1400Hz。為了保證數(shù)據(jù)的解調(diào)性能,需要對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行頻率校正后再執(zhí)行判決,即接收端需要進(jìn)行頻偏估計(jì)(FOE,Frequency Offset Estimation)和頻偏校準(zhǔn)(FOC,Frequency Offset Calibration)操作。
在高速移動業(yè)務(wù)情況下,基站需要采用兩次頻偏補(bǔ)償過程才能達(dá)到較好的性能。該方案的具體實(shí)施流程如圖3所示。我們首先根據(jù)信道估計(jì)得到的信道響應(yīng)來估計(jì)頻偏,得到初步頻偏值,然后利用此初步頻偏值對聯(lián)合檢測得到的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行初步校正,得到初步校正數(shù)據(jù);再根據(jù)初步校正數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)符號頻偏估計(jì)方法計(jì)算頻偏值,得到二次頻偏值,并利用此二次頻偏值對初步校正數(shù)據(jù)進(jìn)行頻偏補(bǔ)償,得到二次校正數(shù)據(jù),最后對二次校正數(shù)據(jù)進(jìn)行解調(diào)判決。
根據(jù)分析,第一次頻偏估計(jì)方案具有估計(jì)范圍大、估計(jì)精度差的特點(diǎn),能估計(jì)出2000Hz以上的頻偏;而第二次頻偏估計(jì)方案具有估計(jì)范圍小、估計(jì)精度高的特點(diǎn),能估計(jì)的頻偏范圍為800Hz左右。因此在高速移動環(huán)境下采用這兩種頻偏估計(jì)算法的結(jié)合能夠有效地提高性能。
(2)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的頻偏預(yù)矯正算法
在下行方向,為了使終端平穩(wěn)地進(jìn)行切換,需在基站側(cè)估計(jì)頻偏并進(jìn)行預(yù)矯正,使終端接收頻率穩(wěn)定在基站發(fā)射頻點(diǎn)上。
無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是由基站和終端組成的,即在高速移動環(huán)境下也需要解決大頻偏對終端的解調(diào)性能影響。TD-SCDMA系統(tǒng)中,基站采用固定頻點(diǎn)的頻率進(jìn)行信號收發(fā),而終端通過自動頻率控制(AFC)方案使本振頻率自動跟蹤接收信號的頻率變化。在高速移動環(huán)境下(如車速為400km/h),終端切換時相對于新舊兩個基站的運(yùn)動方向相反,導(dǎo)致終端的多普勒頻移發(fā)生跳變,使終端產(chǎn)生一個很大的頻偏,分析得出,這個頻偏值最大可以達(dá)到最大多普勒頻偏值的兩倍。
此時采用現(xiàn)有的AFC控制方案則需要很長的時間才能進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),使終端的性能惡化。為此,提出了高速優(yōu)化頻偏估計(jì)方案,該方案采用基站側(cè)高速頻偏估計(jì)的思想,同時修改了AFC的控制方案。
頻偏預(yù)校正基本思想就是基站根據(jù)目標(biāo)用戶上行信道頻偏估計(jì),對下行發(fā)送信號頻率進(jìn)行預(yù)校正,使發(fā)送信號到達(dá)UE之后的等效接收頻率為小區(qū)原始發(fā)送頻率。在實(shí)現(xiàn)過程中,需在基站側(cè)增加DPCH的頻偏預(yù)矯正,即通過對比收發(fā)信號的頻偏,針對不同用戶在物理層數(shù)據(jù)上進(jìn)行頻偏補(bǔ)償。
對于終端用戶而言,在基站頻偏預(yù)矯正正常工作的情況下,基本穩(wěn)定在指定頻點(diǎn)上,幾乎感受不到多普勒頻偏存在,小區(qū)切換時刻不會產(chǎn)生大的多普勒頻偏正負(fù)跳變。
如圖4所示,終端以頻率f發(fā)送信號,基站以頻點(diǎn)f接收經(jīng)過上行高速信道的信號,該信號頻率為 f + f d,基站可以估計(jì)出頻偏 f d?；驹谙滦邪l(fā)送該用戶的數(shù)據(jù)時,發(fā)送頻率采用 f + f d,這樣發(fā)送信號經(jīng)過下行高速信道后,終端接收信號的頻率為 f。在終端切換前其工作頻率一直穩(wěn)定在基站頻點(diǎn) f 附近,終端切換后以新的基站頻點(diǎn)工作,從而減小了終端的頻偏變化,提高了終端的解調(diào)性能。這種方案通過增加基站的復(fù)雜度,改善了網(wǎng)絡(luò)的性能。
2.2 高速列車上采用直放站克服穿透損耗
為了避免車輛技術(shù)的不斷發(fā)展而影響車體內(nèi)無線通信質(zhì)量,通過無線直放站加車內(nèi)分布系統(tǒng)的方式,可把車外信號饋入到車體內(nèi)(室內(nèi)),克服車體穿透損耗。高速列車上直放站安裝示意如圖5所示。
一般的傳統(tǒng)直放站是固定放置,施主信號的環(huán)境比較穩(wěn)定,放大倍數(shù)在開通時設(shè)置好就可以穩(wěn)定工作。ALC功能只在個別情況下對增益進(jìn)行小范圍調(diào)整。由于環(huán)境可控,可以通過站點(diǎn)設(shè)置選擇施主基站的信號強(qiáng)度在-80dBm以上。
直放站在高速列車上使用,與通常的應(yīng)用場景有個顯著不同。對于列車這種高速移動環(huán)境,外部信號的強(qiáng)度快速變化;為了保證直放站覆蓋區(qū)域的信號穩(wěn)定性,需要直放站具備自動增益調(diào)整功能。
輸入信號電平范圍:-35dBm~-85dBm;
輸出信號:10dBm~20dBm;
放大器下行增益可調(diào)范圍:45dBm~105dB。
輸入功率測量:
全頻段功率測量(射頻測量);
服務(wù)基站功率測量(基于DwPTS功率):需要快速切換施主基站;
上下行增益的同步調(diào)整;
直放站產(chǎn)品具備AFC(自動頻偏控制)功能。
在高速情況下由于多普勒頻移,上下行信號的載波會有較大偏移。直放站此時可起到頻率校正的作用,簡化終端和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn),對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量有一定改善。
頻偏檢測算法:高穩(wěn)鐘產(chǎn)生參考頻率;
基帶處理算法:服務(wù)小區(qū)選定后,可采用與基站類似的算法;
模擬中頻處理方法:通過對本振的精細(xì)調(diào)整,實(shí)現(xiàn)頻率校準(zhǔn)?；驍?shù)字中頻處理:在中頻使用數(shù)字頻綜,采用數(shù)字變頻的方式。
3結(jié)束語
2007年,中國首條高速鐵路京津城際軌道交通工程客運(yùn)專線完成鋪軌。2008年,中國高速鐵路建設(shè)步伐加快,不僅引人注目的京滬高速鐵路開始興建,廣深港高速鐵路、京石高速鐵路客運(yùn)專線、南寧至廣州高速鐵路等等一大批高速鐵路建設(shè)工程都開始動工。
隨著中國高速鐵路建設(shè)的不斷發(fā)展,大唐移動將致力于提升移動用戶在高速移動環(huán)境下的業(yè)務(wù)體驗(yàn),為中國的移動通信建設(shè)貢獻(xiàn)力量。
