軌道水平狀態(tài)多源信息融合測量技術研究.pdf

1、截止2014年年底，我國的鐵路營業(yè)總里程達到11.2萬公里，高速鐵路總里程達到1.6萬公里，鐵路運輸已然成為陸地交通運輸最重要的一種方式與手段。伴隨著既有鐵路六次大提速和高速鐵路大建設，列車運行的安全性問題被社會和工程界更多地關注，723動車事故用生命與血的教訓詮釋了“鐵路安全無小事”的深刻涵義，并極大地促進了鐵路安全生產(chǎn)的大反思、大檢查和大發(fā)展。軌道不平順是一種對機車車輛系統(tǒng)的外部干擾，是機車車輛系統(tǒng)的主要震動源，直接影響鐵路運輸?shù)陌?/p>

2、全性和舒適性，其常用檢測手段是道尺和軌道檢查儀，前者采用人工選點間斷工作方式，存在檢測效率低、勞動強度高、測量點不連續(xù)等缺點，通常只能作為輔助測量工具使用，后者是更為精確的軌道不平順數(shù)字化檢測設備，采用連續(xù)推行過程中自動測量的工作方式，具有測量效率高、精度高和信息密度大等突出優(yōu)點，是當前最主要、應用最廣泛的軌道不平順狀態(tài)檢測手段。
　　目前，軌道檢查儀多采用單一的傾角傳感器對軌道水平不平順進行測量，該傳感器具有良好的靜態(tài)特性，但測

3、量成果中往往包含軌縫、焊縫、鋼軌飛邊等干擾信息，嚴重影響了軌道水平病害的診斷、定位與處置。
　　基于這一現(xiàn)狀，本文將具有良好動態(tài)特性的微電子機械（Micro Electro Mechanical Systems，簡稱：MEMS）陀螺儀引入軌道檢查儀水平測量系統(tǒng)，利用多傳感器多源信息融合（Multi-Source Information Fusion，簡稱：MSIF）技術，實現(xiàn)傾角傳感器和MEMS陀螺儀多源測量信息的互補修正，抑制和

4、減小軌道水平不平順測量誤差。
　　本文圍繞軌道水平不平順MSIF技術展開，詳細介紹了MSIF基本理論，分析了兩種傳感器的工作原理及特性，引出了加權融合方法以及卡爾曼濾波方法并進行了試驗測試與效果分析，比較了這兩種方法的優(yōu)劣及其原因。在此基礎上，提出了基于軌道水平不平順信息數(shù)據(jù)級融合的自適應多重加權融合算法和集中式卡爾曼濾波融合算法，并進行了大量的實際線路測試與分析，通過與軌道檢查儀逐點靜態(tài)測量的結果對比分析，驗證了新算法的有效性。