(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111486018.3 (22)申请日 2021.12.07 (71)申请人 中铁物总运维科技有限公司 地址 100070 北京市丰台区西四环南路101 号5层5033A (72)发明人 焦彬洋　马德礼　李应平　王军平　 蒋俊　吴朋朋　钟浩　戈春珍　 苗倩　汪慧明　胡伟豪　王攀杰　 (74)专利代理 机构 北京永创新实专利事务所 11121 代理人 周长琪 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01)E01B 31/17(2006.01) (54)发明名称 一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方 案设计方法 (57)摘要 本发明公开一种基于个性化模式库的钢轨 廓形打磨方案设计方法， 首先根据钢轨实测廓 形、 目标廓形和个性化模式库， 计算打磨前钢轨 廓形等效偏 差指数； 进一步根据金属切削理论计 算各模式打磨后的钢轨廓形、 等效偏差指数和最 大负偏差。 随后根据每遍打磨后钢轨等效偏差指 数逐步降低和最大负偏差值不超过允许值的约 束条件， 初步筛选出满足要求的打磨模式， 并根 据等效偏 差指数最低原则确定最优打磨模式， 且 获取每遍打磨模式编号。 最终， 确定每遍打磨后 的钢轨廓形及等效偏差指数。 通过上述方法计算 各遍打磨 模式及打磨后钢轨廓形； 最终确定打磨 方案及预测每遍打磨后的钢轨廓形。 本发明能够 便捷高效的设计钢轨廓形打磨方案， 并预测打磨 后的钢轨廓形。 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 CN 114154337 A 2022.03.08 CN 114154337 A 1.一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 其特征在于： 通过下述步骤 实现： 步骤1： 按磨削量 最小原则将钢轨测量廓形与打磨目标廓形对齐； 步骤2： 根据打磨车打磨模式要求， 编制个性化打磨模式库， 或直接采用打磨车内置的 模式库； 步骤3： 根据打磨前钢轨测量廓形、 目标廓形， 计算打磨前钢轨廓形等效偏差指数； 步骤4： 在 打磨前钢轨廓形基础上分别计算各模式打磨后的钢轨廓形、 等效偏差指数和 最大负偏差； 步骤5： 根据每遍打磨后钢轨等效偏差指数逐步降低和最大负偏差值不超过允许值的 约束条件， 初步筛 选出满足要求的打磨模式； 步骤6： 根据等效偏差指数最低原则确定最优打磨模式， 并获取每遍打磨模式编号； 步骤7： 根据步骤6确定的最优打磨模式， 确定每遍打磨后的钢轨廓形及等效偏差指数； 步骤8： 依次循环执行前述步骤3～7， 计算各遍打磨模式及打磨后钢轨廓形， 并记录需 要打磨的遍数； 步骤9： 确定打磨方案及并获得每遍打磨后的钢轨预测廓形。 2.如权利要求1所述一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 其特征在 于： 步骤3中， 打磨前钢轨廓形等效偏差指数计算方法为： 首先将轨顶主要轮轨接触区域沿 钢轨廓形横坐标方向划分为X个区域， 每个区域的权重系 数取Gu， u＝1、 2、 3、 …、 X； 然后， 将 每个小区域按等弧长进行离散， 各小区域内离散点数为Yu， 其中， u＝1、 2、 3、 …、 X， 则第u个 小区间内每个离散点处的法向偏差为duw， 其中， u＝1、 2、 3、 …、 X； w＝1、 2、 3、 …、 Yu； 由此等效 偏差指数RED 3.如权利要求1所述一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 其特征在 于： 各模式打磨后对应的钢轨廓形、 等效偏差指数和 最大负偏差通过金属切削理论计算得 到: 首先， 令个性化模式库中共有n种打磨模式， 根据 金属切削理论分别在打磨前钢轨实测 廓形RCi‑1基础上分别计 算采用各 打磨模式进行第i遍打磨后的钢轨廓形RCij， 其中， j表示模 式库中第j种打磨模式， j＝1、 2、 3、 …、 n； 随后， 根据第i遍打磨后的钢轨廓形RCij和目标廓形RT， 计算采用各打磨模式打磨后的 钢轨廓形等效偏差指数REDij和最大负偏差MNDij； 其中， 最大负偏差即为打磨后钢轨廓形在 轨顶轮轨主要接触区域内低于目标廓形的最大法向偏差值； 若打磨后钢轨廓形在轨顶轮轨 主要接触区域内低于目标廓形， 则最大负偏差MNDij为正； 若打磨后钢轨廓形在轨顶轮轨主 要接触区域内 高于目标廓形， 则最大负 偏差MNDij为负。 4.如权利要求1所述一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 其特征在 于： 步骤5中， 如果不存在满足约束条件的打磨模式， 则终止计算或在模式库中增加对应打 磨模式使满足约束条件。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114154337 A 2一种基于个性化模式库的钢轨 廓形打磨方案设计方 法 技术领域 [0001]本发明属于钢轨打磨技术领域， 涉及一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案 设计方法。 背景技术 [0002]随着经济社会的不断发展， 我国铁路网规模不断扩大完善， 铁路运营也在朝着 “高 速化、 大运量 ”方向快速发展， 这对铁路养护维修提出了更高的要求。 钢轨作为轨道结构的 核心重要部件， 承受和传递列车施加的复杂多变荷载， 并为列车提供导向作用。 随着上道时 间的增加， 钢轨服役状态逐渐劣化， 将导致钢轨廓形状态不良， 进而诱发病害的产生和恶 化。 钢轨廓形和病害如果不能得到及时有效的治理， 可引起抖车晃 车， 严重时将危及行车安 全， 并花费高昂的养护维修费用。 [0003]钢轨廓形打磨是修复钢轨廓形， 治理服役状态下钢轨病害的有效手段， 能够从根 源上控制病害的产生和发展， 延 长钢轨使用寿命。 目前， 国内外普遍采用大型打磨列车和小 型打磨设备进行钢轨打磨作业， 打磨前均需要进行方案设计。 打磨方案是指导现场打磨作 业的重要依据， 如果打磨方案设计不 合理， 将直接影响打磨质量， 打磨效果难以保障。 发明内容 [0004]针对以上问题， 为对现场打磨作业形成有效指导， 保证打磨质量， 本 发明提出了一 种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 可根据钢轨实测廓形、 目标廓形和个 性化模式库， 采用一定的数学算法， 能够便捷高效的设计钢轨廓形打磨方案， 并预测打磨后 的钢轨廓形。 [0005]本发明提出了一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法， 通过下述步 骤实现： [0006]步骤1： 按磨削量 最小原则将钢轨测量廓形与打磨目标廓形对齐。 [0007]步骤2： 根据打磨车打磨模式要求， 编制个性化打磨模式库， 或直接采用打磨车内 置的模式库。 [0008]步骤3： 根据打磨前钢轨测量廓形、 目标廓形， 计算打磨前钢轨形等效偏差指数。 [0009]步骤4： 在打磨前钢轨廓形基础上分别计算各模式打磨后的钢轨廓形、 等效偏差指 数和最大负 偏差。 [0010]步骤5： 根据每遍打磨后钢轨等效偏差指数逐步降低和最大负偏差值不超过允许 值的约束条件， 初步筛 选出满足要求的打磨模式。 [0011]步骤6： 根据等效偏差指数最低原则确定最优打磨模式， 并获取每遍打磨模式编 号。 [0012]步骤7： 根据步骤6确定的最优打磨模式， 确定每遍打磨后的钢轨廓形及等效偏差 指数。 [0013]步骤8： 依次循环执行前述步骤3～7， 计算各遍打磨模式及打磨后钢轨廓形， 并记说　明　书 1/4 页 3 CN 114154337 A 3