普速铁路精测精捣作业里程系统如何统一?
1. 现状
高速铁路有砟轨道精测精捣作业时,依据控制网及线路设计线型,可以得到准确里程,精测及精捣作业时,依据精确的里程系统进行对测量小车及捣固车计程系统进行分段校正,达到精测精捣的作业效果。
早期的普速铁路控制网失效或不完整,现场唯一可参考的信息是里程桩。经过长期的维护及更换,里程桩准确度也大打折扣,测量小车常常从一个里程桩推行到下一个里程桩时,与现场里程桩不匹配或不满足精测精捣要求。特别是在管段(如车间与车间之间)分界的地方,经常会出现几米甚至几十米的里程差异,对精测及精捣效果产生了一定的影响。
2. 解决方案
针对普速铁路现状,提出以下几种解决方案,致力于解决普速铁路精测精捣作业里程不统一的问题,以达到更优的作业效果。
注:针对精测精捣应用,这里的里程可以理解为一个特殊的标记点,可以是与现场里程桩匹配,也可以是与现场无关的独立计程系统,但精测与精捣作业时,两者必须采用同一套系统,以达到最优作业效果。
2.1. 方案一构建北斗基准站网
国铁集团供电部下发了《运营普速铁路轨道精测精捣指导意见》(国铁集团工电部工电线路函[2021]4号)及相关指导文件,明确了构建北斗基准站网的技术方案,以北斗+惯导融合技术彻底解决普速普速铁路精测精度问题。
本文中关注的里程系统可以通过RTK技术,将北斗基准站网下的轨道中线坐标换算成线路里程,作为唯一标识并移桩标记在现场,作为精测精捣的唯一依据。
图 1 基于北斗基准站网精准放样百米标
2.2. 方案二以现场里程桩为基准
此方案轨道精测作业过程中,每100m或200m与现场里程核对一次,当发现测量小车与现场里程桩差异不超过一根轨枕时,直接以现场里程桩为基准(特别是公里桩)对测量小车计程系进行校正;当发现测量小车与现场里程桩差异较大时,采用皮尺以上一个校正里程桩为基准进行检核,确定差异原因,若里程桩不对时,则以测量小车计程系统为基准进行自校正。如此往复,将现场里程系统误差控制在100m或200m范围内。大机精捣作业时,同样以现场里程桩为基准对其计程系统进行定期校正,以达到测量点与捣固点统一的目的。
图 2 以现场里程桩为基准
注:文中100m或200m主要是以作业效率和里程校正效果综合考量的取值。
2.3. 方案三以测量小车计程系统为基准
当已知待测线路里程桩精度不可靠或不满足精测精捣要求时,可以采用以测量小车计程系统为基准的作业方案。轨道精测作业时,在待测线路起点选定一个里程桩或标记,确定其里程(建议与线路原里程保持相关性),按照顺利成或逆里程的顺利依次作业,并在作业现场每100m或200m留下统一下的油漆标记,作为大机捣固时校准计程系统的依据,以此达到测量点与捣固点统一的目的。
图 3 以测量小车计程系统为基准
3. 优势对比分析
文中提到的三种方案,都有其应用场景,综合考虑作业效果、维护成本、测量效率、拓展应用等综合因素,对比分析如下:
序号 | 方案名称 | 作业效果 | 维护成本 | 测量效率 | 拓展应用 | 备注 |
1 | 构建北斗基准站网 | 优 | 较高 | 高 | 空间很大 | 彻底解决维护基准问题 |
2 | 以现场里程桩为基准 | 会产生较多内业断链 | 较高 | 需频繁校正 | 无 | 维持现状时使用 |
3 | 以测量小车计程系统为基准 | 良好 | 无 | 需频繁划点 | 无 | 小范围临时使用 |
综合对比分析,(1)运行速度不满足建网条件的线路,以现场里程桩为基准将现有的里程标记、曲线特征点标记确定下来,并保证其准确,作为维护的依据;(2)在满足控制网布设的前提下,根据规范要求布设北斗基准站网,将轨道中线三维坐标与线路设计台账进行匹配融合,将线路数字化,采用RTK技术将线路里程表、平曲线特征点、竖曲线起终点等精确定位下来,作为维护的依据,以达到更优的作业效果;(3)现场里程基准精度不满足或小范围线路维护时,可以考虑以测量小车计程系统为基准,作业精测精测精捣的临时匹配依据。
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