確定鐵軌維修區段的方法及裝置製造方法
2023-05-31 14:06:01
確定鐵軌維修區段的方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及如何確定鐵軌維修區段的技術方案。在一個實施例中，該技術方案包括：根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段；識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段；確定所述識別出的區段中需要維修的區段。採用申請的技術方案，可以降低鐵軌維修的成本。
【專利說明】確定鐵軌維修區段的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及鐵軌維修【技術領域】，更具體地，涉及一種如何確定鐵軌維修區段的方法及裝置。
【背景技術】
[0002]在現有的鐵軌維修中，通常是分區段進行維修，當檢測到某個區段的缺陷點的密度達到一定程度，則對該區段進行維修。缺陷點包括但不限於所檢測到的生鏽部位，鐵軌上的裂縫，連接件故障等等。
[0003]然而，現有技術中劃分區段的方式簡單，例如，通過地上、地下部分進行區段劃分，或者按照城區、郊區進行區段劃分，還可以按照站點進行劃分。可見，現有的分區段維修方式中是一種靜態的分段方式，而且並未考慮其它影響限速的因素，例如地形信息等，使得所確定的維修區段中並不是全部路軌都需要維修，從而會導致了不必要的維修，增加了維修成本。
[0004]綜上，需要一種能夠考慮路軌實際狀況信息來確定維修區段的技術方案，因此，現有技術仍然存在著改善的空間。
【發明內容】
[0005]根據本發明的一個方面，提供了一種確定鐵軌維修區段的方法，所述方法包括:根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段；識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段；確定所述識別出的區段中需要維修的區段。
[0006]根據本發明的另一個方面，提供了一種確定鐵軌維修區段的裝置，所述裝置包括:劃分模塊，配置為根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段；識別模塊，配置為識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段；確定模塊，配置為確定所述識別出的區段中需要維修的區段。
[0007]採用本申請的技術方案，可以減少不必要的維修，降低了成本。在一個改進的實施例中，還可以保持各個區段間速度切換的平衡性，從而提升鐵軌維修的效率，減少因為速度切換帶來的部件損壞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]通過結合附圖對本公開示例性實施方式進行更詳細的描述，本公開的上述以及其它目的、特徵和優勢將變得更加明顯，其中，在本公開示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0009]圖1示出了適於用來實現本發明實施方式的示例性計算系統100的框圖。
[0010]圖2示出根據本發明實施例的用於確定鐵軌維修區段的方法流程圖。
[0011]圖3A及圖3B示出在一個實施例中如何進行動態分段。
[0012]圖4A及圖4B在一個改進的實施例中如何確定維修區段的優先級。[0013]圖5示出了一種確定鐵軌維修區段的示意性方框圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將參照附圖更詳細地描述本公開的優選實施方式。雖然附圖中顯示了本公開的優選實施方式，然而應該理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這裡闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本公開更加透徹和完整，並且能夠將本公開的範圍完整的傳達給本領域的技術人員。
[0015]圖1示出了適於用來實現本發明實施方式的示例性計算系統100的框圖。如圖1所示，計算機系統100可以包括:CPU(中央處理單元)101、RAM(隨機存取存儲器)102、ROM(只讀存儲器)103、系統總線104、硬碟控制器105、鍵盤控制器106、串行接口控制器107、並行接口控制器108、顯示控制器109、硬碟110、鍵盤111、串行外部設備112、並行外部設備113和顯示器114。在這些設備中，與系統總線104耦合的有CPUlOl、RAM102、R0M103、硬碟控制器105、鍵盤控制器106、串行控制器107、並行控制器108和顯示控制器109。硬碟110與硬碟控制器105耦合，鍵盤111與鍵盤控制器106耦合，串行外部設備112與串行接口控制器107耦合，並行外部設備113與並行接口控制器108耦合，以及顯示器114與顯示控制器109耦合。應當理解，圖1所述的結構框圖僅僅是為了示例的目的，而不是對本發明範圍的限制。在某些情況下，可以根據具體情況增加或減少某些設備。
[0016]所屬【技術領域】的技術人員知道，本發明可以實現為系統、方法或電腦程式產品。因此，本公開可以具體實現為以下形式，即:可以是完全的硬體、也可以是完全的軟體(包括固件、駐留軟體、微代碼等)，還可以是硬體和軟體結合的形式，本文一般稱為「電路」、「模塊」或「系統」。此外，在一些實施例中，本發明還可以實現為在一個或多個計算機可讀介質中的電腦程式產品的形式，該計算機可讀介質中包含計算機可讀的程序代碼。
[0017]可以採用一個或多個計算機可讀的介質的任意組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質例如可以是一但不限於——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個或多個導線的電連接、可攜式計算機磁碟、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPR0M或快閃記憶體)、光纖、可攜式緊湊磁碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質可以是任何包含或存儲程序的有形介質，該程序可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。
[0018]計算機可讀的信號介質可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數據信號可以採用多種形式，包括——但不限於——電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質還可以是計算機可讀存儲介質以外的任何計算機可讀介質，該計算機可讀介質可以發送、傳播或者傳輸用於由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。
[0019]計算機可讀介質上包含的程序代碼可以用任何適當的介質傳輸，包括一但不限於——無線、電線、光纜、射頻RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0020]可以以一種或多種程序設計語言或其組合來編寫用於執行本發明操作的電腦程式代碼，所述程序設計語言包括面向對象的程序設計語言-諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規的過程式程序設計語言-諸如「C」語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為一個獨立的軟體包執行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或伺服器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡一包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)-連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用網際網路服務提供商來通過網際網路連接)。
[0021]下面將參照本發明實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖和/或框圖描述本發明。應當理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由電腦程式指令實現。這些電腦程式指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器，從而生產出一種機器，這些電腦程式指令通過計算機或其它可編程數據處理裝置執行，產生了實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的裝置。
[0022]也可以把這些電腦程式指令存儲在能使得計算機或其它可編程數據處理裝置以特定方式工作的計算機可讀介質中，這樣，存儲在計算機可讀介質中的指令就產生出一個包括實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的指令裝置(instructionmeans)的製造品(manufacture)。
[0023]也可以把電腦程式指令加載到計算機、其它可編程數據處理裝置、或其它設備上，使得在計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備上執行一系列操作步驟，以產生計算機實現的過程，從而使得在計算機或其它可編程裝置上執行的指令能夠提供實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的過程。
[0024]下面參照圖2說明根據本發明實施例的用於確定鐵軌維修區段的方法:
[0025]在步驟210中，根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將鐵軌分割為多個區段。
[0026]鐵路地形信息例如包括彎路，山路，坡道，地質(凍土，沙土等等)，不同的地形會對速度限制產生不同的影響，這在鐵路【技術領域】中是常規的技術知識。路軌缺陷信息包括但不限於生鏽、裂縫、連接件損壞、枕木故障等等，可採用通常的儀器設備來收集路軌缺陷信息，其中會包括所有缺陷的類型、位置以及缺陷的具體參數，這也是該領域的常規的技術知識。
[0027]在一個實施例中，步驟210具體包括:確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線，所述速度影響點是根據所述鐵路地形信息和所述路軌缺陷信息來確定；根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段。
[0028]由於地形信息以及路軌缺陷信息均會影響到路軌的限速，因此，在一個實施例中，可以綜合考慮鐵路地形信息、路軌缺陷信息後使得劃分出的每一個區段具有一致的區段限速，這種一致是指在一個區段中區段限速是相同的。
[0029]區段限速的計算過程主要是在鐵路領域的現有的各種規範基礎上，通過既有的計算公式及其組合來確定，然而，如何根據某一區段的路軌狀態信息確定出該區段的區段限速並不是本申請發明之所在，而是本領域技術人員的技術常識，在此也不對其進行過多的敘述。
[0030]在步驟220中，識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段。
[0031]在該步驟中，將每個區段的區段限速與列車推薦速度進行比較，低於可包括等於的情形。在一個實施例中，列車推薦速度是由列車運行時刻表所確定的平均速度。如果一個區段的區段限速仍然高於推薦速度，那麼說明該區段仍然可以滿足列車運行的要求，如果所有區段的區段限速都滿足推薦速度，就說明不需要進行維修。因此，通過在該步驟中通過考慮區段實際限速與推薦速度之間的關係，可以確定是否需要維修。
[0032]在步驟230中，確定所述識別出的區段中需要維修的區段。
[0033]在一個實施例中，所述需要維修的區段是所有低於所述推薦運行速度的區段。
[0034]在另一個實施例中，對於所識別出的區段限速低於推薦運行速度的區段，可進一步確定所維修的區段的優先級以及維修的程度。
[0035]例如，可以基於平滑列車的運行速度來確定維修區段的優先級。在一個具體的實施例中，所述維修區段確定步驟包括:確定區段限速低於推薦運行速度的區段的維修代價模型；確定使得維修後相鄰區段之間的速度差降低的速度平滑模型；根據所述維修代價模型以及所述速度平滑模型確定維修區段的優先級以及維修的程度。
[0036]圖3A及圖3B示出了在一個實施例中，如何進行動態分段。在這個實施例中，是根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將軌道動態的劃分為多個一致的區段限速的區段，具體的步驟如下:
[0037]在步驟310中，根據所述路軌缺陷信息確定出每個路軌缺陷的位置以及該路軌缺陷的速度影響權重，所述路軌缺陷的速度影響權重是根據該路軌缺陷的類型以及速度影響程度來確定的。例如，將軌道上的缺陷點按照類型(例如枕木、連接件等等)和嚴重程度進
行歸一化轉換為一個具有權重的分值集合D = {dl，d2，d3......}，其中di= {位置，權重
分值}是一個缺陷點的位置信息和速度影響權重分值。
[0038]在步驟320中，根據所述地形信息確定出每個地形的位置以及該地形的速度影響權重，所述地形的速度影響權重是根據該地形的類型以及速度影響程度來確定的。例如，將會影響到行車速度的地形信息(例如，轉彎，山路，坡道)，按照其限速要求轉換為一組具有
權重的分值集合T= {tl，t2，t3......}，其中ti= {位置，權重分值}是每一個地形信息
的位置信息和速度影響權重分值。
[0039]在步驟330中，綜合所述地形以及所述路軌缺陷的位置以及權重，確定出所述速度影響點集合。例如，將前述D集合和T集合進行合併形成個速度影響點集合DT = {dtl，dt2, dt3......} ο
[0040]在步驟340中，根據所述速度影響點集合確定出所述速度影響點的密度曲線。
[0041]在一個實施例中，步驟340將所述鐵軌速度影響點集合的累積和(CUSUM)曲線作
為所述密度曲線:CUSUMi (dtl,dt2......dti) = dtl+dt2+......+dti,參看圖3B所示出的
累積和曲線不意圖。
[0042]例如，CUSUMl= dtl, CUSUM2 = dtl+dt2 ;CUSUM3 = dtl+dt2+dt3。
[0043]在步驟350中，根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段。在一個實施例中，參看圖3B所示出的曲線圖，是針對所述累積和曲線，利用斜率變化率大於所述預定數值的點作為分割點劃分所述區段。
[0044]圖4A和圖4B示出了在一個改進的實施例中如何確定維修區段的優先級。在這個實施例中，確定所有相臨區段之間的速度差後，可在控制維修代價的前提下儘量提高維修效果。由於運行中列車速度的較大轉變會很大的影響列車吞吐量、油耗以及鐵軌的磨損程度，因此，維修效果通過速度平滑體現，也就是說維修完成以後相臨區段之間的速度差儘量小。在一個實施例中，可以通過下述步驟確定優先維修的區段，以及維修的程度:
[0045]步驟410，確定每個區段的維修代價模型。在一個實施例中，如圖4B所示，單個區段的維修代價由區段長度(Li)、維修提升幅度
【權利要求】
1.一種確定鐵軌維修區段的方法，所述方法包括: 根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段； 識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段； 確定所述識別出的區段中需要維修的區段。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段包括: 確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線，所述速度影響點是根據所述鐵路地形信息和所述路軌缺陷信息確定的； 根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線包括: 根據所述路軌缺陷信息確定出每個路軌缺陷的位置以及該路軌缺陷的速度影響權重，所述路軌缺陷的速度影響權重是根據該路軌缺陷的類型以及速度影響程度來確定的；根據所述地形信息確定出每個地形的位置以及該地形的速度影響權重，所述地形的速度影響權重是根據該地形的類型以及速度影響程度來確定的； 綜合所述地形以及所述路軌缺陷的位置以及權重，確定出所述速度影響點集合； 根據所述速度影響點集合確定所述密度曲線。
4.根據權利要求3所述的方法， 其中，所述根據所述速度影響`點集合確定所述密度曲線包括將所述鐵軌速度影響點集合的累積和曲線作為所述密度曲線； 其中，所述根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段包括:針對所述累積和曲線，將斜率變化率大於所述預定數值的點作為分割點劃分所述區段。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述需要維修的區段是所有低於所述推薦運行速度的區段。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述確定所述識別出的區段中需要維修的區段包括: 確定區段限速低於推薦運行速度的區段的維修代價模型； 確定使得維修後相鄰區段之間的速度差降低的速度平滑模型； 根據所述維修代價模型以及所述速度平滑模型確定維修區段的優先級以及維修的程度。
7.根據權利要求6所述的方法，基於區段長度、維修提升幅度、以及單位維修成本三者之積來確定所述維修代價模型。
8.根據權利要求6所述的方法，其中所述確定使得維修後相鄰區段之間的速度差降低的速度平滑模型包括:由該區段與前一相鄰區段的速度差和該區段與後一相鄰區段的速度差的平方和除以該區段長度確定維修後的平滑狀態。
9.一種確定鐵軌維修區段的裝置，所述裝置包括: 劃分模塊，配置為根據鐵路地形信息和路軌缺陷信息將所述鐵軌分割為多個區段； 識別模塊，配置為識別出所述多個區段中區段限速低於推薦運行速度的區段； 確定模塊，配置為確定所述識別出的區段中需要維修的區段。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述劃分模塊包括:配置為確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線的模塊，所述速度影響點是根據所述鐵路地形信息和所述路軌缺陷信息確定的； 配置為根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段的模塊。
11.根據權利要求9所述的裝置，其中，配置為確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線的模塊包括: 配置為根據所述路軌缺陷信息確定出每個路軌缺陷的位置以及該路軌缺陷的速度影響權重的模塊，所述路軌缺陷的速度影響權重是根據該路軌缺陷的類型以及速度影響程度來確定的； 配置為根據所述地形信息確定出每個地形的位置以及該地形的速度影響權重的模塊，所述地形的速度影響權重是根據該地形的類型以及速度影響程度來確定的； 配置為綜合所述地形以及所述路軌缺陷的位置以及權重，確定出所述速度影響點集合的模塊； 配置為根據所述速度影響點集合確定所述密度曲線的模塊。
12.根據權利要求10所述的裝置， 其中，所述配置為確定所述鐵軌的速度影響點的密度曲線的模塊是將所述鐵軌速度影響點集合的累積和曲線作為所述密度曲線； 其中，所述配置為根據所述密度曲線的斜率變化大於預定數值來劃分所述區段的模塊包括:配置為針對所述累積和曲線，將斜率變化率大於所述預定數值的點作為作為分割點劃分所述區段的模塊。
13.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述需要維修的區段是所有低於所述推薦運行速度的區段。
14.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述確定模塊包括: 配置為確定區段限速低於推薦運行速度的區段的維修代價模型的模塊； 配置為確定使得維修後相鄰區段之間的速度差降低的速度平滑模型的模塊； 配置為根據所述維修代價模型以及所述速度平滑模型確定維修區段的優先級以及維修的程度的模塊。
15.根據權利要求14所述的裝置，基於區段長度、維修提升幅度、以及單位維修成本三者之積來確定所述維修代價模型。
16.根據權利要求14所述的裝置，其中所述配置為確定使得維修後相鄰區段之間的速度差降低的速度平滑模型的模塊包括:配置為是由該區段與前一相鄰區段的速度差和該區段與後一相鄰區段的速度差的平方和除以該區段長度確定維修後的平滑狀態的模塊。
【文檔編號】G06F19/00GK103714228SQ201210379541
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優先權日:2012年9月29日
【發明者】張欣, 段寧, 王芝虎, 胡珂, 曹淑霞, 李莉 申請人:國際商業機器公司