高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法及装置，其中该方法包括：获取高速铁路的路基、轨道结构、轨道几何、车辆响应等数据；根据这些数据确定每一评估指标的指标值；根据制定的指标安全管理标准，确定每一指标值的安全管理等级；根据第一、第二级影响因素与评估指标之间的层级归属关系，确定第二级影响因素的每一指标值的安全管理等级；进而确定第二级影响因素的安全状态信息；利用层次分析法，将第一、第二级影响因素、评估指标和第二级影响因素的安全状态信息进行综合，确定轨道和路基的安全状态信息。本发明专利技术可以评估轨道和路基整体的安全状态，确保轨道和路基安全评估的系统性、全面性。全面性。全面性。

【技术实现步骤摘要】
高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及轨道交通
，尤其涉及一种高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]高速铁路轨道和路基的安全是保障高速铁路安全运行的关键，因此，对高速铁路轨道和路基的安全状态的评估至关重要。
[0004]现有的高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法是分别针对轨道和路基提出多项评估指标及不同的评估结果对应的管理标准。在进行评估时，通过现场监测手段和综合检测列车动态检测手段，采集轨道状态数据、路基状态数据；然后，根据轨道的多项评估指标和轨道状态数据，对轨道的安全状态进行评估；根据路基的多项评估指标和路基状态数据，对路基的安全状态进行评估，并根据各自的评估结果和对应的管理标准有针对性地开展养护维修工作。这种评估方法较为片面，缺乏系统性、全面性，得到评估结果也不准确，无法为高速铁路安全运行提供有效帮助。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法，用以确保轨道和路基安全评估的系统性、全面性，提高高速铁路轨道和路基的安全状态评估结果的准确性，为高速铁路安全运行提供有效帮助，该方法包括：
[0006]将待评估高速铁路线路按照预设长度进行分段处理，确定多个线路区段；
[0007]获取每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据和车辆响应数据；
[0008]根据每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据、车辆响应数据和预设的多个安全状态评估指标，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值；
[0009]根据预设的每一安全状态评估指标的不同指标值与安全管理等级信息的关联关系，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；
[0010]根据预设的第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素与安全状态评估指标之间的层级归属关系，从每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息中，确定每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；其中，所述层级归属关系为：每一第一安全状态影响因素包括多个第二安全状态影响因素，每一第二安全状态影响因素包括至少一个安全状态评估指标；
[0011]根据每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，确定每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息；
[0012]利用层次分析法，将第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素、多个安全状态评估指标和每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行综合，确定每一线路区段轨道和路基的安全状态信息；
[0013]根据每一线路区段轨道和路基的安全状态信息，得到待评估高速铁路线路轨道和路基的安全状态评估结果。
[0014]本专利技术实施例还提供一种高速铁路轨道和路基的安全状态评估装置，用以确保轨道和路基安全评估的系统性、全面性，提高高速铁路轨道和路基的安全状态评估结果的准确性，为高速铁路安全运行提供有效帮助，该装置包括：
[0015]分段模块，用于将待评估高速铁路线路按照预设长度进行分段处理，确定多个线路区段；
[0016]获取模块，用于获取每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据和车辆响应数据；
[0017]指标值确定模块，用于根据每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据、车辆响应数据和预设的多个安全状态评估指标，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值；
[0018]第一等级确定模块，用于根据预设的每一安全状态评估指标的不同指标值与安全管理等级信息的关联关系，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；
[0019]第二等级确定模块，用于根据预设的第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素与安全状态评估指标之间的层级归属关系，从每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息中，确定每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；其中，所述层级归属关系为：每一第一安全状态影响因素包括多个第二安全状态影响因素，每一第二安全状态影响因素包括至少一个安全状态评估指标；
[0020]第三等级确定模块，用于根据每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，确定每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息；
[0021]第四等级确定模块，用于利用层次分析法，将第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素、多个安全状态评估指标和每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行综合，确定每一线路区段轨道和路基的安全状态信息；
[0022]结果确定模块，用于根据每一线路区段轨道和路基的安全状态信息，得到待评估高速铁路线路轨道和路基的安全状态评估结果。
[0023]本专利技术实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法。
[0024]本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法。
[0025]本专利技术实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程
序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法。
[0026]本专利技术实施例中，将待评估高速铁路线路按照预设长度进行分段处理，确定多个线路区段；获取每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据和车辆响应数据；根据每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据、车辆响应数据和预设的多个安全状态评估指标，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值；根据预设的每一安全状态评估指标的不同指标值与安全管理等级信息的关联关系，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；根据预设的第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素与安全状态评估指标之间的层级归属关系，从每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息中，确定每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；其中，所述层级归属关系为：每一第一安全状态影响因素包括多个第二安全状态影响因素，每一第二安全状态影响因素包括至少一个安全状态评估指标；根据每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，确定每本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路轨道和路基的安全状态评估方法，其特征在于，包括：将待评估高速铁路线路按照预设长度进行分段处理，确定多个线路区段；获取每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据和车辆响应数据；根据每一线路区段的路基数据、轨道结构数据、轨道几何数据、车辆响应数据和预设的多个安全状态评估指标，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值；根据预设的每一安全状态评估指标的不同指标值与安全管理等级信息的关联关系，确定每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；根据预设的第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素与安全状态评估指标之间的层级归属关系，从每一线路区段的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息中，确定每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息；其中，所述层级归属关系为：每一第一安全状态影响因素包括多个第二安全状态影响因素，每一第二安全状态影响因素包括至少一个安全状态评估指标；根据每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，确定每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息；利用层次分析法，将第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素、多个安全状态评估指标和每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行综合，确定每一线路区段轨道和路基的安全状态信息；根据每一线路区段轨道和路基的安全状态信息，得到待评估高速铁路线路轨道和路基的安全状态评估结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一安全状态影响因素包括路基状态、轨道结构状态、轨道几何状态和车辆响应状态；所述路基状态包括多个第二安全状态影响因素：路基结构状态和路基变形状态；所述轨道结构状态包括多个第二安全状态影响因素：轨道结构动力性能和轨道局部响应；所述轨道几何状态包括多个第二安全状态影响因素：轨道几何局部峰值和轨道几何区段均值；所述车辆响应状态包括多个第二安全状态影响因素：轮轨相互作用和车体振动状态；所述路基结构状态包括如下至少一个安全状态评估指标：压实系数、地基系数、动态变形模量；所述路基变形状态包括如下至少一个安全状态评估指标：路基沉降、路基上拱、差异沉降、沉降速率；所述轨道结构动力性能包括如下至少一个安全状态评估指标：轨道结构的脱轨系数、轨道结构的轮重减载率、轮轨垂向力、钢轨垂向位移、钢轨横向位移、有砟轨道轨枕垂向位移、有砟轨道轨枕横向位移、无砟轨道板垂向位移、无砟轨道板横向位移；所述轨道局部响应包括如下至少一个安全状态评估指标：钢轨和轨道板或钢轨和道床板纵向位移、轨道板和底座板纵向位移、轨道板和凸型挡台纵向位移、宽接缝宽度变化量、轨道板和底座板垂向位移、底座板钢筋应力、底座板混凝土应力、道床板钢筋应力、张拉锁
件应力、自密实混凝土层钢筋应力、自密实混凝土层混凝土应力；所述轨道几何局部峰值包括如下至少一个安全状态评估指标：左高低的局部峰值、右高低的局部峰值、左轨向的局部峰值、右轨向的局部峰值、轨距的局部峰值、水平的局部峰值、三角坑的局部峰值；所述轨道几何区段均值包括如下至少一个安全状态评估指标：轨道质量指数；所述轮轨相互作用包括如下至少一个安全状态评估指标：轮轨相互作用的脱轨系数、轮轨相互作用的轮重减载率、轮轴横向力、轮轨垂向力；所述车体振动状态包括如下至少一个安全状态评估指标：车体垂向加速度、车体横向加速度。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每一线路区段的：每一第二安全状态影响因素的每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，确定每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息，包括：针对每一线路区段的每一第二安全状态影响因素：根据每一安全状态评估指标对应的指标值所属的安全管理等级信息，将安全管理等级信息相同的安全状态评估指标对应的指标值归为一类；统计每一相同的安全管理等级信息中安全状态评估指标对应的指标值的数量；根据每一相同的安全管理等级信息中安全状态评估指标对应的指标值的数量和预设的每一安全管理等级信息对应的扣除分数信息，计算每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据每一相同的安全管理等级信息中安全状态评估指标对应的指标值的数量和预设的每一安全管理等级信息对应的扣除分数信息，计算每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息，包括：按照如下公式，计算每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息：其中，i表示第一安全状态影响因素的序号；j表示第二安全状态影响因素的序号；l表示安全管理等级信息的序号；L表示安全管理等级信息的总数目；S
ij
表示第i个第一安全状态影响因素的第j个第二安全状态影响因素的安全状态分数；f
l
表示安全管理等级信息l对应的扣除分数；n
ijl
表示第i个第一安全状态影响因素的第j个第二安全状态影响因素的安全状态评估指标对应的指标值中，安全管理等级信息l的安全状态评估指标对应的指标值的数量；max()表示取大值函数。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用层次分析法，将第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素、多个安全状态评估指标和每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行综合，确定每一线路区段轨道和路基的安全状态信息，包括：利用层次分析法，将第一安全状态影响因素、第二安全状态影响因素和多个安全状态评估指标进行综合，确定每一第二安全状态影响因素的权重值和每一第一安全状态影响因素的权重值；
根据每一第二安全状态影响因素的权重值和每一第一安全状态影响因素的权重值，对每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行加权计算，得到每一线路区段轨道和路基的安全状态信息。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据每一第二安全状态影响因素的权重值和每一第一安全状态影响因素的权重值，对每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行加权计算，得到每一线路区段轨道和路基的安全状态信息，包括：按照如下公式，对每一线路区段的每一第二安全状态影响因素的安全状态信息进行加权计算，得到每一线路区段轨道和路基的安全状态信息：其中，i表示第一安全状态影响因素的序号，I表示第一安全状态影响因素的总数目；j表示第二安全状态影响因素的序号，J表示第二安全状态影响因素的总数目；S
ij
表示第i个第一安全状态影响因素的第j个第二安全状态影响因素的安全状态分数；ω
ij
表示第i个第一安全状态影响因素的第j个第二安全状态影响因素的权重值；ω
i
表示第i个第一安全状态影响因素的权重...

【专利技术属性】
技术研发人员：马帅，刘秀波，张博，张志川，陈茁，易强，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京铁科英迈技术有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，
类型：发明
国别省市：