數(shù)顯軌距尺智能檢定方案研究

王建偉 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司科學(xué)技術(shù)研究所

1 智能解決方案與軌距尺檢定工作結(jié)合背景

標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路軌距尺（以下簡稱軌距尺）作為重要的鐵專計量器具直接關(guān)系到列車運(yùn)行安全，軌距尺是用于測量鐵路線路軌距、超高、查照間隔和護(hù)背距離等的鐵路專用計量器具，軌距尺按其準(zhǔn)確度分為0級、1級、2級三個等級。每種等級的軌距尺均有不同的示值誤差指標(biāo)要求，從而滿足不同工作環(huán)境的需要。此外根據(jù)軌距尺結(jié)構(gòu)形式又可將三種等級的軌距尺分為標(biāo)尺類和數(shù)顯類兩種類別。根據(jù)計量檢定規(guī)程JJG219-2015《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路軌距尺》的要求，軌距尺每3個月就需要進(jìn)行一次檢定以保證其處于良好的工作狀態(tài)。

每個鐵路局軌距尺的檢定數(shù)量每年約在10 000把次，因此在保證量值傳遞準(zhǔn)確可靠的前提下，如何提高工作效率就成為我們面臨的主要問題。根據(jù)調(diào)研得知，軌距尺檢定過程中，對于示值誤差（軌距示值誤差和超高示值誤差）的計算最為繁復(fù)，同時因其計算量比較大很浪費時間也很容易造成差錯，因此如果將示值誤差的檢定過程在不簡化檢定內(nèi)容的前提下及能保證檢定質(zhì)量又能提高檢定效率就成為了我們這個軌距尺檢定智能解決方案的著眼點。

2 軌距尺智能檢定方案內(nèi)容介紹

2.1 適用范圍

智能檢定方案適用與數(shù)顯類軌距尺的檢定，因標(biāo)尺類軌距尺的示值顯示方式為利用刻線進(jìn)行讀數(shù)即無法通過電腦自動讀取軌距尺示值，所以其無法適用于該智能檢定方案。

在軌距尺檢定規(guī)程中可以將數(shù)顯軌距尺檢定項目分為，通用結(jié)構(gòu)參數(shù)的檢定和示值誤差的檢定。其中結(jié)構(gòu)參數(shù)作為軌距尺形狀或位置數(shù)據(jù)無法進(jìn)行自動化的采集，并且多數(shù)數(shù)據(jù)都是所見即所得不需要進(jìn)行附加的計算，所以在智能檢定方案中并沒有考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)類的檢定項目，仍舊維持與原本的檢定方式，由人工對設(shè)備進(jìn)行測量、讀數(shù)、以及記錄，就是將記錄形式改為數(shù)字化無紙記錄形式，并且為了減少檢定人員操作電腦的布置，經(jīng)一些只關(guān)注是否超過某個闞值或者范圍的指標(biāo)進(jìn)行了預(yù)設(shè)結(jié)果的處理，檢定員只需要從為數(shù)不多的幾個結(jié)論中選出與本次檢定結(jié)果相對應(yīng)的結(jié)論即可，并且考慮到在日常工作當(dāng)中檢定合格數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超高不合格數(shù)量所以在此項目的結(jié)論處會默認(rèn)填入合格的結(jié)論，如遇不合格的情況再手動調(diào)整即可。

其余示值誤差的檢定則會在檢定規(guī)程中充斥大量的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的處理工作，本智能解決方案，所主要解決的就是該項問題。系統(tǒng)將以人工方式錄入軌距尺檢定器（以下簡稱標(biāo)準(zhǔn)器）的測量點位的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且通過系統(tǒng)與半自動化采集的被測對象的相應(yīng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，通過后臺自動計算出檢定所需要的最終結(jié)果。從而實現(xiàn)智能化檢定的目的。

2.2 與信息系統(tǒng)相結(jié)合

實現(xiàn)智能檢定方案的運(yùn)行很大程度上需要依托強(qiáng)大的計量管理信息系統(tǒng)，在計量管理信息系統(tǒng)臺賬中已經(jīng)將待檢軌距尺的基本信息，如檢定時所參照的計量檢定規(guī)程的標(biāo)號信息；開展檢定人員的姓名；待檢軌距尺所屬單位部門、軌距尺的制造廠、出廠編號、準(zhǔn)確度等級等信息錄入在系統(tǒng)臺賬中，并且標(biāo)準(zhǔn)器的基礎(chǔ)信息，以及計量標(biāo)準(zhǔn)的信息均在計量管理信息系統(tǒng)中進(jìn)行了備案。在開展檢定工作是智能檢定方案中的基礎(chǔ)信息模塊從信息系統(tǒng)中提取出相應(yīng)的信息內(nèi)容，并自動填入電子版原始記錄中，省去了人工填寫的麻煩，如遇到信息錯誤的情況也可在系統(tǒng)進(jìn)行修改，從而保證下個周期該軌距尺溯源時信息正確。

智能檢定方案的檢定模塊還可以通過計量管理信息系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)器及待檢軌距尺信息自動判斷出軌距尺與標(biāo)準(zhǔn)器的超高復(fù)現(xiàn)原理是否相同是否需要加修正值；通過輸入的環(huán)境溫度、濕度判斷檢定條件是否滿足檢定需要，并自動為標(biāo)尺類軌距尺的軌距進(jìn)行溫度補(bǔ)償修正。以及在檢定過程中實時提示檢定結(jié)論是否滿足計量檢定規(guī)程項目步驟的要求，輔助檢定人員進(jìn)行結(jié)果判斷，并杜絕漏檢情況的發(fā)生。

2.3 智能檢定項目及過程介紹

（1）水平（超高）的檢定

軌距尺的水平（超高）檢定主要涉及四個內(nèi)容：

第一個是軌距尺的“超高零位誤差”，在檢定該項目時，需要先將軌距尺檢定器調(diào)整至工作狀態(tài)，之后將軌距尺平放在標(biāo)準(zhǔn)器上，使兩測頭落入落入標(biāo)準(zhǔn)器測塊內(nèi)，軌距尺搭軌面與標(biāo)準(zhǔn)器測量塊頂部充分接觸，之后待軌距尺“超高”數(shù)值穩(wěn)定后按動軌距尺藍(lán)牙傳輸按鈕，將“超高”值傳入智能檢定系統(tǒng)模塊中，檢定模塊會在對應(yīng)的位置填入該數(shù)字，該傳輸采用了高速藍(lán)牙傳輸協(xié)議，數(shù)值隨時刷新，“按動傳輸按鈕”只是選用的當(dāng)且節(jié)點的一個數(shù)值，與人工檢定讀數(shù)情況一致，忠實還原了檢定過程，經(jīng)測試在“按動傳輸按鈕”是所帶來的水平方向影響很小可忽略不計。

第二個是“超高傾斜示值變化量”，與水平零位誤差的采集方式項同，只是在數(shù)據(jù)采集完成收，智能檢定模塊將會自動計算兩個傾斜變化量的值，并將較大的值自動填入原始記錄結(jié)論中，并自動判斷該值是否超差，在系統(tǒng)的顯著位置以紅，藍(lán)圖標(biāo)顯示該項目合格與否，表現(xiàn)方式直觀明了。

第三個是“超高示值誤差”在檢定規(guī)程中需要人為調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)器的超高值，對于正弦原理的標(biāo)準(zhǔn)器在使用前可將標(biāo)準(zhǔn)器的超高值填入信息系統(tǒng)的預(yù)設(shè)數(shù)值文件，在標(biāo)準(zhǔn)器溯源周期內(nèi)每次使用標(biāo)準(zhǔn)器均可自動調(diào)用超高點實際值參與超高示值誤差計算。對于正切原理的標(biāo)準(zhǔn)器則在檢定時需要手動在系統(tǒng)中輸入當(dāng)前超高值，當(dāng)然系統(tǒng)也設(shè)置了默認(rèn)值，如50 mm超高檢定點，其標(biāo)準(zhǔn)器示值被默認(rèn)為50.00 mm，檢定人員可以不需要手工輸入標(biāo)準(zhǔn)器該點示值，而直接將標(biāo)準(zhǔn)器超高裝置調(diào)整到50.00 mm點即可。

第四個是“超高重復(fù)性”檢定過程與超高的檢定過程相同，只需要在任意位置，連續(xù)測量并傳輸5個超高值即可，智能檢定模塊會自動進(jìn)行計算，并給出結(jié)論。

（2）軌距的檢定

軌距尺的軌距檢定則更為檢定便捷，系統(tǒng)根據(jù)軌距尺檢定器量規(guī)實際值的信息，環(huán)境溫度的信息，以及標(biāo)準(zhǔn)器在各個軌距測量點實際值的信息自動計算出當(dāng)前測量點檢定器的實際總偏差，參與到軌距尺示值誤差的計算中去。從而實現(xiàn)軌距尺軌距的自動檢定。

并且根據(jù)不同種類的軌距尺（標(biāo)尺類、數(shù)顯類）智能檢定模塊可以自動考慮是否需要添加溫度修正部分的內(nèi)容。以及根據(jù)不同等級的軌距尺給出不同允差下軌距尺是否合格的結(jié)論。杜絕了誤判結(jié)論的可能。

3 結(jié)束語

JJG219-2015《標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路軌距尺》計量檢定規(guī)程正式發(fā)布實施以來，數(shù)顯軌距尺的使用數(shù)量不斷節(jié)節(jié)攀升。帶給檢定工作的壓力也越來越大，在計量檢定人員技術(shù)過硬的前提下，智能檢定方案無疑將減少檢定人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率并且在保證檢定質(zhì)量的前提下減少了發(fā)生檢定事故的可能，有利于鐵路計量工作的有序進(jìn)行。