Способ и устройство для определения структурных параметров рельсового пути - RU2016143083A

1. Способ определения структурных параметров рельсового пути с использованием измерительной системы, содержащей матрицу датчиков, выполненную с возможностью измерения по меньшей мере вертикальных и/или боковых нерегулярностей рельса под влиянием различных нагрузок во множестве точек вдоль рельса и на различных расстояниях от нагрузки/колеса, и для обеспечения сигналов, соответствующих указанным нерегулярностям рельса, при этом матрица датчиков расположена в железнодорожном вагоне вблизи точки контакта между колесом и рельсом; и процессор, выполненный с возможностью обработки сигналов из матрицы датчиков;

при этом способ содержит

измерение по меньшей мере вертикальных или боковых нерегулярностей указанного рельса с помощью матрицы датчиков вдоль рельса, за счет чего обеспечиваются сигналы, соответствующие геометрическим нерегулярностям на различном расстоянии от нагрузки колесом, т.е. под влиянием различной нагрузки;

создание модели, описывающей форму прогиба рельса, при этом форма прогиба зависит от структурных параметров рельса и от нагрузок на рельс, а указанная модель хранится в процессоре; и

в процессоре

сравнение указанных геометрических нерегулярностей под влиянием различных нагрузок, с целью отделения прогиба за счет нагрузки (нагрузок) колеса от не вызванных нагрузкой геометрических нерегулярностей, с образованием тем самым измеренной формы прогиба;

создание по меньшей мере одной теоретической формы прогиба рельса с использованием модели посредством варьирования структурных параметров и нагрузки в модели;

сравнение по меньшей мере одной из указанных теоретических форм прогиба с указанной измеренной формой прогиба для каждой точки рельса; и

определение структурных параметров этой теоретической формы прогиба, которая наилучшим образом согласуется с указанной измеренной формой прогиба.

2. Способ по п.1, в котором нагрузки являются нагрузками колесом и вызванными температурой продольными нагрузками в рельсе.

3. Способ по п.1 или 2, в котором структурные параметры выбраны из модуля рельсового пути, свободной от напряжения температуры рельса, изгибного момента рельса, демпфирования рельсового пути, критической скорости грунта.

4. Способ по п.1 или 2, в котором матрица датчиков для измерения указанных нерегулярностей содержит любое из лазеров, лазера и камеры, допплеровского лазера для скорости, радара.

5. Способ по п.1 или 2, в котором модель, описывающая форму прогиба рельса, выбрана из линейной или нелинейной модели балки с опорой или из линейной или нелинейной модели FEM.

6. Способ по п.1 или 2, в котором стадия сравнения включает использование любого из фильтров Кальмана, адаптивных фильтров или последовательных методов Монте-Карло.

7. Способ по п.1 или 2, в котором для сравнения формы прогиба перед или после колеса или тележки для определения критической скорости, аналогичная матрица датчиков установлена на другой стороне колеса/тележки в продольном направлении, и тем самым измерение указанных нерегулярностей обеспечивает возможность обнаружения несимметричной формы прогиба при сравнении прогиба перед и после колеса.

8. Способ по п.1 или 2, в котором структурные параметры состояния напряжения соотносятся с температурой без напряжения посредством измерения температуры рельса с помощью термометра и сравнения с состоянием без напряжения в соответствии с уравнением (2).

9. Устройство для определения структурных параметров рельсового пути (18), имеющее измерительную систему (10), содержащую матрицу (12) датчиков, выполненную с возможностью измерения по меньшей мере вертикальных и/или боковых нерегулярностей рельса под влиянием различных нагрузок во множестве точек вдоль рельса (18) и на различных расстояниях от нагрузки/колеса (14), и для образования сигналов, соответствующих указанным нерегулярностям рельса, при этом матрица (12) датчиков расположена в железнодорожном вагоне вблизи точки контакта между колесом и рельсом; и процессор (22), выполненный с возможностью обработки сигналов из матрицы (12) датчиков, при этом процессор (22) выполнен с возможностью выполнения способа по любому из пп.1-8.

10. Устройство по п.9, в котором матрица датчиков содержит датчики на обеих сторонах колеса в продольном направлении.

11. Устройство по п.9 или 10, дополнительно содержащее термометр для измерения температуры рельса.