《鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估技術(shù)指南》

ICS170.040.30

CCSN00/09

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CCTASXX—2023

鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估技術(shù)指南

TechnicalGuidefortheevaluationofautomaticrailflatnesstestingequipment

征求意見稿

（本稿完成日期：2023年6月26日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CCTASXX—2023

鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估技術(shù)指南

1范圍

本文件規(guī)定了鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估的設(shè)備構(gòu)成、技術(shù)要求、評(píng)估等。

本文件適用于鋼軌平直度在線自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的有效性評(píng)估。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4883數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋正態(tài)樣本離群值的判斷和處理

JJF1097平尺校準(zhǔn)規(guī)范

JJG62塞尺檢定規(guī)程

TB/T2344.1鋼軌第1部分：43kg/m～75kg/m鋼軌

TB/T2344.2鋼軌第2部分：道岔用非對(duì)稱斷面鋼軌

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1標(biāo)定板

在一定形狀平板的特定位置安裝標(biāo)定柱或采用白底黑色圓點(diǎn)，用以標(biāo)定單個(gè)測(cè)量單元的內(nèi)部參數(shù)。

3.2標(biāo)定尺

一段特定長(zhǎng)度的直尺，用于標(biāo)定多組傳感器協(xié)同工作狀態(tài)下的檢測(cè)準(zhǔn)確性。

3.3鋼軌規(guī)格

鋼軌的斷面型式尺寸，種類包括43kg/m、50kg/m、60kg/m（含60N）及75kg/m（含75N）等。

3.4校準(zhǔn)

將計(jì)量器具送至具有計(jì)量校準(zhǔn)資質(zhì)的單位確認(rèn)其示值誤差的操作。

4設(shè)備構(gòu)成

鋼軌平直度檢測(cè)設(shè)備利用光電測(cè)量原理獲取運(yùn)動(dòng)鋼軌軌頭廓形，運(yùn)用快速計(jì)算方法處理數(shù)據(jù)，消除

鋼軌運(yùn)行中的運(yùn)動(dòng)干擾，提取軌頭相應(yīng)位置的數(shù)據(jù)，在長(zhǎng)度方向連接形成平直度曲線，如圖1所示，根

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)軟件算法對(duì)鋼軌平直度結(jié)果進(jìn)行判定。鋼軌平直度檢測(cè)設(shè)備構(gòu)成包括測(cè)量成像系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)

構(gòu)、控制系統(tǒng)、標(biāo)定系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等。

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圖1鋼軌平直度檢測(cè)示意圖

圖2具有垂直、水平測(cè)量傳感器的鋼軌平直度檢測(cè)示意圖

4.1測(cè)量成像系統(tǒng)

4.1.1測(cè)量成像系統(tǒng)包括測(cè)量單元、光電開關(guān)組件、編碼器等。

4.1.2具有至少5組測(cè)量單元，每組測(cè)量單元包括1個(gè)激光光源、1臺(tái)相機(jī)及固定調(diào)節(jié)裝置等。

4.1.3鋼軌進(jìn)出設(shè)備位置裝有光電開關(guān)組件以控制測(cè)量單元工作狀態(tài)。

4.1.4具有至少2組編碼器或1臺(tái)激光測(cè)速測(cè)長(zhǎng)儀以測(cè)量鋼軌運(yùn)行速度、鋼軌長(zhǎng)度等。

4.2機(jī)械結(jié)構(gòu)

4.2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)包括框架、傳送輥或傳送鏈等。

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4.2.2框架結(jié)構(gòu)應(yīng)完整，各測(cè)量成像系統(tǒng)單元安裝正常，無(wú)松動(dòng)、變形等情況。

4.2.3鋼軌傳送輥或傳送鏈能夠正常傳動(dòng)。

4.3控制系統(tǒng)

4.3.1能夠控制測(cè)量成像系統(tǒng)正常工作。

4.3.2能夠控制傳送輥或傳送鏈啟停，并調(diào)節(jié)傳送速度。

4.3.3能夠通過(guò)測(cè)速測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成像系統(tǒng)拍攝頻率的控制。

4.4標(biāo)定系統(tǒng)

4.4.1標(biāo)定系統(tǒng)包括標(biāo)定板、標(biāo)定尺及其安裝支架等。

4.4.2標(biāo)定板應(yīng)校準(zhǔn)合格，并處于校準(zhǔn)周期內(nèi)。標(biāo)定板校準(zhǔn)周期不應(yīng)大于十二個(gè)月。

4.4.3標(biāo)定時(shí)，標(biāo)定板能夠穩(wěn)定放置在測(cè)量單元測(cè)量范圍內(nèi)。

4.4.4標(biāo)定尺工作面直線度應(yīng)滿足《平尺校準(zhǔn)規(guī)范》（JJF1097-2021）第4.4條款中2級(jí)精度要求，經(jīng)

校準(zhǔn)合格，并處于校準(zhǔn)周期內(nèi)。標(biāo)定尺校準(zhǔn)周期不應(yīng)大于十二個(gè)月。

4.4.5標(biāo)定時(shí)，標(biāo)定尺能夠穩(wěn)定放置在測(cè)量單元測(cè)量范圍內(nèi)。

4.5硬件系統(tǒng)

4.5.1硬件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)接口等。

4.5.2計(jì)算機(jī)應(yīng)能正常輸入、輸出。

4.5.3服務(wù)器能夠?qū)D像進(jìn)行識(shí)別、處理、分析，并能儲(chǔ)存至少10萬(wàn)支鋼軌平直度檢測(cè)結(jié)果。

4.5.4網(wǎng)絡(luò)接口能夠與生產(chǎn)管理系統(tǒng)通訊，獲取鋼軌生產(chǎn)信息等。

4.6軟件系統(tǒng)

4.6.1軟件系統(tǒng)包括主程序、歷史數(shù)據(jù)查詢程序、標(biāo)定程序、通訊模塊等。

4.6.2主程序測(cè)量控制、工作狀態(tài)查看、參數(shù)設(shè)置、檢測(cè)結(jié)果顯示等功能能夠正常使用。

4.6.3歷史數(shù)據(jù)查詢程序搜索、查詢歷史數(shù)據(jù)等功能能夠正常使用。

4.6.4標(biāo)定程序能夠控制設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。

4.6.5通訊模塊能夠接收生產(chǎn)管理系統(tǒng)傳遞的生產(chǎn)信息。

4.7電氣系統(tǒng)

4.7.1電氣系統(tǒng)包括電氣柜、中繼箱、線纜等。

4.7.2電氣系統(tǒng)應(yīng)滿足設(shè)備正常工作需求。

5技術(shù)要求

5.1使用環(huán)境及被測(cè)鋼軌

5.1.1測(cè)量環(huán)境溫度應(yīng)在-20℃~40℃。

5.1.2被檢測(cè)鋼軌溫度應(yīng)不大于70℃。

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5.1.3被檢測(cè)鋼軌表面應(yīng)光潔，不得有水漬、結(jié)冰、附著物及其他影響測(cè)量結(jié)果的雜質(zhì)等。

5.2檢測(cè)要求

5.2.1測(cè)量單元有效視場(chǎng)范圍0.3~2m。

5.2.2檢測(cè)速度不大于2.0m/s。

5.2.3長(zhǎng)度方向測(cè)量間隔應(yīng)不大于100mm。

5.2.4重復(fù)精度應(yīng)不大于±0.04mm。

5.2.5測(cè)量誤差應(yīng)不大于±0.05mm。

5.2.6定位偏差應(yīng)不大于±0.5m。

5.2.7因設(shè)備異常導(dǎo)致的測(cè)量偏差可通過(guò)平尺及塞尺測(cè)量確認(rèn)或完成設(shè)備標(biāo)定后再次復(fù)檢。

5.3軟件要求

5.3.1測(cè)量界面應(yīng)包括參數(shù)設(shè)置、測(cè)量、標(biāo)定、外部設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控及歷史查詢等功能。

5.3.2參數(shù)設(shè)置功能應(yīng)能設(shè)置時(shí)間、鋼軌規(guī)格、判定標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)鋼軌爐號(hào)、流序號(hào)、鋼軌長(zhǎng)度、鋼軌軌

頭平直度數(shù)據(jù)取點(diǎn)位置等參數(shù)。

5.3.3設(shè)備時(shí)間與中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（北京時(shí)間）偏差應(yīng)不超過(guò)60s。

5.3.4測(cè)量功能應(yīng)包括自動(dòng)測(cè)量模式及手動(dòng)測(cè)量模式。

5.3.5測(cè)量時(shí)顯示實(shí)時(shí)測(cè)量進(jìn)度。

5.3.6應(yīng)能對(duì)1m、1.5m、3m的平直度進(jìn)行結(jié)果判定，判定時(shí)應(yīng)測(cè)量模擬平尺與鋼軌測(cè)量曲線間的最

大內(nèi)弦值，如圖3所示。

圖3模擬平尺平直度結(jié)果判定示意圖

5.3.7單次測(cè)量結(jié)束后應(yīng)顯示平直度測(cè)量結(jié)果，并標(biāo)注不合格區(qū)段。

5.3.8可查看特定范圍鋼軌平直度曲線及結(jié)果判定。

5.3.9測(cè)量結(jié)果信息應(yīng)包括檢測(cè)時(shí)間、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、鋼軌規(guī)格、鋼軌爐號(hào)及流段號(hào)、鋼軌長(zhǎng)度、平直度測(cè)

量結(jié)果等。

5.3.10應(yīng)能對(duì)單組測(cè)量單元或多組測(cè)量單元進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果應(yīng)包括標(biāo)定時(shí)間及結(jié)果判定。

5.3.11能夠通過(guò)檢測(cè)時(shí)間、鋼軌爐號(hào)及流段號(hào)等信息查詢檢測(cè)鋼軌信息。

6評(píng)估

6.1頻次

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6.1.1新設(shè)備首次使用前、設(shè)備維護(hù)或維修后、系統(tǒng)升級(jí)后。

6.1.2正常使用每十二個(gè)月至少進(jìn)行1次。

6.1.3出現(xiàn)其他異常情況時(shí)。

6.2方法

6.2.1評(píng)估前應(yīng)使用校準(zhǔn)合格且在有效期內(nèi)的標(biāo)定板、標(biāo)定尺對(duì)設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。

6.2.2重復(fù)精度評(píng)估：采用同一支鋼軌在相同檢測(cè)速度下進(jìn)行不少于3次檢測(cè)，記錄至少三個(gè)位置多次

測(cè)量結(jié)果。

6.2.3測(cè)量誤差及定位誤差評(píng)估：選用三支鋼軌進(jìn)行人工測(cè)量與設(shè)備測(cè)量結(jié)果比對(duì)，每支鋼軌至少選擇

3個(gè)測(cè)量比對(duì)點(diǎn)，比對(duì)點(diǎn)的平直度數(shù)值宜大于0.3mm，使用經(jīng)校準(zhǔn)合格的平尺（工作面直線度準(zhǔn)確度等

級(jí)2級(jí)）和塞尺測(cè)量所選比對(duì)點(diǎn)的平直度數(shù)值，使用校準(zhǔn)合格且在有效期內(nèi)的鋼卷尺（分度值1mm）

或激光測(cè)距儀（顯示分辨力1mm）確認(rèn)比對(duì)點(diǎn)距鋼軌端部距離，分別記錄人工測(cè)量與設(shè)備測(cè)量結(jié)果。

6.2.4參照6.3進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及結(jié)果判定，重復(fù)精度、測(cè)量誤差及定位誤差評(píng)估記錄見附錄A。

6.3數(shù)據(jù)處理及判定

6.3.1重復(fù)精度評(píng)估判定：計(jì)算同一位置測(cè)量結(jié)果的最大與最小值之差，不同位置最大、最小差值的平

均值為評(píng)估的重復(fù)精度結(jié)果，如公式（1）所示，結(jié)果應(yīng)符合5.2.4要求。

（1）

???????????

式中：

?1=?

A1——重復(fù)精度評(píng)估結(jié)果

Simax——第i個(gè)位置多次測(cè)量的最大值

Simin——第i個(gè)位置多次測(cè)量的最小值

n——鋼軌上的測(cè)量位置個(gè)數(shù)

6.3.2測(cè)量誤差評(píng)估判定：計(jì)算同一比對(duì)點(diǎn)人工測(cè)量與設(shè)備測(cè)量結(jié)果差值，所有比對(duì)點(diǎn)的差值的平均值

為評(píng)估的測(cè)量誤差結(jié)果，如公式2所示，結(jié)果應(yīng)符合5.2.5所示。

（2）

???????

式中：

?2=?

A2——測(cè)量誤差評(píng)估結(jié)果

Cjr——第j個(gè)比對(duì)點(diǎn)人工測(cè)量結(jié)果

Cjs——第j個(gè)比對(duì)點(diǎn)設(shè)備測(cè)量結(jié)果

m——比對(duì)點(diǎn)個(gè)數(shù)

6.3.3定位誤差評(píng)估：計(jì)算同一比對(duì)點(diǎn)人工測(cè)量位置與設(shè)備定位位置差值，所有比對(duì)點(diǎn)的差值的平均值

為評(píng)估的定位誤差結(jié)果，如公式3所示，應(yīng)符合5.2.6所示。

（3）

???????

其中：

?=?

D——測(cè)量誤差評(píng)估結(jié)果

djr——第j個(gè)比對(duì)點(diǎn)人工定位距離

djs——第j個(gè)比對(duì)點(diǎn)設(shè)備定位距離

m——比對(duì)點(diǎn)個(gè)數(shù)

6.3.4測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)異常值時(shí)，參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T4883-2008《數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋正態(tài)樣本離群

值的判斷和處理》中格拉布斯（Grubbs）檢驗(yàn)法處理。

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6.4不合格處理

6.4.1標(biāo)定、評(píng)估不合格的，應(yīng)將設(shè)備調(diào)整合格后，進(jìn)行再次標(biāo)定及評(píng)估。

6.4.2評(píng)估不合格的設(shè)備不能用于平直度判定。

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A

A

附錄A

（資料性）

鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估記錄（推薦）

重復(fù)精度、測(cè)量誤差及定位誤差記錄見表A.1。

表A.1鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估記錄表

日期及時(shí)間：?jiǎn)挝唬?/p>

設(shè)備編號(hào)：

編號(hào)平尺規(guī)格精度等級(jí)校準(zhǔn)合格證書編號(hào)

平尺

編號(hào)量程校準(zhǔn)合格證書編號(hào)

塞尺

距離測(cè)量設(shè)備編號(hào)量程校準(zhǔn)合格證書編號(hào)

重復(fù)精度評(píng)估

鋼軌爐號(hào)及流段號(hào)：

數(shù)據(jù)是

測(cè)量位置第次第次第次第次第次最大值最小值差值

12345否有效

評(píng)估結(jié)果差值平均值：