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

一、任務(wù)來(lái)源、起草單位、協(xié)作單位、主要起草人

根據(jù)中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)發(fā)布的“2022年度中國(guó)交通運(yùn)輸協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)工作的

通知”（中交協(xié)秘字〔2022〕3號(hào)）要求，由中鐵物軌道科技服務(wù)集團(tuán)有限公司主編單

位，主持《鋼軌平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估技術(shù)指南》編制工作。

主要起草人：劉懿樂(lè)、王啟明、董華利、易軍、王軍平、許海龍、蔣俊、劉豐收、

楊威、李闖、郭澤策、柳郁達(dá)、鄧小和、梁婕、陳殿武、侯景利、貴瑤、王志、程皖南、

丁靜波、劉威、馬東、唐杰、呂攀峰、杜秀峰、顧雙全、馬曉陽(yáng)、張佳新、滕旭升、梁

景文、鄧國(guó)偉、馬小華。

二、制訂標(biāo)準(zhǔn)的必要性和意義

隨著鋼軌檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，鋼軌平直度的檢測(cè)已經(jīng)由人工測(cè)量逐步向自動(dòng)化在

線設(shè)備檢測(cè)轉(zhuǎn)變，從國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，鋼軌平直度檢測(cè)僅涉及到檢測(cè)結(jié)果的判定要求，

然而對(duì)于設(shè)備功能及精度要求，目前尚無(wú)明確的指導(dǎo)規(guī)范，因此有必要制定鋼軌平直度

自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備評(píng)估技術(shù)指南，以便規(guī)范平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的應(yīng)用，保障鋼軌平直度數(shù)

值檢測(cè)的準(zhǔn)確性及有效性。本標(biāo)準(zhǔn)的制定是為了規(guī)定鋼軌平直度自動(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，其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。

三、主要工作過(guò)程

本技術(shù)指南在制定前充分征求了目前行業(yè)內(nèi)兩家平直度自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備生產(chǎn)廠的意

見(jiàn)，對(duì)其設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化分解，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)要求提出了設(shè)備需要具備的基本功能。

隨后根據(jù)TB/T2344.1-2020《鋼軌第1部分：43kg/m～75kg/m鋼軌》和TB/T2344.2-2020

《鋼軌第2部分：道岔用非對(duì)稱(chēng)斷面鋼軌》對(duì)鋼軌平直度的要求，以檢測(cè)設(shè)備允許綜

合偏差最多不大于標(biāo)準(zhǔn)最小允許偏差的1/3原則確認(rèn)了設(shè)備應(yīng)達(dá)到的精度要求，同時(shí)針

對(duì)目前行業(yè)內(nèi)確認(rèn)設(shè)備精度的方法進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析，最終形成相應(yīng)的評(píng)估

方案。結(jié)合以上調(diào)研情況及數(shù)據(jù)分析整理成該文件，并征求編寫(xiě)組單位及個(gè)人意見(jiàn)，形

成該征求意見(jiàn)稿。

四、制訂標(biāo)準(zhǔn)的原則和依據(jù)，與現(xiàn)行法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系

本技術(shù)指南制定的基本原則是以現(xiàn)有研究工作為基礎(chǔ)，參照國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)

2

TB/T2344.1-2020《鋼軌第1部分：43kg/m～75kg/m鋼軌》；TB/T2344.2-2020《鋼軌

第2部分：道岔用非對(duì)稱(chēng)斷面鋼軌》標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鋼軌平直度的基本規(guī)定要求，針對(duì)鋼軌檢

查驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)平直度要求和平直度檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行定義、描述和規(guī)范。

本技術(shù)指南編制過(guò)程中，查閱了下列規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)程：

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(chēng)斷面鋼軌

本規(guī)范直接引用了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》異常數(shù)據(jù)格拉布斯檢驗(yàn)法的條款，直接引用TB/T2344.1-2020《鋼軌第1部

分：43kg/m～75kg/m鋼軌》和TB/T2344.2-2020《鋼軌第2部分：道岔用非對(duì)稱(chēng)斷面

鋼軌》關(guān)于平直度結(jié)果判定的條款，參考了JJF1097-2021《平尺校準(zhǔn)規(guī)范》和JJG62-2017

《塞尺檢定規(guī)程》中關(guān)于工具精度要求的相關(guān)條款。

五、主要條款的說(shuō)明，主要技術(shù)指標(biāo)、參數(shù)、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的論述

1總則

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引用文件

本文件引用了下列文件中的內(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(chēng)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

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(lèi)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。

標(biāo)定板及標(biāo)定尺是根據(jù)平直度檢測(cè)設(shè)備工作原理而特別定制的標(biāo)準(zhǔn)件工具；校準(zhǔn)的

定義主要是為了說(shuō)明該工作由第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行，以區(qū)別于設(shè)備采用標(biāo)定板或標(biāo)定尺進(jìn)行

自標(biāo)定的操作。

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，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。

明確了設(shè)備的測(cè)量原理，并明確了設(shè)備需要完成平直度檢測(cè)所必須具備的基本模

塊。

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℃。

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。

明確了設(shè)備正常工作時(shí)環(huán)境及被測(cè)物需要達(dá)到的基本狀態(tài)。

4

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。

明確了設(shè)備需要用于自動(dòng)檢測(cè)并判定鋼軌平直度所必須具備的基本技術(shù)參數(shù)要求。

其中重復(fù)精度及測(cè)量的誤差確認(rèn)是按照采用“1/3原則”進(jìn)行確認(rèn)，即根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中最小

的允許偏差為0.2mm，以允許偏差半寬的1/3確認(rèn)允許綜合偏差為0.04mm，通過(guò)試驗(yàn)

確認(rèn)設(shè)備最大重復(fù)精度為0.04mm，并通過(guò)不確定度計(jì)算公式得到其測(cè)量誤差不大于

0.05mm。

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(xún)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。

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

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(xún)檢測(cè)鋼軌信息。

明確設(shè)備根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平直度檢測(cè)判定時(shí)軟件需要具備的基本功能，并明確了要實(shí)

現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果追溯時(shí)軟件的基本功能要求。

6評(píng)估

6.1頻次

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)。

根據(jù)設(shè)備的使用要求及日常使用維護(hù)建議制定。

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。

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)條款以平尺測(cè)量結(jié)果為測(cè)量參考值，根據(jù)行業(yè)內(nèi)常用的評(píng)估方法進(jìn)行確

認(rèn)。

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。

6

（1）

式中：

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：

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。

7

計(jì)算方法采用行業(yè)內(nèi)常用方法進(jìn)行評(píng)估，異常值處理參考GB/T4883-2008要求。

六、重大意見(jiàn)分歧的處理依據(jù)及結(jié)果

本標(biāo)準(zhǔn)制訂過(guò)程中尚未發(fā)生過(guò)重大意見(jiàn)分歧。

七、采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的，說(shuō)明采標(biāo)程度，以及與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)

標(biāo)準(zhǔn)水平的對(duì)比情況

本標(biāo)準(zhǔn)未采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。

八、作為推薦性標(biāo)準(zhǔn)建議及其理由

中國(guó)高鐵的平穩(wěn)性、舒適性和安全性處于全球領(lǐng)先水平而備受關(guān)注，鋼軌是引導(dǎo)