數顯軌距尺智能檢定方案研究

王建偉 中國鐵路上海局集團有限公司科學技術研究所

1 智能解決方案與軌距尺檢定工作結合背景

標準軌距鐵路軌距尺（以下簡稱軌距尺）作為重要的鐵專計量器具直接關系到列車運行安全，軌距尺是用于測量鐵路線路軌距、超高、查照間隔和護背距離等的鐵路專用計量器具，軌距尺按其準確度分為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要求，從而滿足不同工作環境的需要。此外根據軌距尺結構形式又可將三種等級的軌距尺分為標尺類和數顯類兩種類別。根據計量檢定規程JJG219-2015《標準軌距鐵路軌距尺》的要求，軌距尺每3個月就需要進行一次檢定以保證其處于良好的工作狀態。

每個鐵路局軌距尺的檢定數量每年約在10 000把次，因此在保證量值傳遞準確可靠的前提下，如何提高工作效率就成為我們面臨的主要問題。根據調研得知，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，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容的前提下及能保證檢定質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容介紹

2.1 適用范圍

智能檢定方案適用與數顯類軌距尺的檢定，因標尺類軌距尺的示值顯示方式為利用刻線進行讀數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。

在軌距尺檢定規程中可以將數顯軌距尺檢定項目分為，通用結構參數的檢定和示值誤差的檢定。其中結構參數作為軌距尺形狀或位置數據無法進行自動化的采集，并且多數數據都是所見即所得不需要進行附加的計算，所以在智能檢定方案中并沒有考慮結構參數類的檢定項目，仍舊維持與原本的檢定方式，由人工對設備進行測量、讀數、以及記錄，就是將記錄形式改為數字化無紙記錄形式，并且為了減少檢定人員操作電腦的布置，經一些只關注是否超過某個闞值或者范圍的指標進行了預設結果的處理，檢定員只需要從為數不多的幾個結論中選出與本次檢定結果相對應的結論即可，并且考慮到在日常工作當中檢定合格數量遠遠超高不合格數量所以在此項目的結論處會默認填入合格的結論，如遇不合格的情況再手動調整即可。

其余示值誤差的檢定則會在檢定規程中充斥大量的數據，以及數據的處理工作，本智能解決方案，所主要解決的就是該項問題。系統將以人工方式錄入軌距尺檢定器（以下簡稱標準器）的測量點位的標準數據，并且通過系統與半自動化采集的被測對象的相應數據相結合，通過后臺自動計算出檢定所需要的最終結果。從而實現智能化檢定的目的。

2.2 與信息系統相結合

實現智能檢定方案的運行很大程度上需要依托強大的計量管理信息系統，在計量管理信息系統臺賬中已經將待檢軌距尺的基本信息，如檢定時所參照的計量檢定規程的標號信息；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、準確度等級等信息錄入在系統臺賬中，并且標準器的基礎信息，以及計量標準的信息均在計量管理信息系統中進行了備案。在開展檢定工作是智能檢定方案中的基礎信息模塊從信息系統中提取出相應的信息內容，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進行修改，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中的標準器及待檢軌距尺信息自動判斷出軌距尺與標準器的超高復現原理是否相同是否需要加修正值；通過輸入的環境溫度、濕度判斷檢定條件是否滿足檢定需要，并自動為標尺類軌距尺的軌距進行溫度補償修正。以及在檢定過程中實時提示檢定結論是否滿足計量檢定規程項目步驟的要求，輔助檢定人員進行結果判斷，并杜絕漏檢情況的發生。

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整至工作狀態，之后將軌距尺平放在標準器上，使兩測頭落入落入標準器測塊內，軌距尺搭軌面與標準器測量塊頂部充分接觸，之后待軌距尺“超高”數值穩定后按動軌距尺藍牙傳輸按鈕，將“超高”值傳入智能檢定系統模塊中，檢定模塊會在對應的位置填入該數字，該傳輸采用了高速藍牙傳輸協議，數值隨時刷新，“按動傳輸按鈕”只是選用的當且節點的一個數值，與人工檢定讀數情況一致，忠實還原了檢定過程，經測試在“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，只是在數據采集完成收，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論中，并自動判斷該值是否超差，在系統的顯著位置以紅，藍圖標顯示該項目合格與否，表現方式直觀明了。

第三個是“超高示值誤差”在檢定規程中需要人為調整標準器的超高值，對于正弦原理的標準器在使用前可將標準器的超高值填入信息系統的預設數值文件，在標準器溯源周期內每次使用標準器均可自動調用超高點實際值參與超高示值誤差計算。對于正切原理的標準器則在檢定時需要手動在系統中輸入當前超高值，當然系統也設置了默認值，如50 mm超高檢定點，其標準器示值被默認為50.00 mm，檢定人員可以不需要手工輸入標準器該點示值，而直接將標準器超高裝置調整到50.00 mm點即可。

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

（2）軌距的檢定

軌距尺的軌距檢定則更為檢定便捷，系統根據軌距尺檢定器量規實際值的信息，環境溫度的信息，以及標準器在各個軌距測量點實際值的信息自動計算出當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。從而實現軌距尺軌距的自動檢定。

并且根據不同種類的軌距尺（標尺類、數顯類）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容。以及根據不同等級的軌距尺給出不同允差下軌距尺是否合格的結論。杜絕了誤判結論的可能。

3 結束語

JJG219-2015《標準軌距鐵路軌距尺》計量檢定規程正式發布實施以來，數顯軌距尺的使用數量不斷節節攀升。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度，提高工作效率并且在保證檢定質量的前提下減少了發生檢定事故的可能，有利于鐵路計量工作的有序進行。