基于工程能力指数的轨道精调质量评价方法

杨建锋

(上海铁路局工务处,200071,上海//工程师)

基于工程能力指数的轨道精调质量评价方法

杨建锋

(上海铁路局工务处,200071,上海//工程师)

利用杭长高速铁路某段精调作业后的检测数据,分别利用轨道质量指数和工程能力指数两种方法对轨道精调质量进行了评价及对比分析。结果表明:两种方法对于各单项的精调质量评价结果基本一致;在对各单项指标的评价及提高精调效率方面,工程能力指数方法是对现有方法的一种补充和完善;精调作业时可重点关注有较大提升空间的轨向、高低和水平三个单项,以减少后期的重复作业。

无砟轨道; 轨道精调; 作业质量评价; 工程能力分析

Author′s address Shanghai Railway Bureau Works Department,200071,Shanghai,China

无砟轨道精调是轨道精度控制的关键环节,其作业质量对高速列车运行的安全性、平顺性及舒适性有重要影响[1]。文献[1-3]对精调的施工技术及作业方法进行了较多的分析，但在轨道精调作业质量的评价方面尚未进行过多研究。由于无砟轨道对精度的要求较高,必要时需进行多次精调,而目前所采用的轨道质量指数(TQI)评价方法仅能反映作业后的总体水平,不能明确到每个单项的质量高低,因此,本文引入工程能力指数对轨道施工精调作业进行评价,以期对现有的评价方法进行补充和完善。

1 工程能力指数

工程能力也称工序能力,是指工序在一定时间里处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。为进行工程能力分析,直观地反映工程能力评价的结果,引入无量纲的度量评价指标——工程能力指数,由其数值大小来判断能力的高低[10]。

1.1 工程能力指数计算公式

根据规格限值的不同,工程能力指数分为双侧工程能力指数和单侧工程能力指数。根据本文所讨论的问题,在此只介绍双侧工程能力指数。

在对双侧控制值均有要求时,工程能力指数Pp最基本的表示形式为:

(1)

式中:

SU——上限控制值;

SL——下限控制值;

σ——样本标准差。

由式(1)可以看出,在上下公差界限一定时,Pp值越大,表明加工质量越高。

在实际生产中,产品质量的均值μ一般无法与公差中心M完全重合,存在一定的偏离ε。因此,提出用Pp,k对Pp进行修正。引入偏离系数k后Pp,k的表达式为:

(2)

其中

(3)

1.2 评价标准

对于工程能力指数制定表1所示的评价标准，以供参考。

表1 工程能力指数等级标准表

2 精调工程能力分析

利用杭长高速铁路上行精调作业后检测数据,分别采用TQI和工程能力指数两种方法进行评价。

2.1 TQI评价结果分析

目前,对轨道铺设后的施工质量及精调后作业水平的评价,采用TQI来衡量。即以200 m的轨道区段作为单元区段,分别计算单元区段上左右高低、左右轨向、轨距、水平、三角坑等7项几何不平顺幅值的标准差,各单项几何不平顺幅值的标准差称为单项指数,将7个单项指数之和作为评价该单元区段轨道平顺性综合质量状态的TQI。

计算得到各作业区段精调后各单项统计指标及TQI的平均值，如表2所示。由表2可知，精调后单项指数较小的(即较好的)单项为轨距、水平,而轨向和高低的数值较大,表明还有较大的提升空间。

表2 各单项统计指数及TQI的平均值 mm

2.2 工程能力指标评价结果分析 各单项统计指标的上限控制值和下限控制值分别按表3取值。计算上述检测数据的Pp,k值对各作业区段的精调作业能力进行分级评价。各作业区段精调后各单项统计指标的工程能力计算结果如表4所示。

表3 各单项及总体统计指标标准差的SU、SL取值

表4 精调后上行各单项及总体统计指标 标准差的Pp,k

由表4可知，垂向指标方面,水平的Pp,k为1.05～2.39,属于A级或B级;高低的Pp,k为0.92～1.73,介于A～C级;扭曲的Pp,k为1.98～2.46属于A级。平面指标方面,轨距的Pp,k为1.99～2.46,属于A级;轨向的Pp,k为1.42～2.20,属于A级。总体的Pp,k在3.37～5.19,属于A级。从各作业区段各单项指标来看，轨距和扭曲的作用质量要比轨向、高低和水平的作业质量好一些。

2.3 两种分析方法的比较

采用TQI评价方法对数据进行分析统计,其结果包括采样点的标准差σ和平均值μ,可以得到一个综合指数值,但目前没有单项指标的控制值,无法进行针对性分析。

引入偏离系数k后的Pp，k,除了包含样本标准差σ、均值μ外,还包含了SU、SL等指标,并且可以对每个几何单项计算出相应的Pp，k,分析每个单项的作业质量水平。

另外,由表2及表4可以发现,采用TQI指标来衡量时,各单项指标的作业状态由好到差依次为轨距(0.19)、水平(0.21)、扭曲(0.25)、轨向(0.44)和高低(0.57);采用Pp,k指标来衡量时则为轨距(1.99)、扭曲(1.98)、轨向(1.42)、水平(1.05)和高低(0.92)。两种评价方法得出的各单项指标的相对优良程度基本相同。可以认为两种方法得到的评价结果具有一致性。

因此,可利用工程能力指数对数据进行较为综合的统计分析,从而得出更为符合实际的分析结果,以对原有的方法进行更好的补充。

3 结论

(1) 通过现场数据计算实例验证,证明工程能力指数评价方法对于各单项的分析结果与现有TQI方法所得到的结论基本一致,故其可以作为一种新的评价方法引入到轨道精调质量评价中。

(2) 工程能力指数方法包含了更多的统计指标,并且保留了各单项指标的分析结果,有利于进行针对性的精调。另外，经过调整分析计算,还可以对具体单项的精调提出针对性的标准,使精调效率得到提高。因此，该方法是对现有TQI方法的一种补充和完善。

(3) 不同作业区段对于不同单项的精调质量要求各不相同,但数据表明,高低和水平两个单项还有较大的提升空间。在精调作业时可重点关注这些单项,以减少后期的重复作业。

[1] 王志坚,刘彬.武广铁路客运专线无砟轨道精调关键技术[J].铁道建筑,2010(1):1.

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[4] 陈鹏,吴育华,金宇澄,等.博弈论在工程项目质量管理中的应用[J].华东交通大学学报,2004,21(4):30.

[5] 李岗.业主建设工程项目精益管理探讨[J].华东交通大学学报,2008,25(5):107.

[6] JONNY,JESSIKA Christyanti.Improving the quality of asbestos roofing at PT BBI using six sigma methodology[J].Procedia - Social and Behavioral Sciences,2012,65(3):306.

[7] 杨骅,陈剑伟,潘耀良,等.精益管理在大医院门诊检验流程改造中的应用与实践[J].中国医院管理,2010,30(7):27.

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[10] 马逢时,周暐,刘传冰,等.六西格玛管理统计指南——MINITAB使用指导[M].北京:中国人民大学出版社,2013.

Evaluation of Track Fine Adjustment Quality Based on Process Performance Index

YANG Jianfeng

By usingthe test data of a section on Hangzhou-Changsha high-speed railway after the fine adjustment operation of the, two methods of the track quality index (TQI) and the engineering ability index are comparatively analyzed.The results show that the evaluations of each individual fine adjustment quality in both methods are basically the same,but for the single index evaluation and the improvement of fine adjustment efficiency,the engineering ability index method is a supplement and improvement to the existing method. The fine adjustment must focus on alignment,profile and cross-level,because they have a larger potential for improvement and reduction of the repeat works in practical operation.

ballastless track; track fine adjustment; operational quality evaluation; engineering ability analysis

U 215.14

10.16037/j.1007-869x.2016.07.031

2016-02-26)