轨道质量指数（TQI）异常数据处理方法探讨

张景辉

摘 要：轨道质量指数是我国高铁轨道几何不平顺管理的主要评价指标，能够较全面地评价线路状况，进而实现对轨道质量有效控制。本文介绍了数据干扰、正常数据误删、检测等级错误、里程误差四类的TQI异常数据的处理方法。

关键词：TQI;干扰;误删;等级;里程误差

0 引言

轨道质量指数（TQI）值的大小与轨道状态平顺性密切相关，表明某区段轨道状态离散的程度，即数值越大，表明轨道的平顺程度越差、波动性也越大。构成TQI值的各个单项轨道不平顺的统计值，同样也反映出该项轨道状态的平顺程度。当TQI出现异常情况时，使得检测结果不能真实地反映现场实际的轨道几何状态，TQI值就失去了意义;如果处理不当，用该数据指导现场作业，还有可能造成劳动力浪费。本文主要介绍TQI异常数据的处理方法。

1 轨道质量指数（TQI）概念

TQI是一种采用数学统计方法描述区段轨道整体质量状态的综合指标和评价方法，指一定长度（通常为200 m）区段内轨距、水平、三角坑、高低（左、右）、轨向（左、右）等7项几何参数标准差的和，从统计学（离散性）、物理学（轨道质量均衡性）的角度（相对峰值扣分法）反映轨道状态的恶化程度。

定义及计算：

TQI计算公式：

式中-各项几何偏差的标准差（mm）。

式中-各项几何偏差在单元区段中连续采样点的幅值的算术平均值（mm）;

N-采样点的个数（200 m单元区段中N=800）

2 TQI异常数据分类

分为数据干扰、正常数据误删、检测等级错误、里程误差四类。

（1）数据干扰按照导致原因分类可以分为三种：

1） 运行条件原因：包括雨雪天气、速度过低、阳光干扰等。

2） 检测设备原因：包括高低弦故障、检测系统故障等。

3） 线路设备原因：包括岔区尖轨刨切、道岔加宽、过分相等。

（2）正常数据误删是人为因素，检测人员经验不足或判断失误导致数据误删。

（3）检测等级错误，导致原因为选线错误、参数未设置好或检测系统本身等。

（4）里程误差，导致原因为初始里程设置错误、射频标签未读到、GPS里程误差等。

3 异常数据处理方法

3.1 数据干扰处理

轨检数据干扰时，会造成所有项目失真、或部分项目失真。当所有项目失真时，我们直接采取剔除处理;当部分项目失真时，我们可以把本次未失真项目和历史的其他项目进行加法计算，得到最接近真实TQI值。

实例：2020年2月14日综检车检测沪宁城际下行时，发现全程轨距、轨向等项目失真。2020年2月6日综检车检测沪宁城际下行时，发现242.4单元TQI值为4.88，接近超标值5.0。由于此处高低发展较快，要想知道此单元TQI值是否超标，必须修正计算。把2月14日高低、水平、三角坑（未失真项目）和2月6日的轨向、轨距项目进行加法计算，得到TQI修正值为4.95，未超标但TQI又变大，主要不良项目为左高低、右高低、水平。

3.2 正常数据误删处理

当检测人员把正常数据误删时，“html”文件是看不到被删单元的TQI值的，我们可以通过“iic”文件找出误删单元，并可以从中得出正常值。

实例：2021年2月8日综检车检测沪宁城际下行时，“html”文件显示无TQI超标地段，但用“Access”软件打开“icc”文件后，打开“tqi”对象，通过“Valid”筛选出“N”的项目，筛出217.6单元。此单元值TQI为5.07，通过波形图复核，此单元数据正常无干扰，还原其测量值如表2所示，主要不良项目为左高低、右高低。

3.3 检测标准错误处理

在均值管理中，各等级管理值不同，250 km/h（不含）～350 km/h等级的TQI超标管理值为5.0，而其他等级的TQI超标管理值远远大于5.0。综检车检测线路时，当单元处在等级切换地段，会出现级别较低的线路按照级别较高的标准输出数据情况。

实例：以2021年3月10日沪宁城际上行235.8单元为例，235.850以前是250 km/h（不含）～350 km/h等级线路，235.850以后为120 km/h（不含）～160 km/h等级线路，则系统会按照250 km/h（不含）～350 km/h等級输出数据，TQI超标管理值默认为5.0;但此单元3/4为120 km/h（不含）～160 km/h等级线路，所以简单的按5.0为超标是不科学的。应该以235.850为分界线，前后各算200 mTQI值，发现235.650-235.850TQI为3.26，235.850-236.050TQI为5.96，均未达到超标值。

3.4 里程误差处理

（1）里程校正处理：里程出现误差时，我们可以把里程校正，算出超标单元的真实里程范围，指导现场作业。

实例：以2021年3月14日沪宁城际上行220.6单元为例，检测TQI值为5.01，达到超标值。由于本次里程有偏差，220.6单元的校正里程为220.580-220.780，而220.6-220.8实际TQI值为4.78。

（2）递推方式分析：本人分析数据发现，在波形图无明显变化情况下，里程稍微有些偏差时，各单元的TQI值有上下浮动变化情况，有时会出现新TQI超标值。因此就想到了此分析方法，主要做法是通过较小单元递推式计算出各单元TQI值，发现隐形TQI超标单元。

实例：以2020年10月30日沪宁城际上行134.0-134.8为例，4个单元均未出现超标。通过20 m递推方式分析，算出134.0、134.020、134.040...134.580、134.6共计31个单元值，从里面筛出4个超标单元。如表3所示。

4 结束语

TQI数据可以指导线路养护维修、保持线路质量均衡，TQI数据出现异常情况时，要处理好才能使用，否则其应用就失去了意义。为了得到线路的TQI超标单元，部分我们可以从原有数据里筛选出来，但隐行的超标单元无法得到;因此我们应该推广递推式TQI分析方法，挖掘出隐形TQI超标单元，从而得到全面的TQI超标单元。

参考文献：

[1]铁道部.TG/GW115-2012，高速铁路无砟轨道线路维修规则（试行）[S].北京：中国铁道出版社，2012.6.

[2]田新宇，陈东生，杨凤春.轨道几何不平顺幅值管理与均值管理的相关性分析[J].中国铁路，2008（11）：48-50.