钢轨数智打磨方案的数据处理方法及系统与流程

本发明涉及钢轨打磨，尤其涉及一种钢轨数智打磨方案的数据处理方法及系统。

背景技术：

1、钢轨长期承受列车重复碾压、摩擦冲击与环境侵蚀，易产生局部廓形畸变、表面波磨、焊缝凸起、肥边、剥离掉块等各类局部病害。相较于大型钢轨打磨车适用于长区段批量整廓打磨，小型便携式钢轨打磨机（小机）具备机动灵活、适配复杂区间（道岔、焊缝、曲线区段、受限空间）、施工成本低的优势，是铁路日常精修、病害修补、预防性养护的核心装备。但目前行业内小机作业模式仍处于传统人工粗放作业阶段，智能化、数字化、闭环化程度低，存在诸多亟待解决的技术痛点：

2、1、小机打磨方案无智能拆分，任务适配性差。现有钢轨打磨方案多为公里级、区段级的整体宏观打磨方案，仅标注区段整体打磨指标与廓形修复要求，未针对小机单点、小段、精细化作业特性进行不连续网格化、区间化拆分。现场完全依赖作业人员人工解读、主观拆分任务，精度因人而异，极易出现打磨区间重叠、局部漏磨、重点病害区域打磨量不足、正常区域过度打磨等问题，作业标准化程度极低。

3、2、作业指令传递落后，无数字化分发机制。当前小机打磨任务依托纸质交底、口头传达、离线文件传输方式下发，无实时无线分发通道。存在指令传递滞后、内容偏差、更新不及时的问题，当线路病害状态、养护标准临时调整时，无法同步更新现场作业参数，极易造成批量作业不合格。

4、3、作业过程为开环模式，无质量校核与迭代修正。传统小小机作业为“方案下发-人工打磨-完工验收”的开环流程，打磨过程依赖人工经验控制打磨角度、打磨压力、打磨遍数，作业完成后仅依靠人工目视或简易抽检验收，缺乏实测连续廓形数据的精准校核。无法量化打磨偏差、识别残留缺陷，且无法根据实际打磨效果反向修正打磨工艺参数与作业方案，打磨质量一致性差、病害复发率高。

5、4、多设备协同无序，作业效率低下。现场多台小型打磨机并行作业时，无智能任务分配与防冲突调度机制，易出现作业区域交叉干扰、人工机具浪费、作业进度无法实时管控的问题，同时后台无法实时感知设备状态、作业进度、施工质量，全程无数字化监管溯源手段。

6、5、无完整数据闭环，不利于智慧运维迭代。传统作业模式下，打磨方案数据、作业过程数据、质量检测数据、设备运行数据相互割裂，无法形成数据闭环，无法积累工况匹配数据库，难以实现打磨工艺的持续优化，无法适配铁路智慧运维、数字化养护的发展需求。

7、因此，需要提供一种钢轨数智打磨方案的数据处理方法及系统，可以实现大区段打磨方案智能精准切分为不连续网格化需作业的小区间，极大的减少现场需打磨的钢轨长度；无线实时分发需作业的小区间参数，多机协同调度，现场作业精准执行，质量自动校核，方案自适应修正，全闭环智能作业，实现钢轨精细化打磨养护的质量与效率的提升。

8、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本技术的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明主要目的是克服现有小型钢轨打磨作业方案拆分粗放、指令传递滞后、作业开环无修正、多机协同无序、质量管控缺失的问题，提供一种钢轨数智打磨方案的数据处理方法及系统，可以实现打磨方案智能精准拆分，无线实时分发，多机协同调度，现场作业精准执行，质量自动校核，方案自适应修正，全闭环智能作业，实现钢轨精细化打磨养护的质量与效率的提升。

2、为实现上述的目的，本发明第一方面提供了一种钢轨数智打磨方案的数据处理方法，包括以下步骤：

3、s1：现场数智计算平台采集打磨基础数据，根据打磨基础数据导入并解析全局打磨方案；

4、s2：现场数智计算平台根据根据现场实测连续廓形及打磨阈值，把整个区段切分为多个不需要作业的小区间和需要作业的小区间，生成需要作业的小区间的打磨工艺参数；

5、s3：搭建现场数智计算平台与3d钢轨数字仪、现场打磨小机的无线通信网络；

6、s4：现场数智计算平台将多个需要作业的小区间的打磨工艺参数分发给现场打磨小机；

7、s5：现场打磨小机进行打磨作业；

8、s6：3d钢轨数字仪采集打磨后的钢轨廓形上传至现场数智计算平台；现场数智计算平台根据打磨后的钢轨廓形判定是否合格，如果不合格，则执行步骤s7；

9、s7：生成二次打磨工艺参数，并发给对应现场打磨小机重新打磨。

10、根据本发明一示例实施方式，所述钢轨数智打磨方案的数据处理方法还包括：s8：归档步骤s1至步骤s7的数据。

11、根据本发明一示例实施方式，步骤s1中，所述打磨基础数据包括：

12、目标线路区段的实地连续廓形数据、病害类型、病害位置、打磨偏差值、线路曲线半径、列车通行密度；

13、所述全局打磨方案包括目标廓形、最大允许打磨量、打磨质量阈值、作业时限、安全约束标准。

14、根据本发明一示例实施方式，步骤s2中，所述需要作业的小区间的尺寸适配现场打磨小机单次作业覆盖范围。

15、根据本发明一示例实施方式，步骤s2中，所述生成打磨工艺参数包括：

16、将全局打磨方案切分为不连续网格化的独立作业小区间，生成单区间打磨深度、打磨角度、打磨遍数、进给速度、作业范围、质量合格阈值。

17、根据本发明一示例实施方式，步骤s2还包括：将需要作业的小区间划分为紧急、重要、常规三个等级，完成任务排序。

18、根据本发明一示例实施方式，步骤s3还包括：现场打磨小机完成设备状态自检。

19、根据本发明一示例实施方式，步骤s5还包括：将打磨过程数据回传给现场数智计算平台，如果打磨行为违规，则进行预警。

20、根据本发明一示例实施方式，步骤s6中，所述现场数智计算平台根据打磨后的钢轨廓形判定是否合格包括：现场数智计算平台将实测廓形与目标廓形进行比对；

21、计算廓形偏差值、打磨残留量、gqi质量分值；

22、根据养护标准对计算的数值进行作业质量等级判定是否合格。

23、根据本发明的第二个方面，本发明提供一种钢轨打磨方案的数据处理系统，包括：现场数智计算平台、多个3d钢轨数字仪和多个现场打磨小机；现场数智计算平台与3d钢轨数字仪、现场打磨小机在同一无线通信网络内通信；

24、现场数智计算平台采集打磨基础数据，根据打磨基础数据导入并解析全局打磨方案；据根据现场实测连续廓形及打磨阈值，把整个区段切分为多个不需要作业的小区间和需要作业的小区间，生成需要作业的小区间的打磨工艺参数；将多个需要作业的小区间的打磨工艺参数分发给现场打磨小机；

25、现场打磨小机进行打磨作业；

26、3d钢轨数字仪用于采集打磨后的钢轨廓形上传至现场数智计算平台；

27、现场数智计算平台根据打磨后的钢轨廓形判定是否合格，如果不合格，则生成二次打磨工艺参数，并发给对应现场打磨小机重新打磨。

28、本方案可以实现打磨方案智能精准拆分，无线实时分发，多机协同调度，现场作业精准执行，质量自动校核，方案自适应修正，全闭环智能作业，实现钢轨精细化打磨养护的质量与效率的提升，具体体现在以下六个方面：

29、1、任务拆分智能精准，作业标准化程度大幅提升。本方案通过网格化智能拆分算法，将传统粗放的大区段级整体方案拆解为不连续多个亚米级需作业的独立小作业区间精细化任务，匹配小型打磨机作业特性，彻底摆脱人工经验依赖，有效解决漏磨、重磨、打磨不均的行业难题，实现所有区间作业标准统一、参数精准可控。

30、2、无线实时分发调度，多机协同效率显著提升。搭建双向无线组网传输体系，实现任务指令、工艺参数实时下发与设备状态、作业进度实时回传，支持多终端智能协同、防冲突调度，杜绝人工交底的信息偏差与滞后问题，大幅提升集群作业效率，适配大规模多区间精细化养护场景。

31、3、全闭环作业管控，打磨质量精准可控。构建“拆分-分发-作业-检测-校核-修正”完整闭环体系，打破传统开环作业模式，通过实测数据反向迭代优化打磨方案与工艺参数，实现打磨质量动态校准、缺陷闭环整改，打磨合格率与作业一致性大幅提升，有效抑制钢轨病害复发。

32、4、全过程数字化溯源，支撑智慧运维迭代。实现方案、作业、检测、设备、修正数据全量关联归档，构建标准化数字化养护台账，可实现全维度溯源查询，同时积累海量工况工艺数据，持续优化打磨模型，实现养护技术自主迭代升级。

33、5、降低人工依赖，节约养护成本。大幅降低对资深作业人员经验的依赖，新人可快速上手标准化作业，减少人工操作失误与返工成本，同时精准化打磨减少钢轨过度打磨损耗，延长钢轨服役寿命，显著降低线路全周期养护成本。

34、6、适配多场景工况，通用性强。本方案可适配高铁、普铁、地铁不同轨型、不同线路工况、不同局部病害类型的精细化打磨作业，兼容各类小型便携式打磨设备，适配性与推广性极强。