Ин таҳқиқот ҳадаф дорад муайян кунад, ки андозагириҳои паҳнои колея (gauge) дар системаҳои санҷиши геометрияи роҳи оҳан, ки дар қатор насб мешаванд, то чӣ андоза боэътимоданд — на танҳо дар шароити статикии лабораторӣ, балки дар стенди динамикии калибрченкунӣ, ки ҳаракатҳои воситаи нақлиёт ва релсро тақлид мекунад. Муҳаққиқон ҳашт манбаи ҷудогонаи номуайяниро ба таври миқдорӣ омӯхтанд: дақиқии худи низоми андозагирӣ, такрорпазирӣ, ларзиши кузови воситаи нақлиёт, басомади намунагирӣ, ҳолати фазоӣ, суръати андозагирӣ, самти андозагирии пеш–қафо ва ҳарорат.

Яке аз навовариҳои асосии методии таҳқиқот истифодаи омори устувор дар асоси инҳирофи мутлақи медианӣ (Median Absolute Deviation, MAD) ба ҷойи инҳирофи стандартии классикии Bessel мебошад, то андозагириҳои берунмондае, ки гоҳ-гоҳ аз сабаби дахолати электромагнитӣ ё ларзиш ба вуҷуд меоянд, ҳисоби такрорпазириро аз ҳад зиёд калон накунанд. Дар ҳамон 20 андозагирии хатои паҳнои колея, усули классикӣ номуайянии такрорпазирии 0,030 mm дод, дар ҳоле ки усули асосёфта ба MAD 0,015 mm ба даст овард.

Ин фарқ танҳо бо як арзёбии нуқтавӣ маҳдуд нашуд; таҳлили Bootstrap анҷом дода шуд, ки дар он аз 20 андозагирӣ 10.000 маротиба бознамунагирӣ карда шуд. Миёнаи Bootstrap барои инҳирофи стандартии Bessel 0,0301 mm, хатои стандартӣ 0,0068 mm ва фосилаи эътимоди %95 [0,022; 0,047] mm буд; барои MAD бошад, мутаносибан 0,0152 mm, 0,0021 mm ва [0,011; 0,019] mm гузориш шуд. Муҳаққиқон тангтар будани тақсимоти MAD ва ҳампӯш нашудани ду фосилаи эътимодро ҳамчун далели устувортар будани усули robust шарҳ додаанд.

Ҳангоми якҷо кардани ҳашт ҷузъ барои номуайянии паҳнои колея, номуайянии стандартии якҷояшуда тақрибан 0,33 mm ба даст омад. Дар таҳлили Monte Carlo \(u_{c1}=0,3291\) mm ва номуайянии васеъшудаи %95 \(U_{95}=0,6348\) mm гирифта шуд; аз ин омилҳои фарогирӣ \(k=1,93\) ҳисоб шуда, номуайянии ниҳоии васеъшуда ҳамчун U = 0,64 mm дода шудааст.

Се саҳми калонтарин дар номуайянии умумӣ ҷузъи вобаста ба дақиқии андозагирии низом \(u_1\) (%43,4), ҳолатҳои гуногуни фазоӣ \(u_5\) (%27,79) ва самти андозагирии пеш–қафо \(u_7\) (%26,1) буданд. Баръакс, саҳми такрорпазирие, ки бо усули устувори MAD ҳисоб шудааст, ба дисперсияи умумӣ танҳо %0,21 буд. Аз ин рӯ, таҳқиқот нишон медиҳад, ки ҳангоми такмил додани низоми андозагирӣ бояд на танҳо ба такрорпазирӣ, балки махсусан ба дақиқии калибрченкунӣ, таъсири ҳолати сенсор/геометрия ва вобастагӣ аз самт диққат дода шавад.

Натиҷаҳо на ба андозагириҳои мустақими саҳроӣ дар роҳи оҳани воқеӣ, балки ба стенди лаборатории калибрченкунӣ асос ёфтаанд, ки бо додаҳо ва тағйирёбандаҳои воқеии истифодабарӣ идора шудааст. Аз ин рӯ, арзиши 0,64 mm номуайянии универсалӣ барои ҳамаи қаторҳо, сенсорҳо ва шароити роҳ нест; он натиҷаест, ки барои TGDS, стенди санҷишӣ, шароити таҷриба ва модели номуайянии ҳамин таҳқиқот ба даст омадааст.

Аз нигоҳи Туркия: Ин таҳқиқот аз ҷиҳати ифодаи миқдории эътимоднокии андозагирӣ дар калибрченкунии системаҳои андозагирии геометрияи роҳи оҳан ва қарорҳои нигоҳдорӣ дар роҳҳои оҳани баландсуръат ва анъанавии Туркия арзиши методӣ дорад. Аммо таҳқиқоти манбаъ бар асоси низоме, платформаи лабораторӣ ва мушаххасоти метрологии Чин JJF 1059.1-2012 анҷом дода шудааст. Пеш аз татбиқ дар Туркия, меъмории сенсории қатори андозагир, занҷири маҳаллии калибрченкунӣ, суръатҳои истифодабарӣ, таҳаммулҳои қабул ва стандартҳои дахлдори миллӣ/байналмилалии роҳи оҳан бояд дубора санҷида шаванд.

Паҳнои колея дақиқ чӣ маъно дорад?

Дар таҳқиқот gauge ҳамчун масофаи хурдтарин байни сатҳҳои дохилии релси чап ва рост дар як буриши релс муайян шудааст. Нуқтаи андозагирӣ 16 mm поёнтар аз сатҳи болоии сари релс ҷойгир аст. Арзиши номиналии паҳнои стандартии колея дар манбаъ:

1435 mm

дода шудааст.

Системаи санҷиши геометрияи роҳи оҳан ин арзишро бе тамоси ҷисмонӣ бо релс, тавассути низоми оптикии андозагирии асосёфта ба лазер ва камера муайян мекунад. Лазери хаттӣ дар самти перпендикуляр ба меҳвари тӯлии релс ҷойгир шуда, камера буриши релси бо лазер равшаншударо аз кунҷи муайян сабт мекунад ва тасвирҳо дар компютери коркарди вақти воқеӣ ба параметрҳои геометрӣ табдил дода мешаванд.

Чаро танҳо калибрченкунии статикӣ кофӣ ҳисоб нашуд?

Ҳангоми ҳаракати қатори воқеии андозагир дар релс, низоми сенсор собит намемонад. Кузови воситаи нақлиёт ва боҷӣ меларзанд, ҳолати фазоии релс тағйир меёбад ва суръати андозагирӣ ва шароити намунагирӣ фарқ мекунанд. Аз ин рӯ, андозагирии дақиқии низоми беҳаракат дар лаборатория метавонад ҳамаи номуайяниҳое, ки ҳангоми ҳаракат пайдо мешаванд, ифода накунад.

Бинобар ин, муҳаққиқон аз платформаи бисёрмеҳвари калибрченкунӣ истифода карданд, ки метавонад таъсири мутақобилаи воқеии воситаи нақлиёт–релсро дар шароити назоратшаванда тақлид кунад.

Сохтори стенди динамикии калибрченкунӣ

Низоми калибрченкунӣ аз чор зерплатформаи асосӣ иборат аст:

1. Симулятори ҳолати кузови воситаи нақлиёт: Бо платформаи ларзиши дорои шаш дараҷаи озодӣ се ҳаракати хаттӣ ва се ҳаракати кунҷиро тавлид мекунад.
2. Симулятори ҳолати боҷӣ/шасси: Ҷойивазкунии паҳлуӣ ва амудӣ ва гардишҳои сеченакаро аз нав месозад; ҳаракат бо чор акселерометри семеҳварӣ ва як IMU пайгирӣ мешавад.
3. Платформаи симулятсияи релс: Бо истифода аз ҳашт актуатор нишебӣ, каҷӣ ва тағйироти фазоии релсро ба вуҷуд меорад.
4. Симулятори номуназзамии геометрӣ: Бо модулҳои хаттии уфуқӣ ва модулҳои ларзиши амудӣ номуназзамиҳои геометрияи релсро бо дарозии мавҷ ва амплитудаҳои гуногун ба вуҷуд меорад.

Ҳамин тавр, арзиши геометрияи релсе, ки низоми андозагирӣ мегирад, бо арзиши эталонии додаи стенди калибрченкунӣ муқоиса мешавад.

Модели андозагирии хатои нишондиҳандаи паҳнои колея:

\[ \Delta c = Z_{cg}-Z_g \]

аст. Дар ин ҷо \(Z_{cg}\) арзише мебошад, ки низоми санҷиши геометрияи роҳи оҳан чен мекунад, ва \(Z_g\) арзиши эталонии стенди калибрченкунӣ мебошад.

Равиши GUM чӣ гуна истифода шуд?

Таҳқиқот арзёбии номуайяниро дар доираи Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM) бо чор марҳилаи умумӣ баррасӣ мекунад:

1. сохтани модели андозагирӣ,
2. миқдорисозии ҷузъҳои номуайянӣ,
3. якҷо кардани ҷузъҳо,
4. ҳисоб кардани номуайянии васеъшуда.

Ҷузъҳое, ки аз додаҳои андозагирии такрорӣ ҳосил шудаанд, бо ҷузъҳое, ки аз сертификати калибрченкунӣ, фосилаҳои хатои маълум ва фосилаҳои таъсири таҷрибавӣ меоянд, дар як буҷети умумии номуайянӣ якҷо карда мешаванд.

Усули классикии Bessel

Барои \(n\) андозагирии мустақил дар як қисми собити релс, миёнаи арифметикӣ:

\[ \bar{x}=\frac{1}{n}\sum_{i=1}^{n}x_i \]

ва инҳирофи стандартии таҷрибавӣ:

\[ s(x)= \sqrt{ \frac{1}{n-1} \sum_{i=1}^{n} (x_i-\bar{x})^2 } \]

ҳисоб карда мешаванд.

Дар ин усул, азбаски дурии як андозагирии канорӣ аз миёна ба шакли квадратӣ ба ҳисоб дохил мешавад, чанд арзиши берунмонда метавонанд инҳирофи стандартиро ба таври назаррас зиёд кунанд.

Омори устувор дар асоси MAD

Дар равиши пешниҳодшудаи таҳқиқот аввал медианаи қатори додаҳо:

\[ x_e=\operatorname{median}(x_i) \]

ва сипас медианаи инҳирофҳои мутлақ аз медиана:

\[ MAD= \operatorname{median}(|x_i-x_e|) \]

ҳисоб карда мешавад.

Барои додаҳои тақсимоти нормалӣ, манбаъ чунин медиҳад:

\[ s_{robust}=1.4826\times MAD \]

баробарӣ дода шудааст.

Ёддошти коэффитсиент дар дохили манбаъ: Дар муодила коэффитсиент 1,4826 аст, аммо дар ҷумлаи шарҳдиҳанда 1,4286 навишта шудааст. Аммо, азбаски озмоиши Shapiro–Wilk дар таҳқиқот фарзияи тақсимоти нормалиро рад кардааст, ин коэффитсиенти ислоҳӣ дар ҳисоби ниҳоӣ истифода нашудааст.

Азбаски додаҳо нормалӣ тақсим нашуданд, чӣ кор карда шуд?

Дар озмоиши Shapiro–Wilk, ки ба 20 хатои нишондиҳандаи паҳнои колея татбиқ шуд:

W = 0,82 ва p < 0,05

ба даст омад. Муҳаққиқон дар сатҳи α = 0,05 фарзияи нормалиро рад карда, бевосита:

\[ s_{robust}=MAD \]

истифода карданд.

20 андозагирии такрорӣ

Аксари додаҳо тақрибан дар фосилаи 0,14–0,20 mm ҷамъ шудаанд, дар ҳоле ки арзишҳои 0,10 mm ва 0,08 mm дар диаграммаи қуттӣ ҳамчун арзишҳои берунмонда пайдо мешаванд.

Фарқи байни Bessel ва MAD

Равиши Bessel номуайянии такрорпазириро ду баробар калонтар аз MAD ба вуҷуд овардааст. Муҳаққиқон ин фарқро бо он шарҳ медиҳанд, ки андозагириҳои берунмондаи 0,10 ва 0,08 mm ҳади инҳирофи квадратиро дар формулаи Bessel калон мекунанд.

Муқоисаи Bootstrap

Азбаски як муқоисаи 0,030–0,015 mm барои нишон додани он ки кадом усул устувортар аст, кофӣ ҳисоб нашуд, Bootstrap-и ғайрипараметрӣ татбиқ карда шуд.

Дар ҳар даври Bootstrap аз 20 арзиши аслӣ бо ҷойгузорӣ боз 20 арзиш интихоб шуда, ҳам инҳирофи стандартии Bessel ва ҳам MAD ҳисоб карда шуданд. Раванд:

B = 10.000 маротиба

такрор карда шуд.

Хатои стандартии MAD нисбат ба равиши Bessel ба таври назаррас хурдтар аст ва фосилаи эътимод тангтар мебошад. Муаллифони манбаъ инчунин ҳампӯш нашудани ду фосилаи эътимодро ҳамчун нишондиҳандаи аз ҷиҳати оморӣ муҳим будани фарқи байни усулҳо шарҳ додаанд.

Ҳудуди тафсир: Дар манбаъ барои фарқи байни ду арзёбгар тақсимоти алоҳидаи фарқи Bootstrap ё натиҷаи озмоиши гипотезаи ҷудогона дода нашудааст; тафсири бартарии оморӣ ба рафтори фосилаҳои эътимоди алоҳида гузоришшуда асос ёфтааст.

Чаро низом ҳамчун “қуттии сиёҳ” моделсозӣ шудааст?

Системаи санҷиши геометрияи роҳи оҳан низоми мураккабест, ки сенсорҳои оптикӣ, IMU, алгоритмҳо ва ҷузъҳои коркарди додаҳои вақти воқеиро дар бар мегирад. Ба ҷойи моделсозии алоҳидаи паҳншавии хатои ҳар ҷузъи дохилӣ, дар таҳқиқот тамоми низом ҳамчун низоми андозагирии black-box арзёбӣ шудааст.

Шароити вурудӣ ба таври назоратшаванда тағйир дода шуда, то чӣ андоза тағйир ёфтани хатои нишондиҳандаи баромади низом чен карда шуд ва ин тағйирот ба ҷузъҳои номуайянӣ табдил дода шуданд.

Ҳашт манбаи номуайянӣ

Ҷузъи дақиқии андозагирии низом \(u_1\)

Хатои нишондиҳанда аз калибрченкунӣ:

\[ \Delta E=0.325\;mm \]

ва номуайянии калибрченкунӣ:

\[ u_E=0.11\;mm \]

дода шудаанд.

Формулаи таҳқиқот:

\[ u_1= \sqrt{ \left(\frac{\Delta E}{\sqrt3}\right)^2+u_E^2 } \]

бо он:

\(u_1=0,217\) mm

натиҷаро медиҳад.

Ларзиши кузови воситаи нақлиёт \(u_3\)

Муҳаққиқон тағйири миёнаи хатои нишондиҳандаро дар амплитудаҳои гуногуни ларзиш омӯхта, аз рӯйи фосилаи максималӣ:

\(u_3=0,0393\) mm

ҳисоб карданд.

Ёддошти додаҳо дар дохили манбаъ: Матни усул коэффитсиентҳои амплитудаи ларзишро 1, 1,5, 2, 2,5 ва 3 нишон медиҳад, аммо сутунҳои Ҷадвали 5-и дахлдор арзишҳои 2,5; 5; 7,5; 10 ва 15-ро нишон медиҳанд. Аз рӯйи манбаъ дақиқ муайян кардани он ки кадом миқёс дуруст аст, имкон надорад. Натиҷаҳои нашршудаи \(R_{max}=0,0915\) mm ва \(u_3=0,0393\) mm бе ислоҳи ин номувофиқӣ интиқол дода мешаванд.

Басомади намунагирӣ \(u_4\)

Хатоҳои миёнаи нишондиҳанда дар шароити 0,5; 1; 1,5; 2 ва 2,5 Hz муқоиса шуданд. Фосила 0,0728 mm ба даст омада:

\(u_4=0,0312\) mm

гирифта шуд.

Ҳолати фазоӣ \(u_5\)

Дар меҳварҳои RX, RY ва RZ тағйироти кунҷии ±0,5° татбиқ шуданд. Натиҷаҳои андозагирӣ:

Фосила 0,4044 mm ва:

\(u_5=0,1736\) mm

ҳисоб карда шуд. Ин дуюмин саҳми калонтарини номуайянӣ дар тамоми модел аст.

Суръатҳои гуногун \(u_6\)

Низом дар шароити мувофиқ ба 25, 50, 120, 200, 300 ва 350 km/соат санҷида шуд. Дар ҳар суръат миёнаи 1000 хатои пайдарпайи нишондиҳанда истифода шудааст.

Азбаски фосила 0,013 mm буд:

\(u_6=0,005\) mm

гирифта шуд. Ин хурдтарин саҳм дар байни манбаъҳои номуайянии омӯхташуда мебошад.

Самти андозагирии пеш ва қафо \(u_7\)

Ҳангоми андозагирии ҳамон қисми релс дар самтҳои пеш ва қафо, фарқи максималии хатои нишондиҳанда:

0,190 mm

ба даст омад.

Дар муқобил, номуайянии стандартии ҳисобшуда:

\(u_7=0,1681\) mm

буд. Бо саҳми тақрибан %26,1 ба номуайянии умумӣ, дар якҷоягӣ бо ҳолати фазоӣ яке аз муҳимтарин манбаъҳои муҳитӣ/истифодабарӣ мебошад.

Ҳарорат \(u_8\)

Таҳқиқот фарқи ҳароратии ниҳоии ±20 °C, паҳноии сари релси 70 mm ва:

\[ \alpha=12\times10^{-6}/^\circ C \]

коэффитсиенти тавсеаи хаттиро истифода кардааст.

Тағйири андоза дар як релс:

\[ \Delta L=0.0168\;mm \]

ва бо дарназардошти таъсири ду релс ба андозагирии gauge:

\(u_8=0,0137\) mm

ҳисоб карда шуд.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Натиҷаҳои ниҳоии буҷети номуайянӣ

Ҳашт ҷузъи стандартии номуайянӣ, ки мустақил қабул шудаанд:

\[ u_c= \sqrt{ u_1^2+ u_2^2+ u_3^2+ u_4^2+ u_5^2+ u_6^2+ u_7^2+ u_8^2 } \]

якҷо карда шуданд.

Номуайянии стандартии якҷояшуда, ки аз ҷамъбасти квадратҳо ба даст омадааст:

\(u_c\approx0,33\) mm

гузориш шудааст.

Чаро Monte Carlo низ алоҳида татбиқ шуд?

Ҳангоми ҳисоб кардани номуайянии васеъшуда ба ҷойи истифодаи мустақими \(k=2\)-и пешфарз, усули Monte Carlo барои муайян кардани омили фарогирии мувофиқ аз рӯйи рафтори тақсимоти баромад истифода шудааст.

Дар ҳисоби Monte Carlo:

• номуайянии стандартии якҷояшуда: \(u_{c1}=0,3291\) mm,
• номуайянии васеъшудаи %95: \(U_{95}=0,6348\) mm

ба даст омад.

Аз ин рӯ:

\[ k= \frac{U_{95}}{u_{c1}} = 1.93 \]

ва номуайянии ниҳоии васеъшудаи гирдшуда:

\[ \boxed{U=0.64\;mm} \]

гузориш шудааст.

Ба кадом манбаъҳо бояд афзалият дода шавад?

Буҷети номуайянӣ нишон медиҳад, ки ҷузъҳои дақиқии худи низом \(u_1\), ҳолати фазоӣ \(u_5\) ва самти андозагирӣ \(u_7\) тақрибан %97 саҳми умумиро ташкил медиҳанд.

Аз ин рӯ, агар такмил дар доираи таҳқиқот танҳо ба беҳтар кардани такрорпазирӣ равона шавад, таъсири он ба номуайянии умумӣ маҳдуд хоҳад буд. Бузургтарин фоидаи эҳтимолӣ аз беҳтар кардани дақиқии калибрченкунӣ, ҷуброни ҳолати фазоӣ ва вобастагӣ аз самт интизор меравад.

Оё MAD воқеан арзишҳои берунмондаро ҳазф кардааст?

Не. Хусусияти муҳими равиши устувор дар он аст, ки арзишҳои 0,10 ва 0,08 mm аз маҷмуаи додаҳо хориҷ нашудаанд. Ин андозагириҳо дар додаҳо боқӣ мондаанд, аммо бинобар сохтори арзёбгари миқёс, ки медиана ва инҳирофи мутлақро истифода мебарад, таъсири онҳо нисбат ба инҳирофи стандартии классикӣ камтар буд.

Ин фарқ муҳим аст: усул равиши “тоза кардани додаҳои номатлуб” нест, балки усули омории арзёбӣ мебошад, ки нисбат ба мушоҳидаҳои берунмонда ҳассосияти камтар дорад.

Ҷанбаи динамикии таҳқиқот

Муаллифони манбаъ саҳми муҳими усулро ҳамчун миқдорисозии ҷузъҳои номуайянӣ тавассути симулятсияи якҷояи динамикаи кузови воситаи нақлиёт–боҷӣ–релс дар стенди лабораторӣ, бе зарурати такрорҳои гарон ва мураккаб дар роҳи воқеӣ, муайян мекунанд.

Пешниҳод мешавад, ки ин ҷузъҳо дар арзёбиҳои минбаъдаи саҳроӣ ҳамчун иттилооти вуруди Type B истифода шаванд. Ин равиши метрологӣ метавонад зарурати аз нав гузаронидани ҳамаи таҷрибаҳои таъсири муҳитиро дар ҳар арзёбии саҳроӣ коҳиш диҳад.

Натиҷаи 0,64 mm чӣ маъно дорад?

Манбаъ мегӯяд, ки натиҷаи U = 0,64 mm шарти як се ҳиссаи хатои ҳадди аксари иҷозатдодашударо барои санҷиши паҳнои колея қонеъ мекунад. Ин тафсир ба чаҳорчӯбаи арзёбии метрологии истифодашуда дар таҳқиқот тааллуқ дорад.

Ин арзиш маънои онро надорад, ки низоми андозагирӣ паҳнои воқеии колеяро бо хатои дақиқи ±0,64 mm чен мекунад. Номуайянии васеъшуда фосилаи натиҷаи андозагириро ифода мекунад, ки аз якҷоягии манбаъҳои номуайянии модели таҳқиқот ва сатҳи интихобшудаи фарогирии %95 ба вуҷуд меояд.

Фарқи 0,64–0,66 mm дар дохили манбаъ

Хулосаи таҳқиқот, ҳисоби Monte Carlo дар Бахши 5.9 ва ҷумлаи асосии бахши натиҷаҳо номуайянии васеъшударо 0,64 mm медиҳанд. Азбаски арзиши гузоришшудаи Monte Carlo 0,6348 mm аст, ин гирдкунӣ аз ҷиҳати математикӣ низ ба 0,64 mm мувофиқат мекунад.

Бо вуҷуди ин, дар параграфи баъдии татбиқ дар бахши натиҷаҳо ибораи “obtained expanded uncertainty of 0.66 mm” омадааст. Дар ҳамон бахш ҳисоби алоҳидае, ки ба ин арзиши нав мебарад, дода нашудааст. Аз ин рӯ, дар матни Verianla 0,64 mm ҳамчун натиҷаи асосии ҳисоб истифода шуда, ибораи 0,66 mm ҳамчун номувофиқии дохилии манбаъ сабт шудааст.

Ҷиҳатҳои қавии таҳқиқот

• Истифодаи платформаи динамикии лабораторӣ, ки ба ҷойи калибрченкунии статикӣ ҳаракатҳои кузови воситаи нақлиёт–боҷӣ–релсро тақлид мекунад.
• Истифодаи омори устувори асосёфта ба MAD бе ҳазфи арзишҳои берунмонда.
• Санҷиши фарзияи нормалӣ дар 20 додаи такрорӣ бо озмоиши Shapiro–Wilk.
• Муқоисаи усулҳои Bessel ва MAD бо Bootstrap-и 10.000 такрорӣ.
• Омӯзиши ҳашт манбаи ҷудогонаи номуайянӣ ба ҷойи танҳо як ҷузъи такрорпазирӣ.
• Арзёбии самти андозагирии пеш–қафо ҳамчун таъсири систематикии алоҳида.
• Ҳисоб кардани омили фарогирӣ бо усули Monte Carlo пас аз номуайянии якҷояшуда.
• Ба таври миқдорӣ нишон додани он ки кадом ҷузъҳо дар буҷети номуайянӣ бартарӣ доранд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот

Симулятсияи лабораторӣ аст: Гарчанде низом аз додаҳои воқеии истифодабарӣ истифода мебарад, таҷрибаҳои асосӣ дар стенди назоратшавандаи калибрченкунӣ анҷом дода шудаанд. Нишон дода нашудааст, ки он ҳамаи таъсирҳои муҳитӣ ва динамикии воситаи нақлиётро дар роҳи воқеӣ як ба як ифода мекунад.

Намунаи такрорпазирӣ хурд аст: Муқоисаи омори устувор ба 20 андозагирӣ асос ёфтааст.

Миқёси MAD ба таври хоси таҳқиқот истифода шудааст: Азбаски нормалӣ рад карда шуд, ба ҷойи коэффитсиенти стандартии табдилдиҳии нормалӣ бевосита арзёбгари миқёси MAD қабул шудааст. Аз ин рӯ, арзиши 0,015 mm ба ин интихоби методӣ вобаста аст.

Мустақилияти ҷузъҳо фарз шудааст: Ҷамъбасти ниҳоии квадратҳо ба он асос меёбад, ки ҳашт ҷузъи номуайянӣ аз ҳам мустақиланд. Дар манбаъ таҳлили алоҳидаи миқдории ковариатсияҳои байни ин ҷузъҳо дода нашудааст.

Баъзе арзишҳои дохилии манбаъ мувофиқат намекунанд: Сатҳҳои амплитудаи ларзиш байни матн ва ҷадвал фарқ мекунанд; дар коэффитсиенти MAD фарқи навишти 1,4826/1,4286 вуҷуд дорад ва дар бахши натиҷаҳо барои U арзишҳои гуногуни 0,64/0,66 mm дида мешаванд.

Умумисозии саҳроӣ маҳдуд аст: Ҷузъҳои Type B, ки дар таҳқиқот ҳисоб шудаанд, пеш аз интиқоли мустақим ба меъмориҳои дигари сенсор ё системаҳои гуногуни калибрченкунӣ бояд дубора санҷида шаванд.

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

Таҳқиқоти манбаъ дастгирӣ мекунад, ки дар шароити низоми истифодашудаи санҷиши геометрияи роҳи оҳан ва платформаи динамикии лабораторӣ, арзёбии такрорпазирии устувори асосёфта ба MAD нисбат ба инҳирофи стандартии классикии Bessel ба арзишҳои берунмонда камтар ҳассос буда, модели ҳаштҷузъии номуайянӣ барои андозагирии паҳнои колея тақрибан 0,64 mm номуайянии васеъшуда ба вуҷуд овардааст.

Илова бар ин, буҷети номуайянӣ нишон медиҳад, ки ҷузъи дақиқии низом, ҳолати фазоӣ ва самти андозагирӣ манбаъҳои бартаридошта дар номуайянии умумии андозагирӣ мебошанд.

Натиҷае, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

Таҳқиқот нишон намедиҳад, ки усули MAD дар ҳамаи қаторҳои андозагирии роҳи оҳан ва дар ҳама шароит аз усули Bessel бартарӣ дорад ё номуайянии паҳнои колея дар ҳамаи низомҳо 0,64 mm аст.

Ҳамчунин усул бо санҷиши дарозмуддати бисёрмарказии саҳроӣ дар роҳи воқеӣ муқоиса нашудааст. Аз ин рӯ, дақиқии ҷузъҳои Type B, ки дар стенди лаборатории калибрченкунӣ миқдорисозӣ шудаанд, дар истифодаи саҳроӣ бояд дар системаҳои дигар алоҳида арзёбӣ шавад.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Uncertainty Analysis and Evaluation of Gauge Measurement in Track Geometry Inspection Systems

Муаллифон ва тартиб: Xianlei Yang; Ning Chen; Yinghui Wang; Kexin Wang; Donghao Xie; Yinbao Cheng; Yingqi Tang.

Саҳми баробар/муаллифи якуми баробар: Дар манбаъ баёнияи муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар зикр нашудааст.

Муаллифи масъул: Ning Chen.

Муассисаҳо: College of Metrology Measurement and Instrument, China Jiliang University, Hangzhou, Чин; Key Laboratory of Digital Precision Measurement Technology of Zhejiang Province, Zhejiang Institute of Quality Science, Hangzhou, Чин; Wenzhou Institute of Metrology, Wenzhou, Чин; School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing, Чин.

Маҷалла: Machines.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / мақола: Machines 2026, Ҷилд 14, Шумора 6, Мақола 617.

DOI: 10.3390/machines14060617

Дарёфт / бознигарӣ / қабул / нашр: 21 Апрел 2026 / 18 Май 2026 / 25 Май 2026 / 29 Май 2026.

Навъи манбаъ ва баррасии ҳамтоён: Мақолаи таҳқиқотии аз баррасии ҳамтоён гузашта; таҳқиқоти таҷрибавии андозагирӣ, ки калибрченкунии динамикии лабораторӣ, таҳлили метрологии номуайянӣ, омори устувор, Bootstrap ва усулҳои Monte Carlo-ро якҷо мекунад.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақолаи MDPI

Пайванди DOI:https://doi.org/10.3390/machines14060617

Литсензия: Creative Commons Attribution (CC BY).

Маблағгузорӣ: Fund Project of Science and Technology Plan Project of Zhejiang Administration for Market Regulation, рақами лоиҳа ZD2025008.

Дастрасии додаҳо: Гуфта шудааст, ки додаҳоро метавон бо дархост аз муаллифон гирифт.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо вуҷуд надорад.

Саҳмҳои муаллифон: Консептуализатсия Xianlei Yang ва Ning Chen; усул Kexin Wang ва Yinbao Cheng; нармафзор Yingqi Tang ва Donghao Xie; санҷиш Yinghui Wang ва Ning Chen; таҳлили формалӣ Xianlei Yang ва Yinghui Wang; таҳқиқот Yinbao Cheng ва Ning Chen; захираҳо Yinbao Cheng ва Ning Chen; танзими додаҳо Xianlei Yang; тарҳи аввал Xianlei Yang; бознигарӣ ва таҳрир Yinghui Wang, Yinbao Cheng ва Ning Chen; визуализатсия Xianlei Yang; супервайзинг Yinbao Cheng ва Ning Chen; идоракунии лоиҳа Ning Chen; ҷалби маблағгузорӣ Yinbao Cheng ва Ning Chen.

Доираи мазмуни илмӣ: Таърифи паҳнои колея, стенди таҷриба, муодилаҳои андозагирӣ, 20 додаи такрорӣ, ҳисобҳои Bessel ва MAD, натиҷаи Shapiro–Wilk, натиҷаҳои Bootstrap, ҳашт ҷузъи номуайянӣ ва ҳисоби номуайянии васеъшудаи Monte Carlo дар ин шарҳи Verianla танҳо ба таҳқиқоти баррасишуда асос ёфтаанд. Манбаи беруна танҳо барои тасдиқи шахсияти библиографии нашр истифода шудааст.

Ёддошти коэффитсиенти MAD дар дохили манбаъ: Дар Муодилаи (6) коэффитсиенти ислоҳи тақсимоти нормалӣ 1,4826 навишта шудааст, аммо дар ҷумлаи шарҳдиҳанда 1,4286 гуфта шудааст. Азбаски озмоиши нормалии худи таҳқиқот p < 0,05 додааст, дар ҳисоби ниҳоӣ коэффитсиент истифода нашуда, бевосита MAD ба кор рафтааст.

Ёддошти таҷрибаи ларзиш дар дохили манбаъ: Матн зарбкунандаҳои амплитудаи ларзишро 1, 1,5, 2, 2,5 ва 3 шарҳ медиҳад, дар ҳоле ки дар Ҷадвали 5-и дахлдор арзишҳои 2,5; 5; 7,5; 10 ва 15 дода шудаанд. Манбаъ ин фарқро шарҳ намедиҳад; натиҷа хомӯшона ба як силсила табдил дода нашудааст.

Ёддошти номуайянии васеъшуда дар дохили манбаъ: Хулоса, ҳисоби Monte Carlo ва натиҷаи асосӣ U = 0,64 mm медиҳанд. Арзиши Monte Carlo U95 = 0,6348 mm аст. Дар ҷумлаи баъдии татбиқи бахши натиҷаҳо бошад 0,66 mm навишта шудааст. Азбаски ҳисоби алоҳидаи 0,66 mm дода нашудааст, 0,64 mm ҳамчун натиҷаи асосии илмӣ нигоҳ дошта шудааст.

Ҳудуди асосии методӣ: Арзёбӣ дар стенди лаборатории калибрченкунӣ анҷом дода шудааст ва ҳашт ҷузъи номуайянӣ мустақил қабул шудаанд. Интиқоли мустақими натиҷаҳо ба меъмориҳои дигари TGDS ва шароити воқеии саҳроӣ аз ҷониби манбаъ тасдиқ нашудааст.