JJF(浙) 1228-2025 轨道交通巡检机器人校准规范

　　浙江省地方计量技术规范

　　JJF(浙)1228—2025

　　轨道交通巡检机器人校准规范

　　Calibration Specification for Railway Transit Inspection Robots

　　2025–09–18发布2025–12–18实施

　　浙江省市场监督管理局 发 布

　　轨道交通巡检机器人校准规范

　　Calibration Specification for RailwayTransit Inspection Robots

　　归口 单 位：浙江省市场监督管理局

　　主要起草单位：浙江省质量科学研究院

　　参加起草单位：台州市计量技术研究院

　　杭州申昊科技股份有限公司

　　杭州市地铁集团有限责任公司

　　本规范委托浙江省质量科学研究院负责解释

　　本规程主要起草人：

　　王瑛辉(浙江省质量科学研究院)

　　郭钢祥(浙江省质量科学研究院)

　　仇跃鑫(浙江省质量科学研究院)

　　叶怀储(浙江省质量科学研究院)参加起草人：

　　张 锋(台州市计量技术研究院)

　　李 建(浙江省质量科学研究院)

　　吴海腾(杭州申昊科技股份有限公司)

　　付国平(杭州市地铁集团有限责任公司)

　　目录

　　引言 (Ⅲ)

　　1范围 (1)

　　2引用文件 (1)

　　3术语 (1)

　　3.1形貌示值误差 (1)

　　4概述 (1)

　　5计量特性 (2)

　　5.1行走轮工作母线的共面性 (2)

　　5.2轨距示值误差 (2)

　　5.3轨距测量重复性 (2)

　　5.4超高示值误差 (2)

　　5.5超高测量重复性 (2)

　　5.6磨耗示值误差 (2)

　　5.7形貌示值误差 (2)

　　5.8激光功率 (2)

　　6校准条件 (2)

　　6.1环境条件 (3)

　　6.2测量标准及其他设备 (3)

　　7校准项目和校准方法 (3)

　　7.1外观及功能检查 (3)

　　7.2行走轮工作母线的共面性 (3)

　　7.3轨距示值误差 (3)

　　7.4轨距测量重复性 (3)

　　7.5超高示值误差 (4)

　　7.6超高测量重复性 (4)

　　7.7磨耗示值误差 (4)

　　7.8形貌示值误差 (5)

　　7.9激光功率 (5)

　　8校准结果的表达 (5)

　　9复校时间间隔 (5)

　　附录 A 轨距/超高校准台与标准钢轨的技术要求 (6)

　　附录 B轨道交通巡检机器人校准原始记录格式 (8)

　　附录 C 轨道交通巡检机器人校准证书(内页)格式 (10)

　　附录 D.1轨距示值误差校准结果的测量不确定度评定示例 (11)

　　附录 D.2超高示值误差校准结果的测量不确定度评定示例 (13) 引言

　　JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012 《测量不确定度评定与表示》和JJF1094—2002 《测量仪器特性评定》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。

　　本规范为首次发布。

　　轨道交通巡检机器人校准规范

　　1范围

　　本规范适用于城市轨道线路轨距、超高、磨耗、形貌几何参数测量的轨道交通巡检机器人的校准。

　　2引用文件

　　本规范引用下列文件：

　　JJG1090—2023 铁路轨道检查仪

　　JJG1091—2023 铁路轨道检查仪检定台

　　TB/T2344.1—2020 钢轨 第1 部分：43kg/m~75kg/m钢轨

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3术语

　　3.1形貌示值误差profile indication error

　　轨道交通巡检机器人扫描标准廓形钢轨计算出的轨头宽度值与标称值的差。

　　4概述

　　轨道交通巡检机器人也称为轨道线路智能巡检车，主要应用于地铁、轻轨、市域铁路等城市轨道交通的线路日常巡道与定期巡检作业。一般由驱动系统、控制系统、测量系统组成，测量系统主要采用自主导航、高清光学成像、图像模式识别算法等技术，通过自动采集被测轨道表面图形的点云，计算获得被测轨道的轨距、磨耗、超高等特征。其典型示意图如图1所示。

　　1、4-测量系统 2-驱动系统 3-控制系统 5-控制器6-轨道线路

　　图1轨道交通巡检机器人典型示意图

　　5计量特性

　　5.1行走轮工作母线的共面性

　　各行走轮工作母线应在同一平面内，其共面性不大于0.50mm。

　　5.2轨距示值误差

　　轨距示值最大允许误差：±0.50mm。

　　5.3轨距测量重复性

　　轨距测量重复性不超过0.20mm。

　　5.4超高示值误差

　　超高示值最大允许误差：±0.50mm。

　　5.5超高测量重复性

　　超高测量重复性不超过0.20mm。

　　5.6磨耗示值误差

　　磨耗示值最大允许误差：±0.50mm。

　　5.7形貌示值误差

　　形貌示值最大允许误差：±0.20mm。

　　5.8激光功率

　　采用激光传感器进行非接触式测量的轨道交通巡检机器人，激光发射功率应不大于

　　15mW。

　　注：校准工作不判断合格与否，上述计量特性指标仅供参考。

　　6校准条件

　　6.1环境条件

　　在温度为(20±5)℃、相对湿度不大于80%的室内进行校准。校准前，轨道交通巡检机器人在室内的温度平衡时间应不少于4h。

　　6.2测量标准及其他设备

　　测量标准及其他设备见表1。允许使用其他满足测量不确定度要求的测量标准进行校准。

　　表1测量标准及其他设备

　　序号 设备名称 技术要求 1 轨距/超高校准台 见附录A 2 标准钢轨 见附录A 3 平板 0级 4 塞尺 MPE:±(0.005~0.016)mm 5 激光功率计 示值相对误差不超过±10% 7校准项目和校准方法

　　7.1外观及功能检查

　　校准前应进行外观及功能检查，确定没有影响计量特性的因素后再进行校准。

　　7.2行走轮工作母线的共面性

　　将轨道交通巡检机器人放置在平板上，行走轮行走一圈过程中，在大致均匀分布的5个位置用塞尺对各行走轮与平板工作面间隙进行测量，以塞尺塞入的最大厚度作为共面性测量结果。

　　7.3轨距示值误差

　　将轨道交通巡检机器人放置在轨距/超高校准台上，调整轨距模块至1435mm(零位)、1410mm、1430mm、1440mm、1470mm的轨距以及一个任意点进行测量，轨距示值误差按公式(1)计算。

　　Δgi= Li-Lsi(1)式中：Δgi——各测量点的轨距示值误差;

　　Li ——第i 个测量点的轨距测量值;

　　Lsi ——第i 个测量点的轨距标准值。

　　7.4轨距测量重复性

　　在轨距/超高校准台的轨距模块上选取除零位以外的任意一点重复测量3次，将轨距极差作为轨距测量重复性，按公式(2)计算。

　　sg=Lmax-Lmin(2)

　　式中：Lmax——轨距3次测量值中的最大值;

　　Lmin——轨距3次测量值中的最小值。

　　7.5超高示值误差

　　调整轨距/超高校准台的超高至零位，轨道交通巡检机器人放置在校准台上，将超高模块由零位分别调整至±50mm、±100mm、±150mm、±200mm以及一个任意点进行测量，超高示值误差按公式(3)计算。

　　Δci= Hi-Hsi(3)

　　式中：

　　Δci——各测量点的超高示值误差;

　　Hi——第i 个测量点的超高测量值;

　　Hsi——第i 个测量点的超高标准值。

　　7.6超高测量重复性

　　在轨距/超高校准台的超高模块上选取除零位以外的任意一点重复测量3次，将超高极差作为超高测量重复性，按公式(4)计算。

　　sc=Hmax-Hmin(4)

　　式中：Hmax——超高3 次测量值中的最大值;

　　Hmin——超高3次测量值中的最小值。

　　7.7磨耗示值误差

　　将轨道交通巡检机器人放置在标准钢轨上，设置巡检速度不高于2km/h，对P43、P50、P60、P75型磨耗模拟钢轨侧面磨耗6mm、12mm、18mm、24mm位置和垂直磨耗5mm、10mm、15mm位置进行测量，测量仪测得值与磨耗标准值之差即为磨耗示值误差，按公式(5)、(6)计算：

　　Δl= li-lsi(5)

　　式中：Δl——侧面磨耗示值误差;

　　li——第i 个侧面磨耗测量值;

　　lsi——第i 个侧面磨耗标准值。

　　Δh= hi-hsi(6)

　　式中：Δh——垂直磨耗示值误差;

　　hi ——第i 个垂直磨耗测量值;

　　hsi ——第i 个垂直磨耗标准值。

　　7.8形貌示值误差

　　将轨道交通巡检机器人放置在标准钢轨上，设置巡检速度不高于2km/h，在P43、P50、P60、P75型标准廓形模拟钢轨大致均匀选取3个位置进行扫描测量并计算出轨头宽度测量值，3次测量结果的平均值与标准值的差值为形貌示值误差，按公式(7)计算。

　　Δw= wi-ws(7)

　　式中：Δw——形貌测量误差;

　　wi ——标准廓形模拟钢轨轨头宽度测量值的平均值;

　　ws——标准廓形模拟钢轨轨头宽度标准值。

　　7.9激光功率

　　选择对应光源的波长，设置激光功率计的波长，进行测量。

　　8校准结果的表达

　　经校准的轨道交通巡检机器人出具校准证书，校准证书内页格式可参见附录C。

　　9复校时间间隔

　　由于复校时间间隔的长短是由轨道交通巡检机器人的使用情况、使用者、轨道交通巡检机器人本身质量等诸因素所决定的，送校单位可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。

　　附录A

　　轨距/超高校准台与标准钢轨的技术要求

　　A.1轨距/超高校准台

　　轨距/超高校准台结构如图A.1 所示。

　　1-固定梁 2-长梁 3-活动梁 4-轨距模块 5-超高模块

　　图A.1轨距/超高校准台结构示意图

　　A.1.1 长梁工作面直线度不大于0.02mm。

　　A.1.2 校准台处于超高零位时，固定梁和活动梁顶工作面高度差不大于0.06mm。

　　A.1.3 固定梁和活动梁顶工作面共面，平面度不大于0.10mm。

　　A.1.3 轨距示值最大允许误差为±0.10mm。

　　A.1.4 超高示值最大允许误差为±0.10mm。

　　A.2标准钢轨

　　标准钢轨应包括P43、P50、P60、P75四种型式，具体尺寸参见

　　TB/T2344.1-2020《钢轨 第1 部分：43kg/m~75kg/m 钢轨》附录A，结构如图A.2所示。

　　1-导轨支架 2-磨耗模拟钢轨 3-标准廓形模拟钢轨 4-P43磨耗模拟钢轨 5-P43标准廓形模拟

　　钢轨 6-P50 磨耗模拟钢轨 7-P50 标准廓形模拟钢轨 8-P60磨耗模拟钢轨9-P60标准廓形模

　　拟钢轨10-P75 磨耗模拟钢轨11-P75 标准廓形模拟钢轨

　　图A.2标准钢轨示意图

　　A.2.1 标准钢轨的垂直磨耗和侧面磨耗最大允许误差为±0.05mm。

　　A.2.2 标准钢轨的型式尺寸最大允许误差为±0.05mm。

　　A.3校准方法

　　A.3.1 轨距/超高校准台长梁工作面的直线度采用电子水平仪进行测量，其他各项技术参数可采用激光跟踪仪进行测量。

　　A.3.1.1 在固定梁以及活动梁的工作面上分别采集5个不同位置的坐标，拟合直线后进行计算固定梁和活动梁顶工作面的高度差以及平面度。

　　A.3.1.2将校准台的轨距调至1435mm(零位)、1410mm、1430mm、1440mm、1470mm，与激光跟踪仪的测量值的差值即为轨距示值误差。

　　A.3.1.3将校准台的超高调至零位后，依次将活动梁调整至±50mm、±100mm、±150mm、±200mm，与激光跟踪仪的测量值的差值即为超高示值误差。

　　A.3.2 标准钢轨的各项技术参数可采用坐标测量机进行测量。

　　附录B

　　轨道交通巡检机器人校准原始记录格式

　　1.外观及功能性检查：

　　2.行走轮工作母线的共面性：

　　3.轨距示值误差：

　　序号 1 2 3 4 5 6 标准值(mm) 1435.00 1410.00 1430.00 1440.00 1470.00 测量值(mm) 示值误差(mm) 本次轨距示值误差校准结果的扩展不确定度：

　　4.轨距测量重复性：

　　测量次数 1 2 3 测量值 s 5.超高示值误差：

　　序号 1 2 3 4 5 标准值(mm) 0 50.00 100.00 150.00 200.00 测量值(mm) 示值误差(mm) 序号 6 7 8 9 10 标准值(mm) -50.00 -100.00 -150.00 -200.00 测量值(mm) 示值误差(mm) 本次超高示值误差校准结果的扩展不确定度：

　　6.超高测量重复性：

　　测量次数 1 2 3 测量值 s 7.磨耗示值误差：(1)垂直磨耗

　　序号 1 2 3 标准值(mm) 5 10 15 测量值(mm) 示值误差(mm) (2)侧面磨耗

　　序号 1 2 3 4 标准值(mm) 6 12 18 24 测量值(mm) 示值误差(mm) 本次磨耗示值误差校准结果的扩展不确定度：

　　8.形貌示值误差：

　　标准值 测量值(mm) 平均值(mm) 示值误差

　　(mm) P43(70mm) P50(70mm) P60(70.8mm) P75(72mm) 本次形貌示值误差校准结果的扩展不确定度：

　　9.激光功率：

　　附录C

　　轨道交通巡检机器人校准证书(内页)格式

　　序 号 校准项目 校准结果 1 外观及功能检查 2 行走轮工作母线的共面性

　　3

　　轨距示值误差(mm) 1435mm 1410mm 1430mm 1440mm 1470mm 本次轨距示值误差校准结果的扩展不确定度 4 轨距测量重复性

　　(mm)

　　5

　　超高示值误差(mm) 0 50mm 100mm 150mm 200mm -50mm -100mm -150mm -200mm 本次超高示值误差校准结果的扩展不确定度 6 超高测量重复性

　　(mm)

　　7

　　磨耗示值误差(mm) 垂直磨耗 5 10 15 侧面磨耗 6 12 18 24 本次磨耗示值误差校准结果的扩展不确定度

　　8

　　形貌示值误差(mm) P43 70 P50 70 P60 70.8 P75 72 本次形貌示值误差校准结果的扩展不确定度 9 激光功率

　　附录D.1

　　轨距示值误差校准结果的测量不确定度评定示例

　　D.1.1概述

　　D.1.1.1环境条件：温度：21.2℃,相对湿度：55%。

　　D.1.1.2 测量方法：将轨道交通巡检机器人放置在轨距/超高校准台上，调整

　　轨距模块至各测量位置进行测量。

　　D.1.2 测量模型

　　D.1.2.1依据本规范进行轨距示值误差校准时，其测量模型见公式(D.1)：

　　Δg= Li -Ls(D.1)式中：Δg——各测量点的轨距示值误差;

　　Li ——第i 个测量点的轨距测量值;

　　Lsi ——第i 个测量点的轨距标准值。

　　D.1.3 标准不确定度分量来源分析与计算

　　D.1.3.1轨距/超高校准台引入的标准不确定度分量u1

　　轨距/超高校准台轨距示值误差最大允许误差为±0.10mm，按均匀分布，则

　　D.1.3.2测量重复性引入的标准不确定度分量u2

　　在重复性测量条件下，对轨距模块1420mm的测量位置，重复测量10次，测量结果见表D.1.1。

　　表D.1.1重复性测量结果

　　序号 1 2 3 4 5 测量值(mm) 1420.13 1420.35 1420.32 1420.16 1420.27 序号 6 7 8 9 10 测量值(mm) 1420.31 1420.23 1420.17 1420.23 1420.14

　　实验标准偏差smm则u2=s =0.080mm

　　D.1.3.3巡检机器人显示装置的分辨力引入的标准不确定度分量u3

　　巡检机器人显示装置的分辨力为0.01mm，按均匀分布，则

　　小于测量重复性引入的不确定度分量，因此u3舍去。D.1.4 合成标准不确定度uc

　　标准不确定度一览表(见表D.1.2)

　　表D.1.2标准不确定度一览表

　　标准不确定度分量

　　不确定度分量来源 不确定度分量的值 ci

　　u1 轨距/超高校准台的标准不确定度分

　　量

　　0.058mm

　　1

　　u2 测量重复性引入的标准不确定度分

　　量

　　0.080mm

　　1

　　由于评定的各输入量相互独立互不相关，故合成标准不确定度uc为：

　　D1.5 扩展不确定度表示

　　取包含因子k=2，故扩展不确定度U=kuc=2×0.10mm=0.20mm

　　轨道交通巡检机器人轨距示值误差测量结果的扩展不确定度为：U= 0.20mm，k=2

　　附录D.2

　　超高示值误差校准结果的测量不确定度评定示例

　　D.2.1概述

　　D.2.1.1环境条件：温度：21.2℃,相对湿度：55%。

　　D.2.1.2 测量方法：将轨道交通巡检机器人放置在轨距/超高校准台上，调整超高模块至各测量位置进行测量。

　　D.2.2 测量模型

　　D.2.2.1依据本规范进行超高示值误差校准时，其测量模型见公式(D.1)：

　　Δc= Hi-Hs (D.1)式中：

　　Δc——各测量点的超高示值误差;

　　Hi——第i 个测量点的超高测量值;Hs——第i 个测量点的超高标准值。

　　D.2.3 标准不确定度分量来源分析与计算

　　D.2.3.1轨距/超高校准台引入的标准不确定度分量u1

　　轨距/超高校准台超高示值误差最大允许误差为±0.10mm，按均匀分布，则

　　D.2.3.2测量重复性引入的标准不确定度分量u2

　　在重复性测量条件下，对超高模块110mm的测量位置，重复测量10次，测量结果见表D.1。

　　表D.2.1重复性测量结果

　　序号 1 2 3 4 5 测量值(mm) 110.21 110.34 110.25 110.27 110.14 序号 6 7 8 9 10 测量值(mm) 110.23 110.32 110.16 110.21 110.24

　　实验标准偏差smm则u2=s =0.063mm

　　D.2.3.3巡检机器人显示装置的分辨力引入的标准不确定度分量u3

　　巡检机器人显示装置的分辨力为0.01mm，按均匀分布，则

　　小于测量重复性引入的不确定度分量，因此u3舍去。D.2.4 合成标准不确定度uc

　　标准不确定度一览表(见表D.2.2)

　　表D.2.2标准不确定度一览表

　　标准不确定度分量

　　不确定度分量来源 不确定度分量的值 ci

　　u1 轨距/超高校准台的标准不确定度分

　　量

　　0.058mm

　　1

　　u2 测量重复性所引入的标准不确定度

　　分量

　　0.063mm

　　1

　　由于评定的各输入量相互独立互不相关，故合成标准不确定度uc为：

　　D.2.5 扩展不确定度表示

　　取包含因子k=2，故扩展不确定度

　　U=kuc=2×0.09mm=0.18mm

　　轨道交通巡检机器人超高示值误差测量结果的扩展不确定度为：U=0.18mm，k=2

　　JJF(浙)1228-2025