高速綜合檢測(cè)列車

■ 王衛(wèi)東 顧世平 楊超 任盛偉

高速綜合檢測(cè)列車以高速動(dòng)車組為載體，加裝了軌道檢測(cè)、弓網(wǎng)檢測(cè)、輪軌動(dòng)力學(xué)檢測(cè)、通信檢測(cè)、信號(hào)檢測(cè)等精密測(cè)量設(shè)備，集成現(xiàn)代測(cè)量、時(shí)空定位同步、大容量數(shù)據(jù)交換、實(shí)時(shí)圖像識(shí)別和數(shù)據(jù)綜合處理等先進(jìn)技術(shù)，在高速運(yùn)行中可對(duì)軌道、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)等基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行等速檢測(cè)，是提高鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)效率、指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)維修、確保列車運(yùn)營(yíng)安全的重要技術(shù)裝備。

高速綜合檢測(cè)列車作為一個(gè)國(guó)家鐵路科技實(shí)力的綜合體現(xiàn)，目前世界上只有少數(shù)高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家有實(shí)力設(shè)計(jì)與制造，意大利、法國(guó)、英國(guó)和日本等花費(fèi)4～5年的研發(fā)和制造時(shí)間，而我國(guó)在沒(méi)有綜合檢測(cè)列車技術(shù)前提下，在較短時(shí)間內(nèi)，設(shè)計(jì)并制造了多列具有世界先進(jìn)水平的高速綜合檢測(cè)列車。

1 國(guó)外高速綜合檢測(cè)列車發(fā)展現(xiàn)狀

日本、意大利、法國(guó)、英國(guó)等高速鐵路發(fā)達(dá)國(guó)家為了滿足高速列車開(kāi)行需要，采用高速綜合檢測(cè)列車對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行綜合檢測(cè)。德國(guó)和美國(guó)采用機(jī)車牽引方式，沒(méi)有專門的高速綜合檢測(cè)列車，對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施綜合檢測(cè)一般通過(guò)加掛綜合檢測(cè)車來(lái)實(shí)現(xiàn)。

隨著高速鐵路的發(fā)展，日本先后研制了最高檢測(cè)速度275 km/h的“黃色醫(yī)生”和“East-I”、法國(guó)研制了最高檢測(cè)速度320 km/h的“IRIS320”、意大利研制了最高檢測(cè)速度220 km/h的“阿基米德”、英國(guó)研制了最高檢測(cè)速度200 km/h的“NMT”等高速綜合檢測(cè)列車，并建立了地面數(shù)據(jù)分析中心。高速綜合檢測(cè)列車已成為高速鐵路安全檢測(cè)的重要手段。近年來(lái)，意大利一直著力開(kāi)發(fā)300 km/h以上的高速綜合檢測(cè)列車，以適應(yīng)高速鐵路檢測(cè)的需要。

由于基礎(chǔ)設(shè)施與移動(dòng)設(shè)備的匹配往往受列車運(yùn)行速度的影響，除了新線竣工驗(yàn)收要求試驗(yàn)速度大于設(shè)計(jì)速度10%以外，運(yùn)營(yíng)中的周期性檢測(cè)也越來(lái)越多地采用等速檢測(cè)?？傮w而言，近年來(lái)國(guó)外高速綜合檢測(cè)列車和數(shù)據(jù)分析在技術(shù)上取得了很大發(fā)展，并在確保高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全、指導(dǎo)基礎(chǔ)設(shè)施養(yǎng)護(hù)維修方面發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。但是，要使這項(xiàng)技術(shù)真正達(dá)到成熟，各國(guó)還需結(jié)合運(yùn)用情況，在理論研究和應(yīng)用技術(shù)上取得突破，還有較長(zhǎng)的路要走。表1為各國(guó)檢測(cè)列車組成及功能比較。

2 我國(guó)高速綜合檢測(cè)列車發(fā)展現(xiàn)狀

高速綜合檢測(cè)列車在我國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了從各種專業(yè)檢測(cè)車到安全綜合檢測(cè)車、從安全綜合檢測(cè)車到高速綜合檢測(cè)列車，檢測(cè)內(nèi)容從單一的專項(xiàng)檢測(cè)擴(kuò)展到多專業(yè)的綜合檢測(cè)，檢測(cè)速度逐漸達(dá)到與列車運(yùn)行速度等速，檢測(cè)目的從僅保障運(yùn)營(yíng)安全發(fā)展到確保運(yùn)營(yíng)安全、指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)維修、動(dòng)態(tài)資產(chǎn)管理的新階段（見(jiàn)圖1）。

2.1 專業(yè)檢測(cè)車

專業(yè)檢測(cè)車以單節(jié)無(wú)動(dòng)力鐵路客車為載體，針對(duì)單一基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)的需求，加裝軌道檢測(cè)、弓網(wǎng)檢測(cè)、動(dòng)力學(xué)檢測(cè)、通信或信號(hào)檢測(cè)等精密測(cè)量設(shè)備，與帶牽引機(jī)車的普通客車編組成列，可在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)軌道、接觸網(wǎng)、通信或信號(hào)等基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)。專業(yè)檢測(cè)車只具備對(duì)某一類基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢測(cè)的能力，且目前牽引機(jī)車的速度不能超過(guò)200 km/h。

2.2 安全綜合檢測(cè)車

安全綜合檢測(cè)車以單節(jié)無(wú)動(dòng)力鐵路客車為載體，集成軌道幾何狀態(tài)檢測(cè)、弓網(wǎng)參數(shù)檢測(cè)、連續(xù)輪軌力測(cè)量和線路環(huán)境監(jiān)視等設(shè)備，可對(duì)軌道、接觸網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)進(jìn)行綜合檢測(cè)，并配置統(tǒng)一的距離脈沖發(fā)送、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸和定位功能。為了提高基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)效率，中國(guó)鐵道科學(xué)研究院（簡(jiǎn)稱鐵科院）于2000年就開(kāi)始設(shè)計(jì)并制造了我國(guó)首臺(tái)安全綜合檢測(cè)車，2002年下線，在對(duì)軌道、接觸網(wǎng)的檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用，外形及車內(nèi)儀表室見(jiàn)圖2。該車作為高速綜合檢測(cè)列車的雛形，具備了對(duì)某幾類基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行同時(shí)檢測(cè)的能力，但無(wú)法進(jìn)行全項(xiàng)目檢測(cè)，同時(shí)受牽引機(jī)車運(yùn)行速度的限制，無(wú)法根據(jù)線路的設(shè)計(jì)速度進(jìn)行等速檢測(cè)。

表1 各國(guó)綜合檢測(cè)列車對(duì)比

圖1 高速綜合檢測(cè)列車發(fā)展歷程

圖2 安全綜合檢測(cè)車外形和車內(nèi)儀表室

3 高速綜合檢測(cè)列車組成及技術(shù)特點(diǎn)

高速綜合檢測(cè)列車需要加裝多種基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)設(shè)備，根據(jù)動(dòng)車組原型車的構(gòu)造和檢測(cè)設(shè)備的需求，對(duì)動(dòng)車組進(jìn)行適應(yīng)性設(shè)計(jì)及改造，集檢測(cè)、辦公、會(huì)議、生活等功能于一體，既裝有各種檢測(cè)設(shè)備及操作室，又設(shè)有會(huì)議車、生活車、臥鋪車，需要對(duì)列車平面布置、車體、內(nèi)裝結(jié)構(gòu)及制動(dòng)、輔助供電、網(wǎng)絡(luò)等所有高速列車結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

3.1 0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車

我國(guó)首列250 km/h高速綜合檢測(cè)列車——0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車生產(chǎn)制造歷時(shí)1年10個(gè)月，于2008年6月6日下線交付使用。該高速綜合檢測(cè)列車由鐵科院基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)研究所（簡(jiǎn)稱鐵科院基礎(chǔ)所）負(fù)責(zé)系統(tǒng)集成及綜合系統(tǒng)的研制開(kāi)發(fā)，動(dòng)車組車體由中國(guó)北車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司設(shè)計(jì)制造。

0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車最高檢測(cè)速度250 km/h，最大牽引功率5 500 kW，由5動(dòng)3拖、2個(gè)動(dòng)力單元組成。車內(nèi)搭載軌道檢測(cè)、接觸網(wǎng)檢測(cè)、輪軌動(dòng)力學(xué)檢測(cè)、通信和信號(hào)檢測(cè)等系統(tǒng)，同時(shí)，還設(shè)置列車專用網(wǎng)絡(luò)、定位同步、環(huán)境視頻信息采集處理、多媒體顯示和數(shù)據(jù)綜合處理等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息的集成、共享和綜合分析。

高速綜合檢測(cè)列車由通信信號(hào)檢測(cè)車、會(huì)議車、接觸網(wǎng)檢測(cè)車、數(shù)據(jù)綜合處理車、軌道檢測(cè)車、餐車、臥鋪車和信號(hào)檢測(cè)車8輛組成（見(jiàn)圖3）。車內(nèi)設(shè)置操作室、臥鋪間和會(huì)議室等設(shè)施，滿足檢測(cè)、辦公和生活的需要（見(jiàn)圖4）。

與世界其他國(guó)家目前投入運(yùn)用的綜合檢測(cè)列車相比，0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車具有功能齊全、集成度高等技術(shù)特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在三方面：（1）檢測(cè)項(xiàng)目多，涵蓋了軌道幾何，軸箱、構(gòu)架及車體加速度，輪軌力，接觸網(wǎng)幾何，弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)作用，接觸線磨耗和受流參數(shù)，GSM-R和450 MHz場(chǎng)強(qiáng)覆蓋，軌道電路，應(yīng)答器信息，車載ATP工作狀態(tài)等各方面；（2）系統(tǒng)集成度高，采用光纖通信、慣性導(dǎo)航、寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車各檢測(cè)系統(tǒng)在同一坐標(biāo)系下精確定位、同步檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可以進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)；（3）檢測(cè)技術(shù)先進(jìn)，0號(hào)綜合檢測(cè)列車集成了連續(xù)式、非接觸式集流測(cè)力輪對(duì)，毫米級(jí)精度的長(zhǎng)波長(zhǎng)軌道不平順實(shí)時(shí)在線檢測(cè)等最新技術(shù)，綜合檢測(cè)技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施綜合檢測(cè)技術(shù)的空白，綜合檢測(cè)能力達(dá)到世界一流水平。

3.2 CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車

2009年11月，鐵科院承擔(dān)了國(guó)家863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目——“最高試驗(yàn)速度400 km/h高速檢測(cè)列車關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研制”，在中國(guó)北車唐山軌道客車有限公司CRH380型動(dòng)車組基礎(chǔ)上研究開(kāi)發(fā)了CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車，于2011年3月下線，隨即投入到京滬高速鐵路的聯(lián)調(diào)聯(lián)試，承擔(dān)了基礎(chǔ)設(shè)施各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)的采集和分析工作，對(duì)京滬高速鐵路的順利開(kāi)通與安全運(yùn)營(yíng)發(fā)揮了重要作用。目前國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有檢測(cè)速度如此高、檢測(cè)項(xiàng)目如此齊全的綜合檢測(cè)列車，該車的研發(fā)并投入使用也標(biāo)志著我國(guó)高速綜合檢測(cè)列車整體技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。

CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車加裝了我國(guó)自主研制的軌道、接觸網(wǎng)、輪軌動(dòng)力學(xué)、通信、信號(hào)檢測(cè)和綜合系統(tǒng)設(shè)備，對(duì)車內(nèi)、車下、車頂?shù)沫h(huán)境及配置進(jìn)行了專門設(shè)計(jì)，具備進(jìn)行高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)檢測(cè)的功能。列車持續(xù)檢測(cè)速度350 km/h，最高試驗(yàn)速度400 km/h，列車為6動(dòng)2拖8輛編組。

CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車由通信信號(hào)檢測(cè)車、弓網(wǎng)綜合檢測(cè)車、軌道動(dòng)力學(xué)檢測(cè)車、會(huì)議車、設(shè)備車、生活車、臥鋪車和信號(hào)檢測(cè)車8輛組成（見(jiàn)圖5）。車內(nèi)設(shè)置操作室、臥鋪間和會(huì)議室等設(shè)施，滿足檢測(cè)、辦公和生活的需要（見(jiàn)圖6）。

圖3 0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車編組示意圖

圖4 0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車車內(nèi)設(shè)施

CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車具有檢測(cè)速度高、功能齊全、集成度高等技術(shù)特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在四方面：（1）檢測(cè)速度最高，目前國(guó)際上還沒(méi)有檢測(cè)速度達(dá)350 km/h及以上的檢測(cè)列車，CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車檢測(cè)速度最高可達(dá)400 km/h，且檢測(cè)精度不受檢測(cè)速度影響；（2）檢測(cè)項(xiàng)目齊全，在0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車檢測(cè)項(xiàng)目基礎(chǔ)上，新增加了轉(zhuǎn)向架載荷測(cè)試、ATP監(jiān)測(cè)、Igsmr接口監(jiān)測(cè)、Um無(wú)線環(huán)境檢測(cè)、EMC車載列控運(yùn)行環(huán)境電磁干擾監(jiān)測(cè)等檢測(cè)項(xiàng)目；（3）系統(tǒng)集成度高，采用光纖通信、慣性導(dǎo)航、寬帶網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)綜合處理等高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)列車各檢測(cè)系統(tǒng)在同一坐標(biāo)系下精確定位、同步檢測(cè)，動(dòng)態(tài)定位精度可達(dá)1 m，檢測(cè)結(jié)果可以進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)；（4）檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)先，在0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車的研發(fā)基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)和再創(chuàng)新，滿足了高速運(yùn)行條件下的檢測(cè)需求，綜合檢測(cè)能力處于世界領(lǐng)先水平。

圖5 CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車編組示意圖

圖6 CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車車內(nèi)設(shè)施

4 結(jié)論與展望

高速綜合檢測(cè)列車作為對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)的一項(xiàng)重要技術(shù)裝備，提高了高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)效率，指導(dǎo)了養(yǎng)護(hù)維修，確保了運(yùn)營(yíng)安全。鐵科院基礎(chǔ)所圍繞高速鐵路的檢測(cè)需求，創(chuàng)出了高速綜合檢測(cè)列車品牌，形成了2大系列產(chǎn)品：最高檢測(cè)速度250 km/h的高速綜合檢測(cè)列車，可滿足最高運(yùn)營(yíng)速度250 km/h高速鐵路及既有提速干線的檢測(cè)需求，代表性產(chǎn)品為0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車；最高檢測(cè)速度350 km/h高速綜合檢測(cè)列車，可滿足運(yùn)營(yíng)速度300 km/h及以上高速鐵路的檢測(cè)需求，目前已經(jīng)生產(chǎn)了CRH2-150C、CRH380A-001和CRH380B-002高速綜合檢測(cè)列車。

[1]康熊，王衛(wèi)東，許貴陽(yáng)，等．0號(hào)高速綜合檢測(cè)列車項(xiàng)目研究報(bào)告[R]．北京：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2008

[2]侯衛(wèi)星，楊宏圖，王衛(wèi)東，等．綜合檢測(cè)列車技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展[R]．北京：軌道交通建設(shè)與運(yùn)營(yíng)安全研討會(huì)，2008

[3]科學(xué)技術(shù)部．時(shí)速400公里高速綜合試驗(yàn)檢測(cè)列車研制[R]，2008

[4]中國(guó)鐵道科學(xué)研究院．高速綜合檢測(cè)列車技術(shù)交流總結(jié)[R]，2006

[5]黎國(guó)清，許貴陽(yáng)．國(guó)際綜合檢測(cè)技術(shù)匯編[R]．北京：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2004

[6]任盛偉，楊超，王登陽(yáng)，等．CRH380B-002號(hào)高速綜合檢測(cè)列車綜合系統(tǒng)研究報(bào)告[R]．北京：中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，2011