鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術探討

張海軍

（中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北武漢 430074）

鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術探討

張海軍

（中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北武漢 430074）

本文針對鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術的概念及必要性進行了分析，探析了鐵路信號系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術，并以中鐵十一局集團電務工程有限公司的某鐵路工程為例進行了實證分析，以供參考。

鐵路信號系統(tǒng)；聯(lián)調(diào)聯(lián)試；關鍵技術

1 前言

鐵路信號系統(tǒng)是一個龐大、復雜的系統(tǒng)工程，技術復雜、綜合性強、建設要求高，涉及到客運服務部門、運營調(diào)度部門、信號通信部門、牽引供電部門、動車組以及工務工程部門等，各個子系統(tǒng)的接口相對獨立而復雜，設備的配置必須符合整個系統(tǒng)功能的實際需求，上述因素決定在進行鐵路建設時，必須進行綜合性的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。因此，文章針對鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

2 鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術的概念以及必要性分析

聯(lián)調(diào)聯(lián)試是鐵路各系統(tǒng)之間的綜合聯(lián)調(diào)、聯(lián)試，對所有的子系統(tǒng)進行調(diào)試，同時通過大系統(tǒng)、子系統(tǒng)的反饋與調(diào)整，保證所有子系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)等最佳，更好的滿足鐵路運輸?shù)膶嶋H需求。鐵路信號系統(tǒng)應用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術的原因主要包括：①為系統(tǒng)運營提供可靠的技術支持，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)果是鐵路工程驗收的重要標準之一，通過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，能夠?qū)﹁F路通客運服務、調(diào)度指揮、動車組、供電、信號以及通信等狀況進行綜合、全面的評價，評價其是否滿足鐵路系統(tǒng)平穩(wěn)、安全、高密、高效運行要求，為信號系統(tǒng)社誒的配置以及運輸方案的制定提供可靠、有效的技術支持；②為信號系統(tǒng)缺陷整改與安全性分析提供可靠的參考，鐵路運行速度相對較快，對系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性的要求相對較高，采用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術進行故障類型、影響范圍進行判別，能夠確定系統(tǒng)故障的類型，并為系統(tǒng)的整改提供可靠的參考，這對于保證鐵路系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運行具有重要的作用；③實現(xiàn)固定設備和移動設備的最佳匹配，應用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術，能夠?qū)﹁F路各系統(tǒng)的環(huán)境保護性、安全性、運行穩(wěn)定性以及接口匹配功能等進行綜合評價，使固定設施和移動設施相互磨合，在整體目標的協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)固定設備和移動設備的最佳匹配。

3 鐵路信號系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術分析

由圖1可知，鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術包括“車-線-橋”耦合技術、弓網(wǎng)關系技術、列車空氣動力學技術、輪軌關系技術、信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術，具體如下文所示：

圖1 鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試關鍵技術

3.1 “車-線-橋”耦合技術分析

車輛、線路以及橋梁三者之間存在密切的關聯(lián)，是一個相互作用、相互影響的耦合系統(tǒng)，為了提高列車在橋上運行的安全性以及乘坐的舒適性，應該對車輛動力、軌道以及橋梁的相關性進行分析。首先，在選擇橋梁時，必須選擇具有代表性的橋梁，并從以下三個方面進行分析：

（1）簡支梁動力設計參數(shù)，對鐵路簡支梁的車橋動力響應結(jié)果、設計參數(shù)、動力響應以及動力參數(shù)等進行全面的分析，以此研究橋梁動力性能與簡支梁設計參數(shù)之間的關系，為鐵路橋梁設計的調(diào)整、優(yōu)化提供可靠的參考。

（2）橋梁和列車耦合振動性能測試。列車在高速通過橋梁時，列車車體振動會對橋梁結(jié)構(gòu)、線路條件以及自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，并且列車重力荷載還會按照規(guī)則排列的車輪，對橋梁產(chǎn)生周期的加載作用。因此，在分析列車通過橋梁的動力作用機制時，應該進行橋梁與列車耦合振動性能測試，以此獲得橋梁和列車的振動耦合相應規(guī)律。

（3）橋梁動力性能測試。對列車以各種速度通過橋梁時，橋梁的自振特性以及梁體的動力相應，對在動載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進行判斷，以此判斷橋梁的橫向剛度、豎向剛度是否能夠滿足橋梁的實際需求，同時評定橋梁的動力性能以及列車通過橋梁的可靠性。

3.2 弓網(wǎng)關系技術分析

列車在高速行駛的過程中，采用哪種弓網(wǎng)形式，會對列車的正常取流產(chǎn)生一定的影響。因此，需要對弓網(wǎng)關系進行深入的研究。列車弓網(wǎng)關系涉及的技術包括新型受電弓空氣動力學性能、新型弓網(wǎng)系統(tǒng)受流性能，一方面，對于新型受電弓空氣動力學性能，不同列車組車頂形狀在雙向運行時，受電弓導流裝置的角度與位置不同，需要對不同動車的受電弓空氣動力學性能進行測試，以此研究列車在高速行駛狀況下，受電弓空氣動力學性能與動車組受電弓導流裝置的角度、位置的設置的關系；另一方面，新型弓網(wǎng)系統(tǒng)受流性能，通過測試弓網(wǎng)動態(tài)接觸力、接觸線動態(tài)高度、硬點以及燃弧等，為了驗證接觸網(wǎng)張力組合與受電弓的弓網(wǎng)的安全性與適應性，應該采用圖像監(jiān)視弓網(wǎng)受流，以此評價不同距離或者運行方式雙受電弓受流性能、不同型號受電弓的受流性能。

3.3 列車空氣動力學技術分析

列車在高速行駛過程中產(chǎn)生的氣動現(xiàn)象，會對附近環(huán)境造成一定的影響，同時，氣動力會對列車的運行以及本身產(chǎn)生一定的影響。因此，必須進行列車空氣動力學實驗分析，具體內(nèi)容包括：對隧道長度增加、列車速度增加對微氣壓波激化現(xiàn)象進行測試；對動車組在隧道內(nèi)交會或者高速通過隧道時產(chǎn)生的微氣壓波、瞬變壓力進行測試，以此判斷氣壓變化時對列車氣密性以及旅客舒適度的影響；對列車交會或者高速行駛時的空氣動力效應對車輛振動、動車組行駛安全造成的影響進行測試，以此為鐵路隧道設計以及運行調(diào)整提供可靠、有效的參考。

3.4 輪軌關系技術分析

輪軌關系直接影響列車行駛的安全性以及乘客的舒適性，列車在低速和高速行駛時，其與輪軌之間的作用關系不同，輪軌關系技術主要包括：①軌道不平順譜，現(xiàn)階段，我國既有的軌道不平順譜并不能夠準確、全面的描述鐵路軌道狀態(tài)，需要采用綜合列車、軌道精調(diào)小車實際測量獲得的數(shù)據(jù)，采用新型的軌道不平順譜計算方法；②軌道不平順管理標準，我國鐵路軌道平順性標準的適用范圍較窄，需要對軌道不平順區(qū)域的最高試驗速度進行實車測試；③車輛-軌道系統(tǒng)安全性評價，車輛與軌道之間的相互作用，將兩者耦合成一個系統(tǒng)，需要科學的選擇評價指標，以此對鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試進行準確、全面的評價，因此，需要提出車輛-軌道系統(tǒng)安全性評價的新方法。

3.5 信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術

信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試主要是采用檢測列車、實際運營列車，對信號系統(tǒng)的性能、狀態(tài)等進行綜合、動態(tài)的調(diào)試和優(yōu)化，動態(tài)調(diào)試主要用于認證車載設備與整個地面系統(tǒng)之間的接口，并驗證地面控制系統(tǒng)對移動體控制數(shù)據(jù)的測試、調(diào)試效果，保證列車控制曲線與地面設計相匹配。動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試還能夠?qū)α锌叵到y(tǒng)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場安裝配置的一致性進行檢測，測試各通信參數(shù)指標，優(yōu)化無線通信網(wǎng)絡，重點測試項目包括：調(diào)車區(qū)域測試、信號區(qū)域轉(zhuǎn)換測試、線路通信參數(shù)以及列車運營過程中各子信號系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性測試。

4 實例分析

以中鐵十一局集團電務工程有限公司的某鐵路工程為例，如圖2，采用檢測列車、測試動車組、綜合檢測列車和相關檢測設備，對全線各系統(tǒng)進行了綜合測試，評價和驗證了軌道、供變電、接觸網(wǎng)、通信、信號、客服、防災等系統(tǒng)的功能，通過運行試驗，驗證行車組織方式能夠滿足運營要求。由于軌道、弓網(wǎng)數(shù)據(jù)良好，四電設備運行穩(wěn)定，聯(lián)調(diào)聯(lián)試第5天，試驗動車速度便達到了275km/h，隨后的通信系統(tǒng)測試存在以下問題，并采取了對應措施進行處理，如表1所示，通過處理，信號試驗顯示系統(tǒng)各項數(shù)據(jù)均良好。全線預拉通試驗中，全部試驗項目一次性完成，受到了設備管理單位的好評。在試運行前最后一次全線拉通試驗中，試驗動車組全線運行平穩(wěn)，各項數(shù)據(jù)指標均達到了運營要求，圓滿完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作。

圖2 某鐵路工程站臺

表1 通信系統(tǒng)測試及管理

5 結(jié)束語

總而言之，我國鐵路信號系統(tǒng)集成度高、數(shù)據(jù)復雜、功能需求高，采用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術，能夠有效的完善信號系統(tǒng)功能，為信號系統(tǒng)以及鐵路運輸安全、穩(wěn)定的運行提供可靠的保障。

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U284

A

1004-7344（2016）09-0115-02

2016-3-15

張海軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事項目工程技術管理工作。