試論我國(guó)城市軌道交通綜合試驗(yàn)線的建設(shè)及其功能

謝青林姚 玉

（江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司 江蘇 南京 211112）

試論我國(guó)城市軌道交通綜合試驗(yàn)線的建設(shè)及其功能

謝青林1姚 玉2

（江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司 江蘇 南京 211112）

本文就城市軌道交通試驗(yàn)線的建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行了概述，分析了城市軌道交通綜合試驗(yàn)線具有的各項(xiàng)功能，包括軌道交通設(shè)備綜合適用性強(qiáng)、軌道運(yùn)行測(cè)試平臺(tái)技術(shù)先進(jìn)、軌道運(yùn)行管理指揮系統(tǒng)先進(jìn)等。最后，提出了城市軌道交通綜合試驗(yàn)線的建設(shè)意義，希望對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員有一定的幫助。

城市軌道交通；綜合試驗(yàn)線建設(shè)；功能概述

近年來(lái)，我國(guó)城市軌道交通發(fā)展迅猛，全國(guó)各大城市相繼出臺(tái)軌道交通發(fā)展計(jì)劃，對(duì)城市軌道交通的需求逐漸擴(kuò)大，城市軌道交通建設(shè)研究也就成為了必然。建設(shè)城市軌道交通試驗(yàn)線是研究城市軌道交通的基礎(chǔ)，其目的是為了檢測(cè)和試驗(yàn)城市軌道交通裝備，例如有城市軌道交通列車運(yùn)行試驗(yàn)、信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)試驗(yàn)和運(yùn)行系統(tǒng)綜合調(diào)試試驗(yàn)等。城市軌道交通試驗(yàn)線的建設(shè)對(duì)提高我國(guó)城市軌道交通設(shè)備的質(zhì)量具有重大的意義。

1 城市軌道交通試驗(yàn)線建設(shè)內(nèi)容

城市軌道交通試驗(yàn)線的建設(shè)是用于城市軌道交通設(shè)備的檢測(cè)，如列車動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和信號(hào)系統(tǒng)等方面的測(cè)試。因此，城市軌道交通試驗(yàn)線的建設(shè)就是一個(gè)小型的城軌系統(tǒng)，其中應(yīng)當(dāng)包括試驗(yàn)線鐵軌、橋梁、隧道等城軌基礎(chǔ)設(shè)施，還需要有支持軌道交通設(shè)備運(yùn)行的通信信號(hào)系統(tǒng)、電力牽引系統(tǒng)以及管理指揮系統(tǒng)等。

以我國(guó)鐵道科學(xué)研究院的城市軌道交通試驗(yàn)線為分析對(duì)象，介紹城市軌道交通試驗(yàn)線應(yīng)當(dāng)具有的建設(shè)內(nèi)容。該試驗(yàn)線為一曲線封閉線路，線路內(nèi)擁有多條試驗(yàn)線并行建設(shè)，整條線路分為北半環(huán)和南半環(huán)，試驗(yàn)線內(nèi)有R1000的曲線路段，還有直線路段，直線路段還建設(shè)有高架橋段和隧道段。其中，高架橋段的長(zhǎng)度為785米，高架橋支持方式為T(mén)型梁支撐，但是額外設(shè)置了75米的U型梁支撐，主要是測(cè)試U型梁的相關(guān)數(shù)據(jù)與T型存在的差距。此外，隧道段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為925米。

該城市軌道交通試驗(yàn)線的整個(gè)線路總長(zhǎng)為8.6公里，整個(gè)線路按照城市軌道運(yùn)行狀況進(jìn)行模擬，線路設(shè)計(jì)最高時(shí)速140km/h，滿足大多數(shù)城市軌道交通運(yùn)營(yíng)速度要求。在試驗(yàn)線的建設(shè)當(dāng)中，設(shè)計(jì)有多種路段，如隧道、高架橋、直線路段、曲率半徑較小路段等，分別測(cè)試列車在不同交通路段運(yùn)行時(shí)的狀況。其中，曲率半徑最小路段曲線半徑設(shè)計(jì)為300m，主要用于測(cè)試列車通過(guò)時(shí)的各參數(shù)性能。整個(gè)線路的鐵軌鋪設(shè)也采用了多種方案，在地面路段的鐵軌鋪設(shè)有砟軌道，枕木采用混凝土枕，在高架橋段和地下段鋪設(shè)無(wú)砟軌道，分別可以用來(lái)測(cè)試列車通過(guò)有砟軌道和無(wú)砟軌道之間的區(qū)別。

試驗(yàn)線建設(shè)有通信信號(hào)系統(tǒng)模擬測(cè)試平臺(tái)，在試驗(yàn)線沿線設(shè)計(jì)若干個(gè)模擬車站，模擬車站安裝車站專用信號(hào)處理裝置，能夠給試驗(yàn)線通信系統(tǒng)提供一個(gè)檢驗(yàn)、測(cè)試的平臺(tái)。對(duì)于試驗(yàn)線的電力及牽引供電系統(tǒng)的建設(shè)，需要建設(shè)的結(jié)構(gòu)很多，包括牽引變電站建設(shè)、牽引線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與建設(shè)、牽引網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)以及電力監(jiān)控系統(tǒng)。試驗(yàn)線對(duì)牽引電的供給要求較高，為了適應(yīng)各種類型的列車，保證試驗(yàn)線能夠適用于各種型號(hào)規(guī)格不同的列車，牽引電供電站需要采用多種供電方式，主要有架空接觸網(wǎng)（DC1500V）和接觸軌（DC1500V和750V）兩種方式。城市軌道試驗(yàn)線的管理指揮系統(tǒng)建設(shè)也是非常重要的，管理指揮系統(tǒng)需要對(duì)列車、供電設(shè)施、列車運(yùn)行狀況等多個(gè)監(jiān)控變量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，綜合調(diào)度列車運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜程度極高，需要考慮的因素非常多，因此試驗(yàn)線的管理指揮系統(tǒng)建設(shè)也必須滿足模擬各種復(fù)雜工況的要求，達(dá)到真正能夠測(cè)試列車運(yùn)行管理的功能。

2 城市軌道交通綜合試驗(yàn)線功能

城市軌道交通綜合試驗(yàn)線是用于城市軌道列車的測(cè)試，需要對(duì)即將投入運(yùn)行的軌道列車進(jìn)行全面可靠的測(cè)試，保證列車的運(yùn)行性能，從而保證列車實(shí)際投入運(yùn)行時(shí)的可靠性和安全性。因此，城市軌道交通綜合試驗(yàn)線的測(cè)試要求極高，對(duì)于試驗(yàn)線的建設(shè)要求也較高，在試驗(yàn)線的功能設(shè)計(jì)上需要進(jìn)行前期多方面考慮，以下就城市軌道交通綜合試驗(yàn)線應(yīng)當(dāng)具有的一些功能進(jìn)行概述。

2.1軌道交通設(shè)備綜合適用性強(qiáng)

城市軌道交通設(shè)備在正式投入運(yùn)營(yíng)之前，需要經(jīng)過(guò)各項(xiàng)綜合性能的測(cè)試，因此要求城市軌道交通綜合試驗(yàn)線應(yīng)當(dāng)具有綜合測(cè)試功能。城市軌道的運(yùn)行由通信信號(hào)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、牽引驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、管理指揮系統(tǒng)等多個(gè)不能功能的系統(tǒng)相互配合工作而成，城市軌道綜合試驗(yàn)線需要對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行單獨(dú)的功能測(cè)試以及聯(lián)合綜合測(cè)試。此外，城市軌道綜合試驗(yàn)線還需要完成列車在各種受控條件下的運(yùn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)，試驗(yàn)線通過(guò)改變?cè)囼?yàn)條件，測(cè)試不同狀態(tài)下的設(shè)備運(yùn)行狀況。比如在坡度運(yùn)行測(cè)試時(shí)，需要改變斜坡坡度，測(cè)試各種坡度下列車的運(yùn)行狀況；又如環(huán)形通過(guò)實(shí)驗(yàn)，對(duì)軌道固定設(shè)備和列車車輪進(jìn)行磨損疲勞測(cè)試，需要按照各種傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。需要提供這些綜合測(cè)試條件，必須要求城市軌道綜合試驗(yàn)線具有很強(qiáng)的綜合適用性。

2.2軌道運(yùn)行測(cè)試平臺(tái)技術(shù)先進(jìn)

城市軌道綜合試驗(yàn)線建設(shè)遵循普通性和先進(jìn)性的建設(shè)原則，普通性是指試驗(yàn)線需要滿足大多數(shù)普通城市軌道列車的試驗(yàn)要求，先進(jìn)性就是指試驗(yàn)線還需要滿足先進(jìn)城市軌道列車的試驗(yàn)需求。城市軌道綜合試驗(yàn)線測(cè)試平臺(tái)采用先進(jìn)的試驗(yàn)裝備，可以實(shí)現(xiàn)大型先進(jìn)城市軌道交通基礎(chǔ)研究，對(duì)于先進(jìn)城市軌道交通建設(shè)研究能夠提供強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)支持，包括新型城市交通系統(tǒng)研究、輪軌關(guān)系研究、列車風(fēng)阻研究等一系列基礎(chǔ)研究。這些城市軌道交通技術(shù)的提升，對(duì)促進(jìn)城市軌道交通發(fā)展，具有重大的意義。

2.3軌道運(yùn)行管理指揮系統(tǒng)先進(jìn)

城市軌道綜合試驗(yàn)線比普通在軌運(yùn)行線路的管理指揮系統(tǒng)更為先進(jìn)，因?yàn)樵囼?yàn)線的功能繁多，安裝的傳感器種類也很多，試驗(yàn)線需要囊括調(diào)度指揮、視頻監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、軌道檢測(cè)等一系列功能。試驗(yàn)線的管理指揮系統(tǒng)除了需要指揮控制試驗(yàn)列車的運(yùn)行，還要采集列車運(yùn)行過(guò)程中的各種傳感器數(shù)據(jù)，這是一套非常復(fù)雜的系統(tǒng)。通常試驗(yàn)線的管理指揮系統(tǒng)分為電力監(jiān)控、視頻監(jiān)控、專業(yè)檢測(cè)、數(shù)據(jù)采集、控制監(jiān)控等幾部分，各個(gè)部分都具有各自的獨(dú)特功能，在軌道交通試驗(yàn)線上都是必不可缺的?？偟膩?lái)說(shuō)，城市軌道綜合試驗(yàn)線的管理指揮系統(tǒng)擁有很多非常復(fù)雜的功能，需要對(duì)在軌運(yùn)行的列車進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)獲取列車的各項(xiàng)性能參數(shù)，而且還需要保證試驗(yàn)車的安全，因此對(duì)于整個(gè)管理指揮系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，都是非常大的挑戰(zhàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

城市軌道綜合試驗(yàn)線在研究城市軌道建設(shè)上具有很大的意義，同時(shí)還能夠準(zhǔn)確測(cè)試城市軌道交通設(shè)備的性能，為城市軌道交通安全建設(shè)提供幫助。我國(guó)在城市軌道綜合試驗(yàn)線上的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)還是不夠豐富，完善城市軌道綜合試驗(yàn)線相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，豐富試驗(yàn)線測(cè)試功能，可以在城市軌道交通設(shè)計(jì)上提供非常大的指導(dǎo)。因此，對(duì)于城市軌道綜合試驗(yàn)線的研究和完善，需要這領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)人員不斷的努力，才能將我國(guó)在該領(lǐng)域的研究更上一層樓。

[1]張金立.精心創(chuàng)造精品——津?yàn)I快速軌道交通工程[M]. 北京：中國(guó)鐵道出版社，2005,9(4)：78-79.

[2]刁伯仁.環(huán)行鐵道準(zhǔn)高速試驗(yàn)線路改造及軌道狀態(tài)管理[J]. 中國(guó)鐵道科學(xué)，1994,15 (3)：56-70.

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謝青林；(1991—04)男；職稱：助理工程師；工作單位：江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司；工作年限：4年；畢業(yè)院校：金陵科技學(xué)院。