城市地鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)淺析

張磊明

摘 要：接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)中的重要組成部分，接觸網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)是否良好決定著車輛的受流質(zhì)量與運(yùn)行安全。接觸網(wǎng)精細(xì)化設(shè)計(jì)、高質(zhì)量施工為交付運(yùn)營(yíng)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，但在日常維護(hù)中還需要進(jìn)行一系列的檢測(cè)工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患、及時(shí)維修解決，使接觸網(wǎng)處于良好的工作狀態(tài)，保證安全運(yùn)營(yíng)。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)檢測(cè)；非接觸式檢測(cè)；檢測(cè)車

中圖分類號(hào)：U225 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0052-01

接觸網(wǎng)設(shè)備唯一且無(wú)備用，其良好的運(yùn)行狀態(tài)是安全運(yùn)營(yíng)的前提條件之一，本文簡(jiǎn)要敘述接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀、原理和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

1 接觸網(wǎng)檢測(cè)方法

傳統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測(cè)方法主要靠手量和目測(cè)，依賴梯車、鋼卷尺等常規(guī)手段，速度慢、隨機(jī)性大、準(zhǔn)確率低、效率低。

依靠跟蹤、借鑒和學(xué)習(xí)國(guó)外技術(shù)，我國(guó)相繼研制出了適合本國(guó)線路條件的接觸網(wǎng)檢測(cè)設(shè)備，目前我國(guó)地鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)中主要采用兩種接觸網(wǎng)檢測(cè)方法：一是采用檢測(cè)車檢測(cè)，另一是人工手持設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)。

2 接觸網(wǎng)檢測(cè)內(nèi)容

接觸網(wǎng)檢測(cè)內(nèi)容主要有三類：幾何參數(shù)、弓網(wǎng)關(guān)系參數(shù)和輔助參數(shù)。拉出值、導(dǎo)高、接觸線高度等屬于接觸網(wǎng)幾何參數(shù)；弓網(wǎng)壓力、弓網(wǎng)沖擊點(diǎn)等屬于弓網(wǎng)關(guān)系參數(shù)；速度、走行距離、跨距等屬于輔助參數(shù)。

3 接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)

接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)主要有接觸式檢測(cè)和非接觸式檢測(cè)。

（1）接觸式檢測(cè)是在模擬受電弓上安裝傳感器，對(duì)接觸網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，為供電維護(hù)部門實(shí)行“狀態(tài)修”提供依據(jù)。例如將力傳感器安裝在弓頭兩端（見(jiàn)圖1所示），F(xiàn)=F01+ F02+F03+F04-G±m(xù)a，G是模擬受電弓的重量，a為受電弓的加速度；但安裝傳感器改變了受電弓的物理結(jié)構(gòu)，對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線產(chǎn)生干擾，影響測(cè)量結(jié)果的精確度。

除此之外還有采用絕對(duì)編碼器檢測(cè)接觸線高度、加速度傳感器檢測(cè)弓網(wǎng)沖擊等。

（2）非接觸網(wǎng)式檢測(cè)主要有激光、視覺(jué)檢測(cè)兩種方法。激光檢測(cè)技術(shù)主要以軌面或車體頂面成立坐標(biāo)系，對(duì)接觸網(wǎng)零部件坐標(biāo)值進(jìn)行測(cè)量，利用三角函數(shù)等幾何原理通過(guò)計(jì)算機(jī)處理得出數(shù)據(jù)，其測(cè)量速度快、精度高、效率高（見(jiàn)圖2所示）。

視覺(jué)檢測(cè)是通過(guò)攝像機(jī)拍攝接觸網(wǎng)各零部件的圖像，利用圖像處理算法從圖像中識(shí)別受電弓、接觸線、支柱等目標(biāo)，并計(jì)算這些目標(biāo)在圖像中的位置坐標(biāo)，最終換算成實(shí)際測(cè)量值。高速攝像機(jī)能夠檢測(cè)到實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)幾何參數(shù)，并且依據(jù)所攝圖像截取接觸網(wǎng)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析接觸網(wǎng)的運(yùn)行狀況、安全性等。

4 接觸網(wǎng)檢測(cè)車

接觸網(wǎng)檢測(cè)車輛的選用是根據(jù)各個(gè)城市的不同需求確定的，目前主要有兩種：一是接觸網(wǎng)檢測(cè)車，一是接觸網(wǎng)帶檢測(cè)裝置作業(yè)車（見(jiàn)圖3、圖4所示）。

接觸網(wǎng)檢測(cè)車是檢測(cè)電氣化鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)參數(shù)的專用車輛，車內(nèi)設(shè)有前后駕駛室、動(dòng)力室、接觸網(wǎng)檢測(cè)室等。根據(jù)線路檢修速度、精度的要求，安裝先進(jìn)的檢測(cè)裝置及設(shè)備，為了提高檢測(cè)的精確度，可采用動(dòng)力車+檢修車兩個(gè)車體（車體數(shù)量及檢測(cè)功能可根據(jù)需求配置），將振動(dòng)補(bǔ)償裝置安裝在檢修車上，穩(wěn)定性提高的同時(shí)，降低單車體動(dòng)力單元振動(dòng)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，提高接觸網(wǎng)檢測(cè)的綜合性能。檢測(cè)裝置能檢測(cè)接觸網(wǎng)的導(dǎo)線高度、拉出值、離線狀態(tài)、網(wǎng)壓、速度、硬點(diǎn)等機(jī)械及電氣技術(shù)參數(shù)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)顯示、打印、記錄存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，檢測(cè)的結(jié)果以圖形報(bào)表的形式提供給檢修部門，作為檢修依據(jù)，也為制定檢修計(jì)劃提供參考。

接觸網(wǎng)帶檢測(cè)裝置作業(yè)車是帶自動(dòng)檢測(cè)電化區(qū)段接觸網(wǎng)參數(shù)的作業(yè)車輛，兼具作業(yè)功能，尾部安裝有作業(yè)平臺(tái)，在車上安裝接觸網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)，采用接觸式與基于激光雷達(dá)的非接觸式相結(jié)合的檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)，但是受限于車輛設(shè)備安裝空間的限制，接觸網(wǎng)檢測(cè)裝置簡(jiǎn)易，精確度等與專業(yè)檢測(cè)車相比存有差距。

5 人工手持檢測(cè)設(shè)備

在地鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)中使用最多的是多功能接觸網(wǎng)參數(shù)激光測(cè)量?jī)x（見(jiàn)圖5所示），用于供電段及網(wǎng)工區(qū)接觸網(wǎng)安裝及檢修后的靜態(tài)復(fù)核，測(cè)量導(dǎo)高、拉出值、定位器坡度、支柱限界等主要技術(shù)參數(shù)。人工檢測(cè)工作強(qiáng)度大，效率低，在全線的檢測(cè)中適用性不強(qiáng)。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)及信息工程技術(shù)的發(fā)展，非接觸式的檢測(cè)技術(shù)越來(lái)越被廣泛應(yīng)用，而且在振動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)的應(yīng)用下，能夠?qū)崟r(shí)判斷出列車的振動(dòng)狀態(tài)，降低了由于車體振動(dòng)引起的接觸網(wǎng)幾何參數(shù)隨機(jī)性，將成為未來(lái)接觸網(wǎng)檢測(cè)的主要手段。在地鐵運(yùn)行量越來(lái)越大、檢修任務(wù)繁重、保障安全運(yùn)營(yíng)的時(shí)代背景下，建立起軌道交通的檢修數(shù)據(jù)共享信息平臺(tái)，提高非接觸式檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)加大檢測(cè)人員專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)地鐵接觸網(wǎng)檢測(cè)、維修技術(shù)的共享與創(chuàng)新，這不僅將會(huì)提高接觸網(wǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的精確度，還能夠減少接觸網(wǎng)檢測(cè)中安全事故的發(fā)生，對(duì)我國(guó)地鐵接觸網(wǎng)建設(shè)與檢測(cè)技術(shù)有著積極的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)

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