地鐵接觸網(wǎng)檢測技術(shù)及發(fā)展應(yīng)用分析

李宇飛

摘要：城市化進(jìn)程的加快，使城市立體交通體系越來越完善，軌道交通的比重不斷上升，極大地緩解了城市交通壓力，為人們的出行提供了更優(yōu)質(zhì)、更便捷的服務(wù)。然而，隨著城市立體交通的增加和交通量的增加，地鐵運(yùn)營維護(hù)的壓力上升，接觸網(wǎng)的質(zhì)量和運(yùn)行狀態(tài)都與地鐵的安全運(yùn)營息息相關(guān)，在優(yōu)化地鐵交通系統(tǒng)的同時，還需要加強(qiáng)接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的創(chuàng)新，對接觸網(wǎng)狀況進(jìn)行合理的檢測技術(shù)分析。

關(guān)鍵詞：地鐵接觸網(wǎng);檢測技術(shù);發(fā)展應(yīng)用分析研究

隨著城市軌道交通線網(wǎng)的快速發(fā)展和運(yùn)量的不斷增加，交通部對地鐵弓網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行及受流性能、受流質(zhì)量提出了更高要求。為確保車輛運(yùn)行時弓網(wǎng)關(guān)系處于良好狀態(tài)，迫切需要研究開發(fā)適用于地鐵架空剛性接觸網(wǎng)的檢測技術(shù)，一方面為接觸網(wǎng)的施工驗(yàn)收提供自動化檢測手段，確保施工安裝精度;另一方面為接觸網(wǎng)的運(yùn)營維護(hù)提供有力的技術(shù)手段，及時檢測發(fā)現(xiàn)和消除弓網(wǎng)異常狀態(tài)。

1地鐵接觸網(wǎng)檢測技術(shù)概述

1.1地鐵接觸網(wǎng)檢測存在的問題

由于缺乏系統(tǒng)的理論支持，很多企業(yè)在目前的接觸網(wǎng)檢測技術(shù)水平上存在一定的差異，管理人員和技術(shù)人員缺乏客觀認(rèn)識，對地鐵接觸網(wǎng)檢測的重視程度不高。因此，系統(tǒng)工作人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)前地鐵接觸網(wǎng)檢測的基本情況，開發(fā)應(yīng)用新技術(shù)，將傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)和知識結(jié)合起來，形成統(tǒng)一的知識體系，使檢測與維護(hù)有機(jī)結(jié)合，確保地鐵接觸網(wǎng)的安全穩(wěn)定。

1.2地鐵接觸網(wǎng)檢測技術(shù)和方法概述

目前，地鐵接觸網(wǎng)檢測的技術(shù)水平主要包括兩個方面。首先進(jìn)行手動檢測，使用ddJ-8和ddJ-6檢測儀進(jìn)行檢測。這兩種儀表具有輕便、簡單的特點(diǎn)，可以幫助檢測人員快速獲取地鐵接觸網(wǎng)的運(yùn)行參數(shù)。其次，自動檢測由檢測車執(zhí)行，通常用于架空接觸網(wǎng)審查。由于在檢測中有大量的物質(zhì)和資金支持，無法實(shí)現(xiàn)高效檢測的目標(biāo)。

2地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

地鐵接觸網(wǎng)的運(yùn)行環(huán)境相對而言比較復(fù)雜，對于設(shè)備的可靠性要求比較嚴(yán)格，研究接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及特征，可以為技術(shù)人員辨別接觸網(wǎng)存在的故障提供判斷依據(jù)。從狹義角度分析，接觸網(wǎng)即是架空接觸網(wǎng)，從廣義角度分析，接觸網(wǎng)還涵蓋了接觸軌。柔性接觸網(wǎng)主要是由接觸懸掛裝置、支持裝置、定位裝置、支柱等共同構(gòu)成的，根據(jù)柔性接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)形式，可將其劃分為有承力索的鏈形懸掛接觸網(wǎng)和無承力索的簡單懸掛接觸網(wǎng)。鏈型懸掛又可以被劃分成簡單的鏈型懸掛接觸網(wǎng)以及彈性鏈型懸掛接觸網(wǎng)，有全補(bǔ)償接觸網(wǎng)、半補(bǔ)償接觸網(wǎng)和無補(bǔ)償接觸網(wǎng)三種類型，地鐵通常會使用全補(bǔ)償型簡單鏈型懸掛接觸網(wǎng)。剛性接觸網(wǎng)主要可以被分為“T”型接觸網(wǎng)和“H”型接觸網(wǎng)兩種類型，現(xiàn)如今“H”型剛性懸掛接觸網(wǎng)應(yīng)用的比較廣泛。剛性接觸網(wǎng)主要是使用匯流排替代了柔性接觸網(wǎng)使用的承力索以及吊弦裝置，運(yùn)用自身的彈性夾持住接觸線。剛性接觸網(wǎng)具備結(jié)構(gòu)比較緊湊、占用凈空間較小、維護(hù)起來相對方便等特征。

3檢測狀態(tài)

目前，運(yùn)營商選擇的接觸網(wǎng)檢測技術(shù)手段各不相同，因此沒有系統(tǒng)的接觸網(wǎng)檢測理論，許多新建地鐵企業(yè)對接觸網(wǎng)檢測沒有合理的認(rèn)識。因此，為了統(tǒng)一接觸網(wǎng)檢測的技術(shù)手段，形成知識和理論體系，結(jié)合先進(jìn)的接觸網(wǎng)檢測技術(shù)，形成檢測和維護(hù)的一致性，展示一種新的接觸網(wǎng)檢測。此外，接觸網(wǎng)測試設(shè)備與機(jī)車調(diào)配相結(jié)合，可以形成一個完整的接觸網(wǎng)測試應(yīng)用平臺，將接觸網(wǎng)測試結(jié)果與運(yùn)營情況相結(jié)合。從而探索出一種新的接觸網(wǎng)檢測方法，以適應(yīng)時代的潮流。

4地鐵接觸網(wǎng)的測量參數(shù)檢測

4.1弓網(wǎng)參數(shù)方法的分析

在弓網(wǎng)系統(tǒng)中，因?yàn)楣W(wǎng)系統(tǒng)就是接觸網(wǎng)中的一類服役設(shè)備，在實(shí)際的使用中，會產(chǎn)生動態(tài)參數(shù)，這些參數(shù)是接觸網(wǎng)檢測的重要參考。借助對弓網(wǎng)參數(shù)的參考，可以對接觸網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行中的壓力值以及方差展開計(jì)算，對弓網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的性能展開測定。在進(jìn)行參數(shù)測量的時候，需要在弓網(wǎng)中設(shè)置四個感應(yīng)器，位置就在壓力接受板的兩端。這些感應(yīng)器的主要作用，就是實(shí)現(xiàn)壓力傳遞，然后在末端的位置，可以對壓力大小進(jìn)行顯示，電弓運(yùn)行的實(shí)際過程中，可以借助牛頓定理，計(jì)算出電弓重量以及接觸網(wǎng)壓力。弓網(wǎng)參數(shù)是一種動態(tài)數(shù)據(jù)，時刻在變化中，也受到諸多因素的影響，因此還是需要選擇一些質(zhì)地非常優(yōu)良的傳感器。當(dāng)下諸多的傳感器，采用的是接觸式模式。

4.2幾何參數(shù)方法的分析

在接觸網(wǎng)檢測的實(shí)際開展中，幾何參數(shù)是對各類的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)展開測量，其中有導(dǎo)線長度、導(dǎo)線與地的實(shí)際距離以及錨段間距等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。現(xiàn)階段在接觸網(wǎng)檢測中，很多企業(yè)所使用的檢測設(shè)備，是非接觸式設(shè)備。這類設(shè)備對激光雷達(dá)以及接收器進(jìn)行使用，實(shí)現(xiàn)對幾何參數(shù)的準(zhǔn)確測量，另外是在實(shí)際的測量過程中，對立體成像中的二維技術(shù)展開應(yīng)用，測量精度方面會受到一定的影響。此外是在接觸網(wǎng)檢測中，這類設(shè)備的使用在逐漸減少。在地鐵車輛的實(shí)際運(yùn)行中，會形成一定的振動感，因此一些專家開始研究車振補(bǔ)償設(shè)備，這類的檢測設(shè)備在當(dāng)下的應(yīng)用是十分廣泛的，并且在不久之后，會成為接觸網(wǎng)檢測中非常主流的設(shè)備。

5地鐵接觸網(wǎng)狀態(tài)檢測技術(shù)分析

5.1地鐵接觸網(wǎng)接觸檢測

接觸檢測是由受電弓架、壓力傳感器、位移傳感器、受電弓滑塊和接觸線等部件組成，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單，可以連續(xù)對接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，但缺點(diǎn)也很明顯，結(jié)構(gòu)損壞比較嚴(yán)重，需要定期維修，如果維護(hù)不當(dāng)，將導(dǎo)致測試結(jié)果出現(xiàn)錯誤。

5.2地鐵接觸網(wǎng)靜態(tài)檢測

靜態(tài)檢測是指利用運(yùn)行檢測車輛在接觸網(wǎng)靜態(tài)狀態(tài)下進(jìn)行非接觸測量，或人工使用儀器和工具測量接觸網(wǎng)狀態(tài)，并對非標(biāo)準(zhǔn)部分進(jìn)行校正和維護(hù)，最大限度地降低安全事故發(fā)生的概率。地鐵機(jī)車長期運(yùn)行會降低接觸網(wǎng)和受電弓的性能，極大地限制了靜態(tài)檢測的發(fā)揮。然而，靜態(tài)檢測數(shù)據(jù)能夠真實(shí)反映接觸網(wǎng)的具體幾何參數(shù)，為進(jìn)一步的維護(hù)工作提供參考。同時，靜態(tài)檢測是對動態(tài)檢測的回顧和確認(rèn)。

5.3地鐵接觸網(wǎng)非接觸檢測

隨著傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和深入應(yīng)用，地鐵接觸網(wǎng)檢測技術(shù)也得到了迅速的改進(jìn)和完善，目前地鐵接觸網(wǎng)非接觸檢測技術(shù)主要包括激光雷達(dá)非接觸檢測，超聲波非接觸檢測和圖像非接觸檢測等內(nèi)容。激光雷達(dá)探測設(shè)備主要放置在列車頂部，通過激光雷達(dá)射線的出現(xiàn)來探測接觸網(wǎng)。根據(jù)反射原理接收和處理反射激光，并計(jì)算激光的返回過程以確定相關(guān)參數(shù)信息。該檢測技術(shù)具有很強(qiáng)的穿透性，檢測速度快但容易受到電磁干擾的影響，無法保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。超聲波非接觸檢測技術(shù)的原理與激光雷達(dá)檢測技術(shù)類似，可以有效避免電磁干擾，保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。然而，這種檢測方法成本高，維護(hù)困難，因此檢測技術(shù)沒有得到廣泛應(yīng)用。圖像非接觸檢測技術(shù)是通過在列車頂部放置攝像頭來檢測接觸網(wǎng)狀態(tài)，并對攝像頭采集的圖像信息進(jìn)行整理和分析。特別是在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，這種檢測方法得到了廣泛的應(yīng)用。B2F218F6-A39D-40A0-9B14-7446DF5744AB

5.4地鐵接觸網(wǎng)狀態(tài)的動態(tài)測量

動態(tài)檢測是以安裝在接觸網(wǎng)檢測車上的檢測設(shè)備為載體，測量和判斷接觸網(wǎng)設(shè)備、幾何、電氣和拱網(wǎng)之間關(guān)系的一種方法。受電弓滑板與接觸網(wǎng)之間的動態(tài)數(shù)據(jù)通過壓力計(jì)、角位移傳感器、壓力傳感器、電壓互感器、光電感應(yīng)器、激光、紅外、多普勒雷達(dá)等檢測手段進(jìn)行檢測，能夠準(zhǔn)確測量接觸網(wǎng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)。可根據(jù)需要隨時檢測，周期短，節(jié)省人力物力，能反映運(yùn)行中接觸網(wǎng)的實(shí)際技術(shù)狀態(tài)和參數(shù)，模擬弓網(wǎng)關(guān)系，為改善弓網(wǎng)關(guān)系提供科學(xué)可靠的依據(jù)。

6地鐵接觸網(wǎng)的發(fā)展趨勢

結(jié)合目前接觸網(wǎng)檢測技術(shù)以及主要方法，很多測試數(shù)據(jù)，都是借助檢測車來實(shí)現(xiàn)測量，就弓網(wǎng)參數(shù)而言，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用將影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此在接觸網(wǎng)檢測中，未來的技術(shù)發(fā)展，正是結(jié)合了這種因素，不斷提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，讓測量更加準(zhǔn)確合理，為接觸網(wǎng)檢測提供了更加合理的參考。從接觸網(wǎng)檢測的主要發(fā)展趨勢來看，首先要考慮車輛運(yùn)行中的具體信號數(shù)據(jù)，然后根據(jù)檢測車輛獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析。接觸網(wǎng)檢測應(yīng)逐步從個體到整體，從總結(jié)到精確。這樣，測試車輛和機(jī)車就可以形成一個集成的平臺，對測試系統(tǒng)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)。針對這些問題，有必要將接觸網(wǎng)參數(shù)與幾何參數(shù)合理結(jié)合，建立更合理的接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)。通過這種方式，有必要在車輛上安裝電弧測量裝置，除了對車輛數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控外，還可以對線路數(shù)據(jù)進(jìn)行全面測量。此外，監(jiān)測振動特性的設(shè)備可安裝在車輛補(bǔ)償設(shè)備中。在計(jì)算機(jī)的科學(xué)控制下，可以選擇合適的檢測車輛在每個區(qū)域進(jìn)行全范圍的接觸網(wǎng)檢測。測量鋼絲高度和張力，并在數(shù)據(jù)處理后反復(fù)檢查異常曲線。完成后，根據(jù)參數(shù)檢查參數(shù)是否符合評審要求，以便識別。如果不符合要求，運(yùn)行人員將在車輛運(yùn)行中進(jìn)行維護(hù)，同時確保機(jī)車的安全。

7結(jié)論

綜上所述，通過重點(diǎn)分析地鐵接觸網(wǎng)檢測中存在的問題，闡述了接觸網(wǎng)檢測的相關(guān)技術(shù)和發(fā)展前景，分析研究了各種檢測技術(shù)的優(yōu)勢，為接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的發(fā)展提供了一定的參考價值。在具體的應(yīng)用過程中，只有根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的具體環(huán)境，采用合適的檢測方法才能保證地鐵接觸網(wǎng)系統(tǒng)檢測的準(zhǔn)確性，從而保證接觸網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]趙順.地鐵接觸網(wǎng)故障測距研究及實(shí)現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2012.

[2]馬金芳，于龍.我國地鐵接觸網(wǎng)檢測現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].都市快軌交通，2013，26（02）：26-29.

[3]張鄭.我國地鐵接觸網(wǎng)的檢測現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（12）：229.B2F218F6-A39D-40A0-9B14-7446DF5744AB