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城市轨道交通接触网检测现状及发展趋势

刘昊博 贺雪莹 等同第一作者
  
大鑫媒体号
2024年3期
1.天津轨道交通运营集团有限公司 天津市 300000 2.国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心 天津市 300000

摘要:为了及时掌握接触网运行状态、消除事故隐患,必须采用高效准确的检测方式对接触网运行状态进行检查,分析接触网运行状态是否能满足车辆运营要求。基于此,本文探讨了城市轨道交通接触网状态检测技术,为城市轨道交通行业接触网状态检测提供参考。

关键词:城市轨道;交通接触网;检测现状;发展趋势

1 城市轨道交通接触网检测中存在的问题

(1)检测设备不足:由于城市轨道交通线路复杂且较长,需要大量的检测设备和人力投入。然而,目前很多城市轨道交通系统的接触网检测设备相对较少,无法满足全面检测的需求,导致一些问题可能被忽略或延迟修复。(2)检测效率低下:传统的接触网检测方法需要在列车运行停止时进行,这给正常列车运营带来了一定的影响。而且,这种方法需要大量的人力和时间投入,检测效率较低。(3)检测精度有限:传统的接触网检测方法对于一些微小的问题可能无法准确检测,例如细微的松弛、断线等情况。这可能导致问题演变为更严重的故障,增加维修成本和安全风险。(4)数据处理和分析困难:随着城市轨道交通系统规模的扩大和数据量的增加,如何高效地处理和分析大量的检测数据成为一个挑战。传统的数据处理和分析方法可能效率较低,难以快速发现问题和提取有效信息。(5)预防性维护不足:目前的接触网检测主要以故障发生后进行修复为主,缺乏对接触网的预防性维护。这可能导致故障发生后才能及时修复,影响列车正常运行和乘客出行。

2 城市轨道交通接触网检测的重要性

(1)保障列车正常运行:接触网是城市轨道交通供电系统的重要组成部分,对于列车的正常运行起着至关重要的作用。通过接触网检测,可以及时发现和修复接触网的问题,确保供电系统的稳定性和可靠性,保障列车正常运行。(2)提高行车安全性:接触网的不正常状态,如松弛、断线等问题,可能会导致供电不稳定,甚至引发供电故障,对行车安全造成威胁。通过接触网检测,可以及时发现这些问题,并采取相应的措施进行修复,提高行车的安全性和可靠性。(3)预防接触网故障:接触网在长时间的运行中,会受到各种因素的影响,如风吹、雨淋、震动等。这些因素可能导致接触网的松弛、断线等问题。通过接触网检测,可以及时发现接触网的潜在问题,并采取预防性维护措施,降低接触网故障的发生概率,减少不必要的维修成本和停运时间。(4)提高维护效率:接触网的维护工作需要大量的人力和时间,而接触网检测可以帮助维护人员快速准确地发现问题的位置和类型,提高维护效率。通过及时检测和维修,可以避免因接触网问题导致的列车晚点和乘客滞留等不良影响[1]。

3 城市轨道交通接触网检测优化

3.1 全方位检测技术

(1)智能化监测。接触网系统全方位检测采用了智能化监测设备,可以通过监测到受电弓、接触网相互作用性能,对二者关系优劣进行评估,并结合三维图像测量法得到高清录像以及燃弧监控系统,为受电弓、接触网检修提供数据参数。整个智能化系统采用自动通电运行功能,将所检测到数据信息存储到计算机硬盘中,并自动发布异常数据信息,根据用户实际要求定制4G网络传输信息,以文件形式存储到硬盘中。整个系统由受电弓高清录像与接触网动态导高测量、弓网电弧检测、定位系统、数据传输系统构成。(2)安全管理监测系统。在智能化系统基础上,全线车辆配备了受电弓运行安全监测管理系统,整个系统可以分为三类配置,包括高配、中配、低配。其中,高配是指受电弓运行安全监测管理系统;中配是受电弓与弓网运行关系监测系统;低配是弓网摄像监控系统。整个监测管理系统中包括车载设备、地面数据设备构成。车载设备可以采集、分析原始图像数据的核心,内部设置了车内处理单元、车顶采集单元、车底补偿单元(高配);地面服务器是整个系统的数据核心,主要是对不同车次、线路对数据信息进行分别存储,也可以调出用作信息查询和对比分析。

3.2 三维图像测量法

这种测量方法在使用中主要是利用红外线技术实现接触网状态的全面检测。三维图像测量技术通过采集系统的图像信息,再经过计算机处理以及系统的详细分析,进而得出多项检测数据,这种先进的检测方法可以代替很多以往传统的系统检修设施,而且装备投入方面的花销也比较低,因此在运维成本方面以及检测成本方面都有很大的节约。除此之外,信息处理以及信息采集是两个完全独立的系统,这样就有助于提高计算效率以及计算精度。随着计算机技术的不断进步,软硬件功能更加强大,相信这项技术在不就得将来必会大展宏图[2]。

3.3 激光雷达扫描法

激光雷达扫描法在城市轨道交通基础网检测中有多种应用。首先,激光雷达技术可用于轨道交通障碍物检测。目前轨道交通障碍物检测技术难以检测反射率低、体积小、色彩与周围环境接近或在弱光条件下的目标。而利用激光雷达和机器视觉两者融合的障碍物检测技术方案,可以达到快速、高精度、检测材料不受限、不受环境光线强弱变化影响的检测目的,从而更好地提高城市轨道交通系统运营的安全系数。其次,激光雷达技术还可以用于城市轨道交通勘测。利用车载激光雷达技术,能够快速获取城市轨道交通周边环境的海量三维激光点云和数字影像数据,是解决地貌、地物复杂地区测绘难题的有效手段。与传统的测量方式相比,车载激光雷达技术的勘测效率是传统测量手段的十几倍,且可大幅度降低外业测量安全风险。

此外,激光雷达扫描法还可以用于屏蔽门异物扫描。现阶段屏蔽门系统设计要求导致了屏蔽门与车体间的间隙在屏蔽门关闭后形成了一个不安全的封闭空间。极端情况下此封闭空间足够容下体型瘦弱的成人或者儿童,如果乘客被夹在屏蔽门与列车车体之间,将会造成安全事故隐患。

3.4 动态测量法

在列车的运行中,由于速度快的原因,其各项状态都会出现波动。这也就导致需要对其进行科学的动态检测。在对接触网使用动态测量法时,就要保证可以完成对列车动态信息的采集,通过网轨检测车的使用,来完成该项工作。在实际应用过程中,由于动态检测的对象是受电弓滑板和接触线之间的动态接触力和分布状态,所以要对这两方面的数据进行精准的测量,从而给工作人员提供更完整的数据信息,保证测量结果的准确[3]。

3.5 静态测量

这种检测方法主要是通过精准测量接触悬挂这个部位相应的静态尺寸,凭借所得到的静态数据分析该位置实际参数和标准参数之间的误差是否在合理的范围之内。如果是在车辆停止时,负责维修的人员应使用相应的设备测量接触网的所有相关静态参数,并在标准参数下进行对比分析。这种静态测量方法可以有效保证列车在运营初期满足设计要求,从根本上降低故障率。这是一个非常基础的检测方法,可以保证车辆在行驶中的可靠性和安全性。这种静态测量方法可以有效保证客观几何尺寸的准确性,可以为动态测量提供重要的参考价值。

4 结束语

综上所述,不同接触网状态检测方法的特点、优劣势不同,结合接触网实际检测要求和标准,采取有效的状态检修方法,将静态检测、动态检测、接触式检测、非接触式检测等方法组合应用,能够提升接触网状态检测性能。同时,在计算机技术不断发展背景下,接触网系统全方位监测技术势必会成为主流,应跟上时代发展趋势,积极采取先进的检测技术,保证机车行驶安全。

参考文献:

[1]朱贺,齐胜,张悦斌. 城市轨道交通接触网状态检测及健康管理系统研究 [J]. 中国设备工程, 2021, (11): 180-181.

[2]龚晓辉. 城市轨道交通接触网检测技术综述 [J]. 中国科技信息, 2020, (05): 64-65.

[3]田新宇,魏世斌,赵延峰等. 城市轨道交通基础设施综合检测列车创新技术 [J]. 现代城市轨道交通, 2019, (08): 32-36.

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