高速鐵路接觸網檢測技術的探討及應用

摘要：高速鐵路作為新時代科技發展的產物，其對施工、檢測和運營等技術的要求更為嚴格。接觸網是為高速鐵路動車組提供電力的關鍵設備，其安全性和可靠性直接影響高速鐵路運營系統的安全和效率。為保障高速鐵路供電的安全可靠，根據在鐵路供電系統多年的工作經驗，文章對高速鐵路接觸網供電安全檢測系統進行了探討。

關鍵詞：高速鐵路；接觸網；檢測技術；動車組；電力設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：U225 文章編號：1009-2374（2015）31-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.054

1 概述

高速鐵路接觸網在運行時需要力和電的共同作用，因此，接觸網故障一般分為機械故障和電氣燒傷故障。電氣燒傷故障時，由于線路較為隱蔽，通常燒傷故障不容易被及時發現和處理，如果故障部位長期通電，會加重燒傷部位的破損程度，最終造成接觸網線路燒斷等嚴重故障，從而阻礙高速鐵路的正常運營并給鐵路系統的安全性造成威脅。因此，高速鐵路接觸網檢測技術的應用在鐵路運營中起著重要作用。傳統的鐵路供電安全檢測技術集成度低、功能較為簡單、檢測范圍小，面對高速響應和高度安全性的要求，構建高速鐵路供電安全檢測監測系統，即“6C系統”，尤為必要。

2 高速鐵路供電安全檢測監測系統

為了提高高速鐵路牽引供電系統的可靠性和安全性，必須在系統的理論、設計、檢測監測裝備水平、運營維護水平等方面為高速鐵路供電安全檢測監測系統（6C系統）提供全面保障。高速弓網綜合檢測裝置（CPCM）、接觸網安全巡檢裝置（CCVM）、車載接觸網運行狀態檢測裝置（CCLM）、接觸網懸掛狀態檢測監測裝置（CCHM）、受電弓滑板監測裝置（CPVM）、接觸網及供電設備地面檢測裝置（CCGM）合稱為6C系統。

6C系統作為一種新的檢測技術，能夠提供各項運行參數，全面檢測牽引供電和接觸網設備的運行狀態，為實時監測和設備維修提供科學有效的技術依據。6C系統的主要功能如表1所示。

構建6C系統的目的是實現各子系統的數據集中傳輸和信息共享，形成開放式的信息交互平臺。這種檢測技術能夠從根本上解決傳統鐵路供電安全檢測技術中集成度低、檢測范圍小、規模小的問題。下面對高速弓網綜合檢測裝置（CPCM）、接觸網安全巡檢裝置（CCVM）和接觸網懸掛狀態檢測監測裝置（CCHM）的檢測流程進行簡要分析。

2.1 高速弓網綜合檢測裝置（CPCM）

高速弓網綜合檢測裝置是配合車頂的高清攝像頭工作的，通過對受電弓和接觸網的工作狀態拍攝記錄，將圖像信息傳輸到電子柜中的各個單項采集裝置內生成數據，再將各項參數輸送到計算機的分析軟件中進行分析和比對，就能夠檢測出采集到的實時數據是否超標。

例如，對接觸線拉出值的檢測就是在機車車頂安裝微電子接近檢測器和攝像頭，通過對接觸線的電磁感應進行接觸線拉出值的檢測。在高鐵運行時，每當車頂檢測器中的微電子靠近接觸線，就會與接觸線產生感應電流，并在輸出設備上顯示出電壓信號。這種非接觸性的檢測技術不會受到外界氣候的影響，同時由于檢測設備不與接觸線直接接觸使得設備免受導線等外界壓力和線路狀況的影響。這種檢測方法靈敏度高，檢測結果具有較高的可靠性和時效性。

2.2 接觸網安全巡檢裝置（CCVM）

接觸網安全巡檢裝置的核心是微處理器，由高速攝像頭組成的視頻采集器與微處理器相配合實現檢測。其中高速攝像頭一般由一個高像素和一個較低像素的攝像頭組成，分別對接觸網設備進行局部近距離特寫和整體觀察。檢測人員可以結合這兩個畫面，對某一部件著眼于全局進行觀察分析，然后對接觸網線路運行狀態做出綜合性判斷。

圖像采集工作完成后，檢測人員要回放列車運行周期內所拍攝的視頻畫面，并進行詳細的瀏覽，辨別接觸網設備是否存在缺陷，此過程耗費時間較長。因此，在圖像采集之后的檢查過程還需要不斷完善，例如，將智能檢測設備安裝在計算機的開放式接口處，實現檢查的自動化。

2.3 接觸網懸掛狀態檢測監測裝置（CCHM）

圖1 接觸網懸掛狀態檢測技術流程

接觸網的接觸懸掛系統中各個零部件的狀態也是檢測的主要內容，一旦接觸網懸掛系統中的零部件出現故障，高速鐵路的供電系統也就會隨之發生故障。針對接觸網零部件的安全問題檢測，一般采用人工巡檢的方法，但是這種方法耗費時間較長、難度較大。因此，提出了一種能夠在不切斷接觸網電源的情況下進行自動檢測的檢測技術。對接觸網懸掛狀態的檢測技術就是利用計算機進行圖像的匹配和識別的技術。一般利用霍夫變換算法和模板匹配法進行圖像處理，并對接觸網上的局部特性進行檢測，從而識別零部件的位置狀態和缺陷程度。首先，在接觸網上提取樣本圖像，將樣本進行物體分離，選取物體的主要特征，根據相應特征建立樣本模板。然后，采用邊緣檢測技術對待檢物體進行檢測。接觸網懸掛狀態檢測技術流程如圖1所示。

3 結語

綜上所述，高速鐵路是適應我國經濟快速發展的產物，高速鐵路相關技術的改善和發展是當今世界科技發展的必然要求。圍繞6C系統進行交互范圍的擴展，增強系統的整體能力，構建和完善牽引供電統一的信息交互平臺，保證高速鐵路接觸網系統能夠穩定、安全地為鐵路運行提供電力支持。

參考文獻

[1] 萬國華.以6C系統為中心的牽引供電統一信息平臺

[J].價值工程，2013，（13）.

[2] 馮紅巖，喬壘.電氣化鐵路接觸網檢測方式探討[J].科技視界，2014，（2）.

[3] 謝大鵬，孫忠國.圖像識別技術在接觸網懸掛狀態檢測中的應用[J].電氣化鐵道，2014，（2）.

[4] 趙俊彥，任崇巍.電氣化鐵路接觸網成像檢測系統在高鐵上的運用[J].鐵道機車車輛，2012，（3）.

作者簡介：張學秀（1986-），男，廣西象州人，南寧鐵路局柳州供電段助理工程師，研究方向：接觸網檢測。

（責任編輯：黃銀芳）endprint