鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)探討

張海軍

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 湖北武漢 430074）

鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)探討

張海軍

（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司 湖北武漢 430074）

本文針對鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)的概念及必要性進(jìn)行了分析，探析了鐵路信號系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)，并以中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司的某鐵路工程為例進(jìn)行了實(shí)證分析，以供參考。

鐵路信號系統(tǒng)；聯(lián)調(diào)聯(lián)試；關(guān)鍵技術(shù)

1 前言

鐵路信號系統(tǒng)是一個龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程，技術(shù)復(fù)雜、綜合性強(qiáng)、建設(shè)要求高，涉及到客運(yùn)服務(wù)部門、運(yùn)營調(diào)度部門、信號通信部門、牽引供電部門、動車組以及工務(wù)工程部門等，各個子系統(tǒng)的接口相對獨(dú)立而復(fù)雜，設(shè)備的配置必須符合整個系統(tǒng)功能的實(shí)際需求，上述因素決定在進(jìn)行鐵路建設(shè)時(shí)，必須進(jìn)行綜合性的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。因此，文章針對鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)的概念以及必要性分析

聯(lián)調(diào)聯(lián)試是鐵路各系統(tǒng)之間的綜合聯(lián)調(diào)、聯(lián)試，對所有的子系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，同時(shí)通過大系統(tǒng)、子系統(tǒng)的反饋與調(diào)整，保證所有子系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)等最佳，更好的滿足鐵路運(yùn)輸?shù)膶?shí)際需求。鐵路信號系統(tǒng)應(yīng)用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)的原因主要包括：①為系統(tǒng)運(yùn)營提供可靠的技術(shù)支持，聯(lián)調(diào)聯(lián)試結(jié)果是鐵路工程驗(yàn)收的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，通過系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試，能夠?qū)﹁F路通客運(yùn)服務(wù)、調(diào)度指揮、動車組、供電、信號以及通信等狀況進(jìn)行綜合、全面的評價(jià)，評價(jià)其是否滿足鐵路系統(tǒng)平穩(wěn)、安全、高密、高效運(yùn)行要求，為信號系統(tǒng)社誒的配置以及運(yùn)輸方案的制定提供可靠、有效的技術(shù)支持；②為信號系統(tǒng)缺陷整改與安全性分析提供可靠的參考，鐵路運(yùn)行速度相對較快，對系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性的要求相對較高，采用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)進(jìn)行故障類型、影響范圍進(jìn)行判別，能夠確定系統(tǒng)故障的類型，并為系統(tǒng)的整改提供可靠的參考，這對于保證鐵路系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行具有重要的作用；③實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備和移動設(shè)備的最佳匹配，應(yīng)用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)，能夠?qū)﹁F路各系統(tǒng)的環(huán)境保護(hù)性、安全性、運(yùn)行穩(wěn)定性以及接口匹配功能等進(jìn)行綜合評價(jià)，使固定設(shè)施和移動設(shè)施相互磨合，在整體目標(biāo)的協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備和移動設(shè)備的最佳匹配。

3 鐵路信號系統(tǒng)中聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)分析

由圖1可知，鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)包括“車-線-橋”耦合技術(shù)、弓網(wǎng)關(guān)系技術(shù)、列車空氣動力學(xué)技術(shù)、輪軌關(guān)系技術(shù)、信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)，具體如下文所示：

圖1 鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)

3.1 “車-線-橋”耦合技術(shù)分析

車輛、線路以及橋梁三者之間存在密切的關(guān)聯(lián)，是一個相互作用、相互影響的耦合系統(tǒng)，為了提高列車在橋上運(yùn)行的安全性以及乘坐的舒適性，應(yīng)該對車輛動力、軌道以及橋梁的相關(guān)性進(jìn)行分析。首先，在選擇橋梁時(shí)，必須選擇具有代表性的橋梁，并從以下三個方面進(jìn)行分析：

（1）簡支梁動力設(shè)計(jì)參數(shù)，對鐵路簡支梁的車橋動力響應(yīng)結(jié)果、設(shè)計(jì)參數(shù)、動力響應(yīng)以及動力參數(shù)等進(jìn)行全面的分析，以此研究橋梁動力性能與簡支梁設(shè)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系，為鐵路橋梁設(shè)計(jì)的調(diào)整、優(yōu)化提供可靠的參考。

（2）橋梁和列車耦合振動性能測試。列車在高速通過橋梁時(shí)，列車車體振動會對橋梁結(jié)構(gòu)、線路條件以及自身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，并且列車重力荷載還會按照規(guī)則排列的車輪，對橋梁產(chǎn)生周期的加載作用。因此，在分析列車通過橋梁的動力作用機(jī)制時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行橋梁與列車耦合振動性能測試，以此獲得橋梁和列車的振動耦合相應(yīng)規(guī)律。

（3）橋梁動力性能測試。對列車以各種速度通過橋梁時(shí)，橋梁的自振特性以及梁體的動力相應(yīng)，對在動載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，以此判斷橋梁的橫向剛度、豎向剛度是否能夠滿足橋梁的實(shí)際需求，同時(shí)評定橋梁的動力性能以及列車通過橋梁的可靠性。

3.2 弓網(wǎng)關(guān)系技術(shù)分析

列車在高速行駛的過程中，采用哪種弓網(wǎng)形式，會對列車的正常取流產(chǎn)生一定的影響。因此，需要對弓網(wǎng)關(guān)系進(jìn)行深入的研究。列車弓網(wǎng)關(guān)系涉及的技術(shù)包括新型受電弓空氣動力學(xué)性能、新型弓網(wǎng)系統(tǒng)受流性能，一方面，對于新型受電弓空氣動力學(xué)性能，不同列車組車頂形狀在雙向運(yùn)行時(shí)，受電弓導(dǎo)流裝置的角度與位置不同，需要對不同動車的受電弓空氣動力學(xué)性能進(jìn)行測試，以此研究列車在高速行駛狀況下，受電弓空氣動力學(xué)性能與動車組受電弓導(dǎo)流裝置的角度、位置的設(shè)置的關(guān)系；另一方面，新型弓網(wǎng)系統(tǒng)受流性能，通過測試弓網(wǎng)動態(tài)接觸力、接觸線動態(tài)高度、硬點(diǎn)以及燃弧等，為了驗(yàn)證接觸網(wǎng)張力組合與受電弓的弓網(wǎng)的安全性與適應(yīng)性，應(yīng)該采用圖像監(jiān)視弓網(wǎng)受流，以此評價(jià)不同距離或者運(yùn)行方式雙受電弓受流性能、不同型號受電弓的受流性能。

3.3 列車空氣動力學(xué)技術(shù)分析

列車在高速行駛過程中產(chǎn)生的氣動現(xiàn)象，會對附近環(huán)境造成一定的影響，同時(shí)，氣動力會對列車的運(yùn)行以及本身產(chǎn)生一定的影響。因此，必須進(jìn)行列車空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)分析，具體內(nèi)容包括：對隧道長度增加、列車速度增加對微氣壓波激化現(xiàn)象進(jìn)行測試；對動車組在隧道內(nèi)交會或者高速通過隧道時(shí)產(chǎn)生的微氣壓波、瞬變壓力進(jìn)行測試，以此判斷氣壓變化時(shí)對列車氣密性以及旅客舒適度的影響；對列車交會或者高速行駛時(shí)的空氣動力效應(yīng)對車輛振動、動車組行駛安全造成的影響進(jìn)行測試，以此為鐵路隧道設(shè)計(jì)以及運(yùn)行調(diào)整提供可靠、有效的參考。

3.4 輪軌關(guān)系技術(shù)分析

輪軌關(guān)系直接影響列車行駛的安全性以及乘客的舒適性，列車在低速和高速行駛時(shí)，其與輪軌之間的作用關(guān)系不同，輪軌關(guān)系技術(shù)主要包括：①軌道不平順譜，現(xiàn)階段，我國既有的軌道不平順譜并不能夠準(zhǔn)確、全面的描述鐵路軌道狀態(tài)，需要采用綜合列車、軌道精調(diào)小車實(shí)際測量獲得的數(shù)據(jù)，采用新型的軌道不平順譜計(jì)算方法；②軌道不平順管理標(biāo)準(zhǔn)，我國鐵路軌道平順性標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍較窄，需要對軌道不平順區(qū)域的最高試驗(yàn)速度進(jìn)行實(shí)車測試；③車輛-軌道系統(tǒng)安全性評價(jià)，車輛與軌道之間的相互作用，將兩者耦合成一個系統(tǒng)，需要科學(xué)的選擇評價(jià)指標(biāo)，以此對鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試進(jìn)行準(zhǔn)確、全面的評價(jià)，因此，需要提出車輛-軌道系統(tǒng)安全性評價(jià)的新方法。

3.5 信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)

信號動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試主要是采用檢測列車、實(shí)際運(yùn)營列車，對信號系統(tǒng)的性能、狀態(tài)等進(jìn)行綜合、動態(tài)的調(diào)試和優(yōu)化，動態(tài)調(diào)試主要用于認(rèn)證車載設(shè)備與整個地面系統(tǒng)之間的接口，并驗(yàn)證地面控制系統(tǒng)對移動體控制數(shù)據(jù)的測試、調(diào)試效果，保證列車控制曲線與地面設(shè)計(jì)相匹配。動態(tài)聯(lián)調(diào)聯(lián)試還能夠?qū)α锌叵到y(tǒng)數(shù)據(jù)、現(xiàn)場安裝配置的一致性進(jìn)行檢測，測試各通信參數(shù)指標(biāo)，優(yōu)化無線通信網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)測試項(xiàng)目包括：調(diào)車區(qū)域測試、信號區(qū)域轉(zhuǎn)換測試、線路通信參數(shù)以及列車運(yùn)營過程中各子信號系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性測試。

4 實(shí)例分析

以中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司的某鐵路工程為例，如圖2，采用檢測列車、測試動車組、綜合檢測列車和相關(guān)檢測設(shè)備，對全線各系統(tǒng)進(jìn)行了綜合測試，評價(jià)和驗(yàn)證了軌道、供變電、接觸網(wǎng)、通信、信號、客服、防災(zāi)等系統(tǒng)的功能，通過運(yùn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證行車組織方式能夠滿足運(yùn)營要求。由于軌道、弓網(wǎng)數(shù)據(jù)良好，四電設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，聯(lián)調(diào)聯(lián)試第5天，試驗(yàn)動車速度便達(dá)到了275km/h，隨后的通信系統(tǒng)測試存在以下問題，并采取了對應(yīng)措施進(jìn)行處理，如表1所示，通過處理，信號試驗(yàn)顯示系統(tǒng)各項(xiàng)數(shù)據(jù)均良好。全線預(yù)拉通試驗(yàn)中，全部試驗(yàn)項(xiàng)目一次性完成，受到了設(shè)備管理單位的好評。在試運(yùn)行前最后一次全線拉通試驗(yàn)中，試驗(yàn)動車組全線運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)均達(dá)到了運(yùn)營要求，圓滿完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作。

圖2 某鐵路工程站臺

表1 通信系統(tǒng)測試及管理

5 結(jié)束語

總而言之，我國鐵路信號系統(tǒng)集成度高、數(shù)據(jù)復(fù)雜、功能需求高，采用聯(lián)調(diào)聯(lián)試技術(shù)，能夠有效的完善信號系統(tǒng)功能，為信號系統(tǒng)以及鐵路運(yùn)輸安全、穩(wěn)定的運(yùn)行提供可靠的保障。

[1]張秀廣.高速鐵路通信信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2011，8（6）：1～4.

[2]楊金讓.高速鐵路通信、信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試方案的探討[J].價(jià)值工程，2015（3）：91～93.

[3]禹志陽.高速鐵路信號系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試常見問題分析與對策[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2013，10（1）：1～4.

U284

A

1004-7344（2016）09-0115-02

2016-3-15

張海軍（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事項(xiàng)目工程技術(shù)管理工作。