城市軌道交通綜合檢測車方案研究關鍵分析

胡濤

摘要：本文主要按照現下城市軌道交通特征，結合日常檢測現狀，充分借鑒高速鐵路綜合檢測列車成功實踐經驗，研究城市軌道交通綜合檢測車，分析其總體、車輛方案基礎上，精細化闡述其檢測系統方案。

關鍵詞：城市軌道交通;基礎設施;綜合檢測;檢測系統

前言

城市化發展過程中，我國城市軌道交通處于新發展階段，客流量呈上升態勢，檢修時間持續性被縮短，車輛長時間內處于高負荷運營中。因此，為保證行車可靠性及安全性，需積極加大研究城市軌道交通綜合檢測車，確保車輛運行可靠性及安全性。

一、總體及車輛方案分析

（一）總體方案

城市軌道交通綜合檢測車以地鐵B型車為主，以三輛為編制組合單位，全車體選用鋁合金材料，其中最大抽重量高達14t，最高運行速度可達120km/h，并預先存留一定的運行接口，其接口呈現為全自動化。綜合檢測車輛可聯合配置定位同步、軌道、鋼軌輪廓、通信及信號等檢測系統，不同系統構成及功能不盡相同。

（二）車輛方案

整個車輛材料主要以全鋁合金為主，車體受垂直載荷狀況下可受850kN壓縮力，并吻合車體運行相關要求。轉向架作為車輛核心構成，其質量與最終行車可靠性密切相關，選取H型低合金高強度鋼板作為整體焊接構架。牽引系統為車輛運行提供驅動力，主要選取變頻變壓逆變器實現速度調節，傳動系統選取三相異步電機，以此驅動系統運行，控制逆變器控制系統功能實現，主要依托微機控制實現，具備較強的故障自診斷及信息存儲能力;牽引方式為車控模式，并利用2臺輔助變流器做以輔助。制動系統主要選用微機控制，以架控模式為主，一個轉向架匹配一個制動控制單元。

二、車輛系統方案分析

（一）定位同步系統

為從本質層面提高檢測精準度，確保各項檢測系統檢測速度、里程及時間統一性，車輛應增設相應的同步系統。利用精度較高的衛星定位授時系統，內部配備精度較高溫度恒定系統，為衛星功能失效條件下時間保持功能仍處于正常。定位同步系統內部包含多個模塊，即全球導航模塊、射頻識別、光電編碼器、采集處理等，全球導航模塊主要是動態化接收衛星信號，并將其數據與初期數據庫進行比對，經緯度數據與數據庫內信息保持一致時，可精準性提取相關線路信息，利用誤差修正方法獲取精準性較高的里程信息;射頻識別是接收相關信號之后，將其與數據庫信息比對，也通誤差修正方法獲取準確里程信息，將該信息動態化傳輸至其他系統內。

（二）軌道幾何、鋼軌輪廓檢測系統

一方面，軌道幾何檢測系統主要選取多種方式，并保證其處于承載狀態下檢測軌道，一般檢測內容較多，如軌距、左右軌距、三角坑等。檢測上述項目核心內容為，動態化實現測量軌道各類參數，實現自動化分析，準確判定軌道各類數據存在偏差，為后續養護維修工作提供保證。另一方面，鋼軌輪廓檢測系統。充分應用光測量技術，在車輛下方增設相應的攝像機和激光器，動態化對鋼軌進行多維度、多層次圖像采集，依托計算機技術對其圖像進行處理，將正常鋼軌作為基準點，將處理數據與其進行比對，獲取其相關磨損參考數據，完成數據合成傳輸、速度調整及優化。一般采樣單位以1m即可，精度控制在0.2mm[1]。

（三）軌道狀態巡檢系統

為達成軌道狀態巡檢目標，需充分以數字高清技術、機器視覺等為導向，選取圖像傳感器，并保證其擁有較強的辨識率、噪聲低，設計高速動態化圖像采集系統，保證線路軌道設施成像更具清晰化。以圖像分析、模式等為基礎，充分利用專家系統實時對線路運行狀態檢測，通過性能優良的計算機、大數據等技術，全生命周期巡視線路設備工作狀態，自動化辨識各類質量缺陷，及時記錄于相關數據庫內。軌道狀態巡檢系統包含技術指標較多，如圖像分辨率、缺陷檢出率。

（四）接觸網/軌檢測系統

1、接觸網檢測系統

接觸網檢測系統主要包含兩種形式，即非接觸式檢測、接觸式檢測。第一，接觸網幾何參數檢測系統選取非接觸式檢測，利用高精度掃描技術，實現多個幾何參數信息實時檢測，依照初期設定采樣率等參數，對周圍環境循環掃描，動態化對數據進行分析，辨識接觸線信息獲取初期檢測成果，并將其與位移補償傳感器結果進行比對，獲取最終車體振動補償后檢測結果。第二，接觸式接觸網檢測系統以傳感技術為導向，選取精度較高的傳感器和激光距器檢測接觸網，檢測信號依托信號傳輸系統傳輸至自動采集系統，對其數據自動存儲、超限自動判斷與對比診斷，實現多個參數動態化檢測[2]。

2、接觸軌檢測系統

第一，接觸軌幾何參數檢測系統主要利用視覺光測量技術，選取光源照射、走行軌輪廓，通過將實際坐標進行變換、計算機圖像濾波等處理措施，計算相應鋼軌特征點處于空間坐標內實際位移變化量。選取動態化實時操作系統，依托安設于車輪軸端編碼器脈沖，對車輛接觸軌和行走軌道信息采集及高效處理。動態化操作平臺對檢測數據精準性判定，并及時生成相關圖形及數據，利用數據平臺完成數據接收、存儲等操作，可實現同一線路兩次檢測數據比對，掌握線路出現異常變化現象。第二，接觸軌受檢測系統選用各類檢測設備，完成接觸軌系統動態平順性檢測，判定其運行實際狀況。

3、信號及安全監測系統

一方面，針對城市軌道交通應用頻次較高的設備實現在線檢測，其核心構成包含綜合檢測主機、數據分析設備等，可實現對歐標應答器報文接收質量，以及上行鏈路信號進行動態化檢測，實現多個信號綜合性分析，掌握應答器編號及連接狀況。另一方面，安全監測系統主要是針對車輛核心關鍵點進行動態化監測，聯合專家系統完成車地數據雙向傳輸，判定列車健康狀況。安全監測系統可實現各設備診斷功能，對核心重點部件動態化監測，按照現下實際狀況提出可行性較高的措施，優化列車各方面性能，提高列車安全性及可靠性，降低實際運維成本。

按照城市軌道交通特征規律，積極研究城市軌道交通綜合檢測車，可滿足多個交通檢測環境，其內部涉及多個系統，實現多個參數一體化監測，動態化、全方位檢測各項指標，提高檢測效率同時，為后續養護維修奠定良好基礎。同時，在相關技術層面勇于創新，該車輛可靠性、針對性較強，為城市軌道交通運營安全奠定良好基礎。

參考文獻

[1]楊承東，徐余明.基于云計算技術的城市軌道交通綜合監控系統架構方案[J].城市軌道交通研究，2020，23（5）：6-9.

[2]李強.基于關聯性模型的城市軌道交通綜合監控系統設計[J].自動化與儀器儀表，2019，239（9）：69-72.

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