高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的探討及應(yīng)用

摘要：高速鐵路作為新時(shí)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，其對(duì)施工、檢測(cè)和運(yùn)營(yíng)等技術(shù)的要求更為嚴(yán)格。接觸網(wǎng)是為高速鐵路動(dòng)車(chē)組提供電力的關(guān)鍵設(shè)備，其安全性和可靠性直接影響高速鐵路運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)的安全和效率。為保障高速鐵路供電的安全可靠，根據(jù)在鐵路供電系統(tǒng)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，文章對(duì)高速鐵路接觸網(wǎng)供電安全檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；檢測(cè)技術(shù)；動(dòng)車(chē)組；電力設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U225 文章編號(hào)：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(wǎng)在運(yùn)行時(shí)需要力和電的共同作用，因此，接觸網(wǎng)故障一般分為機(jī)械故障和電氣燒傷故障。電氣燒傷故障時(shí)，由于線路較為隱蔽，通常燒傷故障不容易被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，如果故障部位長(zhǎng)期通電，會(huì)加重?zé)齻课坏钠茡p程度，最終造成接觸網(wǎng)線路燒斷等嚴(yán)重故障，從而阻礙高速鐵路的正常運(yùn)營(yíng)并給鐵路系統(tǒng)的安全性造成威脅。因此，高速鐵路接觸網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在鐵路運(yùn)營(yíng)中起著重要作用。傳統(tǒng)的鐵路供電安全檢測(cè)技術(shù)集成度低、功能較為簡(jiǎn)單、檢測(cè)范圍小，面對(duì)高速響應(yīng)和高度安全性的要求，構(gòu)建高速鐵路供電安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即“6C系統(tǒng)”，尤為必要。

2 高速鐵路供電安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為了提高高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，必須在系統(tǒng)的理論、設(shè)計(jì)、檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝備水平、運(yùn)營(yíng)維護(hù)水平等方面為高速鐵路供電安全檢測(cè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（6C系統(tǒng)）提供全面保障。高速弓網(wǎng)綜合檢測(cè)裝置（CPCM）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）、車(chē)載接觸網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)裝置（CCLM）、接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝置（CCHM）、受電弓滑板監(jiān)測(cè)裝置（CPVM）、接觸網(wǎng)及供電設(shè)備地面檢測(cè)裝置（CCGM）合稱為6C系統(tǒng)。

6C系統(tǒng)作為一種新的檢測(cè)技術(shù)，能夠提供各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，全面檢測(cè)牽引供電和接觸網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和設(shè)備維修提供科學(xué)有效的技術(shù)依據(jù)。6C系統(tǒng)的主要功能如表1所示。

構(gòu)建6C系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中傳輸和信息共享，形成開(kāi)放式的信息交互平臺(tái)。這種檢測(cè)技術(shù)能夠從根本上解決傳統(tǒng)鐵路供電安全檢測(cè)技術(shù)中集成度低、檢測(cè)范圍小、規(guī)模小的問(wèn)題。下面對(duì)高速弓網(wǎng)綜合檢測(cè)裝置（CPCM）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）和接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝置（CCHM）的檢測(cè)流程進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

2.1 高速弓網(wǎng)綜合檢測(cè)裝置（CPCM）

高速弓網(wǎng)綜合檢測(cè)裝置是配合車(chē)頂?shù)母咔鍞z像頭工作的，通過(guò)對(duì)受電弓和接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)拍攝記錄，將圖像信息傳輸?shù)诫娮庸裰械母鱾€(gè)單項(xiàng)采集裝置內(nèi)生成數(shù)據(jù)，再將各項(xiàng)參數(shù)輸送到計(jì)算機(jī)的分析軟件中進(jìn)行分析和比對(duì)，就能夠檢測(cè)出采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是否超標(biāo)。

例如，對(duì)接觸線拉出值的檢測(cè)就是在機(jī)車(chē)車(chē)頂安裝微電子接近檢測(cè)器和攝像頭，通過(guò)對(duì)接觸線的電磁感應(yīng)進(jìn)行接觸線拉出值的檢測(cè)。在高鐵運(yùn)行時(shí)，每當(dāng)車(chē)頂檢測(cè)器中的微電子靠近接觸線，就會(huì)與接觸線產(chǎn)生感應(yīng)電流，并在輸出設(shè)備上顯示出電壓信號(hào)。這種非接觸性的檢測(cè)技術(shù)不會(huì)受到外界氣候的影響，同時(shí)由于檢測(cè)設(shè)備不與接觸線直接接觸使得設(shè)備免受導(dǎo)線等外界壓力和線路狀況的影響。這種檢測(cè)方法靈敏度高，檢測(cè)結(jié)果具有較高的可靠性和時(shí)效性。

2.2 接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）

接觸網(wǎng)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(shí)現(xiàn)檢測(cè)。其中高速攝像頭一般由一個(gè)高像素和一個(gè)較低像素的攝像頭組成，分別對(duì)接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行局部近距離特寫(xiě)和整體觀察。檢測(cè)人員可以結(jié)合這兩個(gè)畫(huà)面，對(duì)某一部件著眼于全局進(jìn)行觀察分析，然后對(duì)接觸網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài)做出綜合性判斷。

圖像采集工作完成后，檢測(cè)人員要回放列車(chē)運(yùn)行周期內(nèi)所拍攝的視頻畫(huà)面，并進(jìn)行詳細(xì)的瀏覽，辨別接觸網(wǎng)設(shè)備是否存在缺陷，此過(guò)程耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)。因此，在圖像采集之后的檢查過(guò)程還需要不斷完善，例如，將智能檢測(cè)設(shè)備安裝在計(jì)算機(jī)的開(kāi)放式接口處，實(shí)現(xiàn)檢查的自動(dòng)化。

2.3 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)測(cè)裝置（CCHM）

圖1 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)流程

接觸網(wǎng)的接觸懸掛系統(tǒng)中各個(gè)零部件的狀態(tài)也是檢測(cè)的主要內(nèi)容，一旦接觸網(wǎng)懸掛系統(tǒng)中的零部件出現(xiàn)故障，高速鐵路的供電系統(tǒng)也就會(huì)隨之發(fā)生故障。針對(duì)接觸網(wǎng)零部件的安全問(wèn)題檢測(cè)，一般采用人工巡檢的方法，但是這種方法耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)、難度較大。因此，提出了一種能夠在不切斷接觸網(wǎng)電源的情況下進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)的檢測(cè)技術(shù)。對(duì)接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)的檢測(cè)技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像的匹配和識(shí)別的技術(shù)。一般利用霍夫變換算法和模板匹配法進(jìn)行圖像處理，并對(duì)接觸網(wǎng)上的局部特性進(jìn)行檢測(cè)，從而識(shí)別零部件的位置狀態(tài)和缺陷程度。首先，在接觸網(wǎng)上提取樣本圖像，將樣本進(jìn)行物體分離，選取物體的主要特征，根據(jù)相應(yīng)特征建立樣本模板。然后，采用邊緣檢測(cè)技術(shù)對(duì)待檢物體進(jìn)行檢測(cè)。接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)流程如圖1所示。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速鐵路是適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的產(chǎn)物，高速鐵路相關(guān)技術(shù)的改善和發(fā)展是當(dāng)今世界科技發(fā)展的必然要求。圍繞6C系統(tǒng)進(jìn)行交互范圍的擴(kuò)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體能力，構(gòu)建和完善牽引供電統(tǒng)一的信息交互平臺(tái)，保證高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全地為鐵路運(yùn)行提供電力支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬(wàn)國(guó)華.以6C系統(tǒng)為中心的牽引供電統(tǒng)一信息平臺(tái)

[J].價(jià)值工程，2013，（13）.

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

[3] 謝大鵬，孫忠國(guó).圖像識(shí)別技術(shù)在接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用[J].電氣化鐵道，2014，（2）.

[4] 趙俊彥，任崇巍.電氣化鐵路接觸網(wǎng)成像檢測(cè)系統(tǒng)在高鐵上的運(yùn)用[J].鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2012，（3）.

作者簡(jiǎn)介：張學(xué)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(wǎng)檢測(cè)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint