城市軌道交通初期運營安全評估中系統測試方法及建議

趙慧陽

（鄭州地鐵集團有限公司，河南 鄭州450000）

根據《技術規范》要求，涉及電客車的系統測試包括軌道動態幾何狀參數、車輛動力學響應和弓網關系測試，各項技術標準均在規范中明確，軌道、電客車、接觸網三個系統相輔相成，通過這三項測試，充分驗證在運行過程中各個系統的配合情況，降低后續運營風險。《技術規范》于2019 年7 月1 日開始執行，鄭州地鐵集團根據規范及評審要求進行總結，為后續線路開通提供指導。

1 軌道動態幾何參數測試

1.1 測試目的

測試軌道動態幾何狀參數是否符合標準及設計要求。

1.2 測試方法

利用軌檢梁、車體加速度傳感器、數據存儲終端等設備。將軌檢梁安裝在構架上，采集傳感器信號至車內數據存儲終端進行數據處理，得到軌道幾何參數。同時通過速度信號處理實現電客車數據的精準定位。

圖1 設備布置圖

軌檢梁是軌道幾何參數檢測中最重要的設備，由2D 激光位移傳感器和慣性包組成，采用便攜安裝方式，快速安裝快速拆除，不會對列車造成任何影響。考慮檢測準確性，將軌檢梁安裝在轉向架構架上。為便于設備安裝，對構架軌檢梁相匹配的安裝接口應在電客車設計聯絡會上提出，防止出現后續設備無法安裝情況。軌枕梁如圖2 所示。

圖2 軌檢梁效果圖

圖3 車下軌檢設備安裝示意圖

2 弓網關系測試方法

2.1 測試目的

測試受電弓同接觸網之間的配合情況，是否符合設計要求。

2.2 測試方法

通過安裝在車頂的高速數字相機采集視頻信號，通過圖像處理完成滑板高度計算，同時記錄弓網動態運行的視頻錄像。LMS 激光雷達用于測量動態導線高度和拉出值，并將所測數據傳送至檢測主機。安裝在受電弓底架上的帶嵌入式操作系統的微型計算機完成DC1.5kV 高壓環境傳感器輸出信號的采集工作，并通過光纜將采集的數據傳至檢測主機。車頂上安裝的火花探測器，測定燃弧火花發生的地點, 統計燃弧時間和次數，檢出最大燃弧時間，燃弧率。

圖4 弓網關系設備布局圖

圖5 安裝示意圖

3 動力學響應測試方法

3.1 測試目的

車輛動力學響應測試包括運行穩定性測試、運行平穩性測試內容，用于評價軌道狀態和車輛運行狀態的匹配性，是否符合車輛運行穩定性和平穩性的要求。

3.2 測試方法

利用測力輪對、速度傳感器、加速度傳感器、數據采集系統等設備，電客車測試速度級由低到高逐級提速，每個速度級在左、右線上各運行1-2 個往返。檢查是否存在異常的輪軌作用力，確定所有的動力學響應參數均未超出評判限度值并有足夠的裕量后，再進行更高速度級的測試。完成各級速度以后，按照ATO 模式駕駛，以ATO 模式評判最終結果。

圖6 測力輪對安裝軸位圖

3.3 動力學響應測試同型式試驗的區別

根據GB/T 14894-2005 要求，列車上線前，需進行動力學型式試驗，動力學指標要求同《技術規范》中車輛動力學響應標準一致，兩者區別如下：

3.3.1 測試前提條件不同。動力學型式試驗開始前，軌道需完成靜態驗收。動力學響應測試前，動力學型式試驗、本線路的軌道動態幾何狀態參數需合格才可進行。

3.3.2 測試地點要求不同。動力學型式試驗只要求在典型工況（不同曲線半徑下）進行，平均線路條件相同時，可在其它線路進行，而動力學響應測試只能在本線路進行。

3.3.3 測試范圍不同。動力學響應測試除按照不同速度等級進行測試外，還包括ATO 模式及道岔區的測試，覆蓋整個正線區間。

3.3.4 測試工況不同。為模擬正常載客情況，通常動力學型式試驗包括AW0、AW3 工況，動力學響應只需進行AW0 試驗。

動力學響應測試是在軌道、車輛驗收試驗合格后進行，為檢驗軌道- 車輛的匹配性增加的試驗，用于發現軌道、車輛配合方面存在的問題，按照試驗結果排查問題。

4 結論

在系統測試過程中，通常車輛動力學響應可能會出現不同理解。第一，測試方法不夠明確。動力學響應測試方法未在《技術規范》中明確，不同測試機構測試方法存在不統一。各地鐵公司應根據自身情況，對正線所有區間進行覆蓋，包括岔區和折返線，保證所有區間無異常數據。第二，評判對象不明確。同一線路，可能存在多種車型運營的情況，對于動力學響應測試，未明確一種或者所有車型均要進行試驗。根據試驗經驗，建議選取較新車型，避免車輛自身原因導致測試結果超標。第三，測試標準較為簡單。隨著不同建設進度的進行，將會出現老車參與延長線路開通評審的情況。隨著運營時間的增加，車輛動力學性能將會降低，存在超過標準的可能，而《技術規范》中動力學響應測試結果未規定不同結果下的處理措施。根據GB/T 5599-85《鐵道車輛動力學性能評定和試驗鑒定規范》要求，動力學試驗結果建議標準制定部門區分不同的限度，分為合格標準和安全裕量標準。