徐俊杰 王睿 陳建斌 許鈺文


摘要:本文介紹國內外高速綜合檢測列車發展概況,分析對比國外綜合檢測列車的特點。闡述我國高速綜合檢測列車發展概況,結合當前國內服役的高速綜合檢測列車,對我國高速綜合檢測列車功能和技術特點進行分析,并對綜合檢測列車的發展方向進行展望。
關鍵詞:高速綜合檢測列車;高鐵醫生;聯調聯試;基礎設施
高速鐵路的安全運行對鐵路基礎設施的技術指標有著極高的要求,截至2020年底,全國高速鐵路達3.9萬公里,因此對鐵路線路的日常維護和安全監測也是一個挑戰。我們在日常乘坐火車時除了“和諧號”、“復興號”等運營車輛以外,還常常看到一個特殊功能的動車組,也就是我們的“高鐵醫生”高速綜合檢測列車,根據它顏色的區別,我們也把它分為“黃醫生”、“白醫生”。這些“高鐵醫生”能夠準確有效的對鐵路基礎設施的性能指標作出準確的診斷和評估,也為保障鐵路運輸安全和線路養護維修提供了技術支撐。
一、國內外高速綜合檢測列車的發展
1.1 國外高速綜合檢測列車的發展
隨著世界各國鐵路的快速發展,對鐵路運行安全管理和基礎設施檢測的要求也越來越高,日本、法國、英國等高速鐵路發達的國家采用裝備先進檢測設備并具備綜合數據處理和分析功能的高速綜合檢測列車對鐵路基礎設施進行檢測。美國和德國沒有專門的高速綜合檢測列車,采取機車后面加掛綜合檢測車的方式進行基礎設施檢測。
目前,國外較為先進的綜合檢測列車以法國最高檢測速度320km/h的“IRIS320”、日本最高檢測速度275km/h的“黃色醫生”和“East-I”、意大利最高檢測速度220km/h的“Archimede”、英國最高檢測速度的“NMT”等綜合檢測列車,這些檢測車的最高檢測速度基本都在320km/h以下。總體來說,國外在高速綜合檢測列車和數據分析方面取得了較大進展,但由于受到鐵路運營條件的限制,需要結合具體國情和鐵路發展才能取得更大突破。
1.2我國高速綜合檢測列車的發展
我國高速綜合檢測列車的發展經歷了一個從無到有,從落后到世界領先的過程。從我們最初相互獨立的專業檢測車(如接觸網檢測車、軌道檢查車、通信信號檢測車)到安全綜合檢測車,再從安全綜合檢測車到高速綜合檢測列車,其檢測內容也從單一的專項檢測發展為多系統多專業的綜合檢測,檢測速度、檢測結果的準確性也由低到高,能夠快速準確的獲取高速列車和基礎設施各項性能指標,檢測目的也從安全運營保障到指導線路的養護維修。
目前,我國先后共研制了12列高速綜合檢測列車,主要用于日常線路的安全檢測和新線開通的聯調聯試,這些高速綜合檢測列車多是基于現有動車組技術平臺改造或新造而成。綜合檢測的內容主要包括軌道幾何、接觸網、通信、信號、線路環境等基礎設施狀態,以及輪軌接觸狀態、車輛加速度等高速動車組的動態性能。高速綜合檢測列車還集成現代測量技術、時空定位技術、大數據處理等先進檢測技術,能確保采集到的數據能夠在時間、速度和里程位置上保持同步,從而準確有效的對高速列車的運行品質和基礎設施的性能指標作出評價,同時為保障鐵路運輸安全和線路養護維修提供技術支撐。此外,為滿足檢測人員的生活和工作需求,檢測列車還設置了工作車、餐車、臥鋪車等設施。
二、我國高速綜合檢測列車的運用現狀
目前,我國CRH系列動車組包括4種技術平臺、20多種型號,時速覆蓋200~380公里,包含普通、高寒、城際、綜合檢測、臥鋪等多類車種。隨著高速鐵路網的快速發展,鐵路部門對線路日常監測的要求也愈加嚴格,新線開通的聯調聯試的任務也越來越多,這些都不開“高鐵醫生”-高速綜合檢測列車的保駕護航。
為滿足高速鐵路實施軌道、接觸網、通信信號等基礎設施的定期綜合檢測,在已定型動車組基礎上進行技術改造,截止2020年8月,全路共配屬12組高速綜合檢測列車,分別是CRH2A-2010、CRH2C-2061、CRH5J-0501、CRH2C-2068、CRH2C-2150、CRH380AJ-0201、CRH380BJ-0301、CRH380AM-0204、CRH380AJ-0202、CRH380AJ-0203、CRH2J-0205、CRH380BJ-A-0504型高速綜合檢測列車,其中250km/h速度級3列、350km/h速度級9列,其制造廠家,新造或改造時間、顏色明細如下表1,它們直屬中國國家鐵路集團有限公司和中國鐵道科學研究院管理和運用。
CRH2A-2010是我國自主集成制造的第一組綜合檢測列車,其最高檢測速度達250km/h,填補了我國高速鐵路綜合檢測列車的空白;CRH380AJ-0201是由四方廠新造的第一組CRH380系列的高速綜合檢測列車,用于350km/h線路的檢測與聯調聯試;CRH380BJ-A-0504是基于CRH380BG型高寒動車組平臺研制,并由長客廠新造的第一組高寒區高速綜合檢測列車,與CRH380BJ-0301共同負責東北高寒地區的檢測任務(如下圖1示)。
三、我國高速綜合檢測列車的技術特點
隨著我國高速鐵路的發展,我國高速綜合檢測列車也取得了快速發展,并形成了一定規模的高速綜合檢測列車體系,當前我國的高速綜合檢測列車具有檢測速度快、檢測項目多、檢測范圍廣、檢測技術先進、檢測精度高、系統集成度高等特點。
檢測速度快:CRH380B-002(CRH380BJ-0301)綜合檢測列車持續檢測速度達到了350km/h,其最高試驗速度400km/h,其它的高速綜合檢測列車檢測速度也都在250km/h及以上。CRH380AJ-0203號高速綜合檢測列車在京張高鐵聯調聯試期間最高檢測速度達385km/h。
檢測項目多:高速綜合檢測列車主要對軌道、接觸網、供電、信號、通信、輪軌動力學等系統進行檢測,能夠對鐵路基礎設施做一個全面的診斷和評估。
檢測范圍廣:截止截至2019年底,全國高速鐵路達3.5萬公里。預計到2020年底,全國高速鐵路達3.9萬公里。鐵路部門利用高速綜合檢測列車定期對這些線路進行監測,為鐵路工務、電務等部門的日常線路維護提供技術支撐,并在新線開通聯調聯試中對軌道、接觸網、供電、信號、等系統性能進行驗證,評價各項性能指標是否符合標準和設計要求,為新線開通運營提供技術保障。
檢測技術先進:CRH380BJ-0301列車在CRH2A-2010列車的研發基礎上進行了升級和再創新,突破了軌道長波不平順檢測、軌道不平順譜、車輛/軌道系統狀態綜合評價、動態輪軌力連續測量等多項關鍵技術,2016年長客廠新下線的綜合檢測列車是第一組高寒區綜合檢測列車,實現了對東北高寒地區鐵路線路的普查檢測。
檢測精度高:高速綜合檢測列車集成的綜合系統可以將列車的速度、時鐘、里程等信息統一起來,實現了系統各參數的的同步檢測和精確定位功能,在400km/h條件下檢測列車的定位精度達到1m,軌道、信號、通信、弓網等各系統也能滿足高速鐵路基礎設施實時高精度的檢測要求。
系統集成度高:高速綜合檢測列車通過多專業檢測系統數據接口設計,集成了多專業檢測數據綜合處理分析系統,實現了多專業檢測數據的統一儲存管理和綜合評價分析。
四、總結與展望
高速綜合檢測列車是鐵路基礎設施檢測的重要技術裝備,在鐵路安全運營、日常線路養護維修和新線聯調聯試中發揮著重要作用。目前,我國高速綜合檢測列車已經具備一定規模,且檢測覆蓋范圍廣,適應性強,能夠滿足日常線路養護和新線開通的聯調聯試工作。隨著高速鐵路的快速發展,也對高速綜合檢測列車的檢測速度、檢測精度、檢測手段和檢測項目上也提出了更高的要求,以實現我國高速鐵路檢測的科學化、高效化、智能化管理。
參考文獻:
[1]仲崇成,李恒奎,李鵬.高速綜合檢測列車綜述[J].中國鐵路,2013(06):89-93.
[2]劉琨,梁志明,王建國.高寒高速綜合檢測列車[J].鐵道車輛,2018,56(005):29-31.
[3]Anytrain.中國鐵路裝備之高速綜合檢測列車|圖集.軌道世界.
[4]王衛東,顧世平,高利民,高速鐵路基礎設施綜合檢測技術[J].鐵路技術創新,2015(02):11-16.
[5]馬凱.高速綜合檢測試驗列車研發設想[J].城市軌道交通研究,2020,023(002):79-83.
基金項目:2021湖南鐵路科技職業技術學院 院級課題“基于輪軌粗糙度的的軌道車輛減振降噪方案研究”(項目編號:HNTKY-KT2021-2)
作者簡介:徐俊杰(1991-),男,湖北黃岡人,碩士,助理工程師,主要研究方向為車輛動力學。