關于鐵路供電安全檢測監測系統（6C系統） 檢測數據分析的探討

呂廣

摘 要：牽引供電系統是電氣化鐵路的重要組成部分，其運行品質直接決定電氣化鐵路的安全和效益。為確保牽引供電系統安全穩定運行，增強供電的可靠性和連續性，就需要一個優質高效的牽引供電運行狀態檢測系統和分析評價方法，對牽引供電系統的運行狀態及問題缺陷進行快速、正確的分析。

關鍵詞：鐵路;供電;檢測;分析

中圖分類號：U229 文獻標識碼：A

1 鐵路供電安全檢測監測系統（6C系統）檢測數據的分析的重要性

隨著鐵路供電安全檢測監測系統（以下簡稱“6C系統”）在電氣化鐵路接觸網運行和檢修中推廣運用，其檢測數據分析與評價為接觸網運行和檢修提供了可靠依據，大大提高了接觸網檢測、監測和運行、檢修水平;同時在電氣化鐵路接觸網故障處理中有效應用6C系統的檢測數據分析，提高了故障查找處置效率和分析水平，最大限度地壓縮故障停時，6C系統檢測結果數據的分析與診斷就變得尤為重要。

分析診斷是根據接觸網檢測結果，判斷設備運行狀態、預測設備狀態變化趨勢、判定缺陷等級，為維修提供依據的基礎。接觸網設備應充分利用6C系統等手段，定期進行檢測，開展即時、定期分析診斷，按照標準值、警示值、限界值界定設備狀態，劃分缺陷等級，為設備維修提供依據。

2 6C裝置及檢測特性

6C系統目的是對高速鐵路的牽引供電系統進行全方位、全覆蓋的綜合檢測監測，主要功能包括對高速接觸網懸掛參數和弓網運行參數的檢測，對接觸網懸掛、腕臂結構、附屬線索和零部件的檢測，對接觸網參數的實時檢測，對動車組受電弓滑板狀態及接觸網特殊斷面和地點的實時監測等，對接觸網運行參數和供電設備參數的實時在線檢測。

（1）高速弓網性能綜合檢測系統（C1）。高速弓網綜合檢測裝置，在綜合檢測列車安裝的車載式接觸網檢測設備，隨著綜合檢測列車在高速鐵路上巡回檢測運行，對高速鐵路接觸網的參數和狀態、高速弓網關系進行綜合性檢測。

檢測項目：弓網動態作用參數;接觸網幾何結構參數;供電參數;弓網運行環境圖像監視系統;定位參數及輔助信息。

（2）接觸網安全狀態巡檢系統（C2）。接觸網安全巡檢裝置，在運營動車組上臨時安裝的檢測設備，對接觸網的狀態進行檢測，統計分析接觸懸掛部件技術狀態，指導接觸網狀態維修。

檢測項目：監測接觸網設備有無明顯脫、斷、偏移及其他異常情況，有無鳥巢、危樹等可能危及接觸網供電的周邊環境因素，有無侵入機車車輛限界、妨礙列車運行的障礙等。

（3）接觸網運行狀態檢測系統（C3）。在運營的動車組加裝車載接觸網運行狀態檢測裝置，隨著運營動車組的運行監測接觸網的運行狀態，以實現高速鐵路接觸網狀態的全覆蓋、全天候的動態檢測。系統同時為動車運行過程中出現的異常提供可靠的分析依據和預警信息。

檢測項目：接觸線動態拉出值、高度、接觸線的相互位置;燃弧次數、燃弧時間、燃弧率;接觸網溫度。

（4）接觸網懸掛狀態檢測監測系統（C4）。安裝在接觸網作業車或專用車輛上，周期性地對接觸網支持裝置、接觸懸掛等零部件進行高分辨率成像，對接觸網潛在缺陷進行預測和判斷。裝置包括多組高清晰攝像機、相陣相機、圖像采集、分析處理設備等。

檢測項目：接觸線幾何參數、接觸網接觸懸掛、絕緣部件、線路開關、附加導線、各種拉線、硬橫跨及軟橫跨、上跨橋及交叉跨越線路情況、線夾、吊弦、定位管等技術狀態檢測。

（5）接觸網與受電弓滑板監測系統（C5）。在高速鐵路的車站、動車組出入庫區域、車站咽喉區加裝受電弓滑板監測裝置，對受電弓滑板的損壞、斷裂等重要隱患的動態自動檢測和車頂異物及關鍵部件狀態的室內可視化觀測，及時發現運營動車組受電弓滑板的異常狀態，指導故障消缺，確保接觸網和受電弓的運行狀態良好。采用高速、高分辨率、非接觸式圖像分析測量技術。

檢測項目：監測動車組受電弓滑板的技術狀態。

（6）接觸網及供電設備地面監測系統（C6）。在接觸網特殊斷面（如：定位點、隧道出入口）及牽引變電所設置的監測設備，接觸網及供電設備地面監測裝置主要包括測量傳感器、數據采集裝置、數據傳輸裝置、電源系統等，指導接觸網及供電設備的維修。

檢測項目：接觸網張力、振動、抬升量、線索溫度、補償位移;供電設備的絕緣狀態、電纜頭溫度等參數。

3 6C系統檢測數據的分析診斷

數據分析方法有多參數分析、多源分析、閾值分析、對比分析、波形圖分析等方法;圖像分析方法有經驗分析、對比分析、標準設備對比分析、正反方向分析、智能輔助分析等方法。

下面就運用對比分析的方法對檢測數據的分析評價進行探討。

檢測數據分析方法——對比分析：對比分析法是數據分析中最常見也是最基礎的分析方法，對比分析法也會被稱之為比較分析法，是將兩個或兩個以上相互聯系的目標數據進行比較，分析其變化情況，了解目標的本質特征和變化規律。對于檢測數據分析中，我們從標準對比，時間對比以及空間對比三個方面入手。

（1）標準對比，根據檢測結果的多個參數，特別是拉出值、導線高度、接觸線坡度、定位器坡度，線索的相對位置等幾何參數的分析，對各個參數的變量進行絕對數對比與相對數對比，動態檢測與靜態測量相對比。

例如，弓網綜合檢測裝置的檢測數據結果，可以對比一桿一檔資料進行缺陷數據的位置確認及復核;對比接觸網平面布置圖查找設計形式及設計數值;對比設備供電分段示意圖分析從供電方式上引起的電氣方面產生過的影響;分析設備履歷，對比實際設備從施工結束到現在運營期間的技術改造和設備大修情況;對比設備動態檢測結果與靜態檢測記錄，從而分析設備在幾何位置、機械關系以及電氣關系方面的數據變化和原因。

在數據分析中，絕對數對比一般是指正數之間的對比，而相對數對比一般是相對數之間的對比，如轉化率、增長率、完成率等。從而分析出數據的本質以及引起數據變化的原因，綜合分析線，不孤立分析點，從而判斷供電設備的實際運行狀態。

（2）時間對比，依據時間軸對比分析檢測結果。

分析診斷包括即時分析診斷、定期分析診斷。

即時分析診斷：數據分析人員對車上（移動）及地面（定點）檢測、監測裝置獲取的數據報警、異常信息的及時分析判斷;出現接觸網跳閘、自動降弓及其它弓網異常情況時調用6C檢測裝置獲取數據的及時分析診斷。即時分析診斷要判斷缺陷等級及影響程度，即時分析人員當發現設備異常、嚴重缺陷時，應及時將相關信息通知設備管理單位技術主管部門及其它相關單位、部門。檢測過程中對歷史缺陷趨勢變化進行追蹤分析。

定期分析診斷：定期分析診斷是指按照缺陷數據、全面分析、季節性關鍵性問題分析項點，在規定的時限內完成分析任務，并填寫分析日志形成分析報告。

時間對比，依據時間軸對比分析檢測結果側重于環比分析，環比分析一般體現該時間段對比上個連續時間段的數據變化情況。通過分析項目波形曲線，并細分為：瀏覽行為，輕度交互，重度交互等事件，即可以提高數據分析的實效性，需要的數據可立即提取，又大量減少數據分析人員的工作量，從而提高分析效率。特別是對于6C檢測結果的電氣參數以及幾何參數的分析。如接觸網電壓、接觸網溫度、離線率、弓網接觸壓力、垂直加速度等不同參數間對比，例如C1的動態曲線，利用當前數據與歷史多個時間段檢測數據的對比，同一區段設備靜態檢測記錄，最近周期與以往不同周期的數據對比，從而比對出檢測數據變化的規律，判別設備缺陷根本原因，治標又治本。

（3）空間對比同比分析波形圖。我們不僅在時間軸上環比分析，還可以將C1、C2、C3、C4、C5、C6裝置的檢測結果多源性空間對比。空間對比應側重于同比分析，本期與上年同期的量級變化比，例如本日、本月、本季、本年度內的量級變化對比往年同日、同月、同季、同年度內的量級變比。例如，C1裝置出現的超標數據，在環境因素方面可以同比C2裝置的檢測結果，分析環境方面產生的影響;在電氣參數及動態幾何數據方面，同比C3裝置的報警數據，分析設備超標數據有無重合點;設備機械關系方面，同比分析C4裝置的檢測結果，同比設備結構有無變化異常狀態，從而引起檢測數據超標;與受電弓有關及弓網之間的參數，同比C5裝置的監測結果，同比是否由于受電弓的原因引發超標數據;充分利用C6裝置的監測數據，同比相關超標數據，及時準確分析設備的實際運行狀態。

同比主要是為了消除可能存在的周期變動的影響，當連續兩個周期波動特別大的時候，就不能只用環比去進行效果評估了，則需要將同比與環比放在一起進行分析。比如同一線別各個檢測參數的平均數、中位數、最大值、最小值等。在選擇具體使用哪個數據指標時，需要考慮結果的取向性，提取季節性關鍵性數據。

4 結語

本文從運用對比分析方法探討了6C系統檢測結果分析方法，為了充分發揮6C系統作用，提高供電設備安全風險超前防控能力，分析人員要綜合運用各種檢測數據與結果，充分了解各個檢測裝置特性，熟練掌握分析方法，靈活使用分析模式。通過各裝置的數據庫對檢測監測數據進行綜合分析、專家診斷，最終成為綜合處理功能的安全檢測與監控平臺，更好的為鐵路供電設備運行維修以及安全生產運輸服務，使之成為全路高速鐵路供電設備安全運行的技術保障。

參考文獻：

[1]高速鐵路供電安全檢測監測（6C系統）系統總體技術規范（鐵運[2012]136號）.

[2]高速綜合檢測列車檢測系統暫行技術條件（鐵總科技[2014]37號）.

[3]速鐵路接觸網運行維修規則（鐵總運〔2015〕362號）.

[4]中國鐵路北京局集團有限公司供電安全檢測監測（6C）系統標準化建設管理辦法（京鐵供〔2019〕230號）.