弓網(wǎng)接觸壓力超限與幾何參數(shù)缺陷相關(guān)性分析

賈建坤

0 引言

高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（1C）是高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，也是我國電氣化鐵路建設(shè)發(fā)展中最早發(fā)展的接觸網(wǎng)檢測技術(shù)，其檢測成果已經(jīng)成為指導(dǎo)接觸網(wǎng)運(yùn)營維修的最重要數(shù)據(jù)指標(biāo)，也是目前電氣化鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的重要組成部分[1]。目前，供電維修單位將各種檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立核驗與缺陷處理，但是存在壓力缺陷無法復(fù)核和處置的問題。本文針對該問題，對幾何參數(shù)類缺陷和接觸壓力缺陷問題的相關(guān)性進(jìn)行研究，找出其中的規(guī)律，指導(dǎo)現(xiàn)場接觸壓力問題的復(fù)核和處理，提高接觸網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量與品質(zhì)。

1 1C綜合檢測指標(biāo)

高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（1C）能夠隨著綜合檢測列車的運(yùn)行測量接觸網(wǎng)的安全參數(shù)及弓網(wǎng)受流參數(shù)，測量參數(shù)主要包括硬點(diǎn)、接觸線高度、弓網(wǎng)接觸力、離線火花、接觸網(wǎng)拉出值、動車組網(wǎng)側(cè)電壓等。按照《高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)則（TG/GD 124—2015）》，高速鐵路接觸網(wǎng)動態(tài)檢測評價標(biāo)準(zhǔn)劃分的檢測項目為接觸網(wǎng)幾何參數(shù)、接觸網(wǎng)平順性參數(shù)、弓網(wǎng)受流參數(shù)和網(wǎng)壓4類，按照設(shè)備動態(tài)檢測數(shù)值，將檢測缺陷分為兩級，判定標(biāo)準(zhǔn)如表1所示[2-3]。

表1 高速鐵路接觸網(wǎng)動態(tài)檢測評價標(biāo)準(zhǔn)

2 相關(guān)性分析

2.1 相關(guān)性

相關(guān)性分析是數(shù)理統(tǒng)計與分析中常用的分析方法之一，能夠研究不同對象間是否存在著某種依存關(guān)系，同時對具有相關(guān)性的現(xiàn)象進(jìn)行相關(guān)程度研究。相關(guān)系數(shù)是一種較為常見的相關(guān)分析指標(biāo)，能夠反映變量之間的關(guān)系密切程度，相關(guān)系數(shù)的取值區(qū)間為1～-1，1表示兩個變量完全線性相關(guān)，-1表示兩個變量完全負(fù)相關(guān)，0表示兩個變量不相關(guān)，系數(shù)越趨近于0表示兩個變量的相關(guān)關(guān)系越弱[4]。相關(guān)系數(shù)的計算式為

式中：Xi為變量X的數(shù)據(jù)點(diǎn)，Yi為變量Y的數(shù)據(jù)點(diǎn)，為變量X的平均數(shù)，為變量Y的平均數(shù)，n表示統(tǒng)計的樣本總數(shù)。

2.2 變化趨勢

對某條高鐵線路2021年1—10月檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，共檢測發(fā)現(xiàn)接觸壓力缺陷449個，其中最大接觸力（Fmax）缺陷360個，最小接觸力（Fmin）缺陷89個；檢測發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)幾何參數(shù)缺陷144個，其中一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷115個，接觸線最小高度（Hmin）缺陷27個，接觸線最大高度（Hmax）缺陷2個。為研究壓力缺陷與幾何參數(shù)缺陷相關(guān)性，利用雙坐標(biāo)軸曲線圖進(jìn)行分析，如圖1所示。

圖1 檢測缺陷趨勢

由圖1可以看出，從整體趨勢上最大接觸力Fmax、最小接觸力Fmin與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差2A和接觸線最小高度Hmin缺陷的變化和趨勢基本上是一致的；從規(guī)律性看，最大接觸力Fmax與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差2A和接觸線最小高度Hmin缺陷變化的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)都出現(xiàn)在同一月；從增長趨勢上看，最大接觸力Fmax、最小接觸力Fmin與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差2A和接觸線最小高度Hmin缺陷短期變化趨勢是一致的，即基本上呈現(xiàn)在同增同降的趨勢。因此，可以初步判定最大接觸力Fmax、最小接觸力Fmin與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差2A和接觸線最小高度Hmin之間是存在相關(guān)關(guān)系的。

2.3 相關(guān)系數(shù)

對該高鐵線路2021年1—10月檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，結(jié)果顯示，在檢測發(fā)現(xiàn)的115個一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷中，其前后（以檢測車運(yùn)行方向區(qū)分）150 m范圍內(nèi)出現(xiàn)接觸力缺陷157個，其中最大接觸力（Fmax）102個，最小接觸力（Fmax）缺陷55個；接觸線最大高度（Hmax）缺陷中，其前后150 m范圍內(nèi)無接觸力缺陷；接觸線最小高度（Hmin）缺陷中，其前后150 m范圍內(nèi)出現(xiàn)接觸力缺陷4個。因此在研究幾何參數(shù)缺陷與壓力缺陷相關(guān)性時，最重要的是需要研究一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷與最大接觸力（Fmax）、最小接觸力（Fmin）的相關(guān)性。從圖1只能夠判斷出最大接觸力（Fmax）、最小接觸力（Fmin）與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差（2A）和接觸線最小導(dǎo)線高度（Hmin）缺陷之間可能存在關(guān)聯(lián)，但這種關(guān)聯(lián)關(guān)系的程度無法判斷[5]。

因此，利用相關(guān)系數(shù)對他們之間相關(guān)關(guān)系的緊密程度進(jìn)行判斷，根據(jù)式（1）和統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算，對一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷前后150 m范圍內(nèi)接觸網(wǎng)壓力缺陷進(jìn)行統(tǒng)計，計算其相關(guān)系數(shù)：S2A·Fmax-= 0.077 1，S2A·Fmax+= 0.114 1，S2A·Fmin-=0.508 5，S2A·Fmin+= 0.125 8，= 0.206 4。其中，+、-表示為接觸力缺陷出現(xiàn)在一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷前后，即+表示接觸力缺陷位置公里標(biāo)大于一跨內(nèi)接觸線高差缺陷公里標(biāo)[6]，-表示接觸力缺陷位置公里標(biāo)小于一跨內(nèi)接觸線高差缺陷公里標(biāo)。

從相關(guān)系數(shù)中可知，接觸網(wǎng)壓力缺陷與接觸網(wǎng)一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷存在較高的相關(guān)性，且最小接觸力（Fmin）與接觸線一跨內(nèi)接觸線高差（2A）缺陷相關(guān)系數(shù)最高[7]。

3 結(jié)語

在接觸網(wǎng)1C檢測壓力缺陷和復(fù)核中，應(yīng)對壓力缺陷前后150 m（即3跨內(nèi)）的接觸線予以重點(diǎn)關(guān)注，其為最可能導(dǎo)致壓力缺陷問題的原因，當(dāng)確定靜態(tài)測量復(fù)核時存在高差超限問題，應(yīng)及時處理，同時在后期1C檢測中對處理后的效果進(jìn)行驗證。