- 朔黃鐵路重載綜合檢測車
- 賈晉中 陸生 彭麗宇 秦懷兵
- 3836字
- 2019-10-23 16:06:06
第二節 國內外綜合檢測車現狀
21世紀初,日本、法國、意大利、英國等發達國家,先后研制了“East-i”、“IRIS320”、“阿基米德”、“NMT”等高速綜合檢測車并投入運用,我國首列綜合檢測車于2008年投入運用。國內外綜合檢測車對高速鐵路基礎設施進行定期檢測、等速檢測和綜合檢測。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、車輛加速度等高速列車的動態性能指標。通過對檢測數據開展綜合分析,研究基礎設施狀態對高速列車運行的影響及其惡化規律,指導養護維修。
一、國外綜合檢測車現狀
1.日本
從1975年開始,日本鐵路先后研制了4列“Yellow Doctor”綜合檢測車(圖1-2),分別配備東日本、東海和西日本公司,承擔對所轄范圍新干線的電氣和軌道狀態的動態檢查,每列車由7輛車組成,最高檢測速度210km/h。綜合檢測車的運行計劃預先安排在列車運行計劃中,每10天檢測一次。

圖1-2 “Yellow Doctor”綜合檢測車
2002年,用E3改造的“East-i”(圖1-3)交付使用,在東日本公司所轄新干線和既有線執行綜合檢測任務。“East-i”為6輛編組的動車組,最高檢測速度275km/h,檢測內容主要包括軌道幾何參數、信號、無線通信、接觸網、輪軌作用力、環境噪聲等,利用轉速傳感器和每公里一個的地面點進行定位。

圖1-3 “East-i”綜合檢測車
“Yellow Doctor”和“East-i”列車上各檢測單元獨立工作,各檢測系統具有獨立的車載數據顯示、記錄單元。車載不對數據進行分析處理,數據通過非無線方式各自轉儲到相應專業部門的數據技術中心分別處理,并依靠記錄圖像進行人工識別,其地面分析處理、維護管理決策系統也相對獨立。例如,西日本公司在小倉站附近設有小倉線路中心、小倉電力中心、小倉通信中心,負責對山陽新干線的相關數據進行分析處理,指導維修保養。朔黃鐵路重載綜合檢測車
整個檢測車在速度、時間和里程位置上保持同步,但是數據管理平臺通用性較差。
2.法國
法鐵(SNCF)從2002年開始組織研發“IRIS320”綜合檢測車(圖1-4),該列車于2006年4月開始試運行,利用運行圖中預留的運行線,每15天對高速線檢測一次?!癐RIS320”為2動8拖共10輛編組,最高檢測速度320km/h,檢測內容主要包括軌道幾何參數、信號、接觸網、無線通信GSM/GSM-R、環境視頻監測、轉向架及車體加速度等?!癐RIS320”具有統一的測速定位及時鐘信息發布系統,通過車上數據分析管理平臺,各檢測系統數據可集中進行綜合分析與對地數據交換。

圖1-4 “IRIS320”綜合檢測車
同時,SNCF還組織同步開發了地面軌道維修管理系統Timon,建立利用檢測數據進行基礎設施管理和綜合維修指導體系。
3.意大利
意大利鐵路基礎設施管理局(FSRFI)于1998年開始進行綜合檢測車前期技術條件和方案的研究,2003年“阿基米德”號綜合檢測車(圖1-5)完成系統驗收并投入檢測運營,Ⅰ級線路每兩周檢測一次,Ⅱ級線路每月檢測一次。該檢測車由4節客車、1節機車和1節控制車組成,最高檢測速度220km/h,檢測內容主要包括軌道幾何參數、信號、接觸網、GSM/GSM-R、車輛加速度、各種視頻及環境監測等。該車配置的軌道幾何檢測系統結合慣性技術和三點弦測法,代表著世界領先水平和發展方向。

圖1-5 “阿基米德”號綜合檢測車
“阿基米德”號綜合檢測車具有兩套冗余的同步系統,并可在列車上對各檢測系統數據進行集中綜合分析,實現統一車地數據交換。列車數據與地面傳輸采用Sonet/Sdh同步技術,光纖線路達5km。
同時,FSRFI建立了國家鐵路基礎設施診斷中心(CDN),并將基礎設施檢測/控制的數據庫直接與ERP數據庫(經濟資源規劃數據庫)相連,通過RAMSYS軟件工具進行管理和輔助決策。為滿足高速鐵路發展的需要,2006年FSRFI開始組織研制開發了兩列檢測速度達350km/h的綜合檢測車。
4.英國
英國路網公司(Network Rail)于2002年開始組織“NMT”綜合檢測車(圖1-6)的開發,2006年“NMT”投入檢測運營,承擔對高速鐵路和既有線路每周1次的檢測任務。

圖1-6 “NMT”綜合檢測車
該檢測車為內燃動車組,由2節動車、5輛拖車共7輛組成,最高檢測速度200km/h,檢測內容主要包括軌道幾何、接觸網、車輛動態響應、視頻監測、鋼軌表面傷損、軌枕和扣件狀態等。
“NMT”通過建立定位系統、同步網絡、數據網絡和綜合分析系統實現所有參數同步檢測并進行綜合數據管理。2004年,Network Rail成立工程技術支持中心(ESC),通過開發運用Vampire軟件工具和Trackmaster、Tracksys軟件系統,建立軌道、車輛、接觸網關系動力學仿真模型,對數據進行測量、分析及保養規劃一體化的綜合利用,為基礎設施養護維修提供重要參考。
5.德國和美國
德國和美國高速鐵路高中速混跑,客貨共線,綜合檢測普遍采用在旅客列車加掛綜合檢測車來實現,兩國沒有專門的高速綜合檢測車,都具有先進的綜合檢測技術。
德國DB Systemtechnik擁有ICE短編組檢測車、VT612檢測車各1列,分別由3輛車編組組成。ICE短編組檢測車最高運行速度280km/h,主要檢測輪軌作用力和接觸網參數;VT612檢測車為內燃動車組,最高速度200km/h,主要檢測軌道動態響應、輪軌力、車輪踏面等效錐度、鋼軌斷面等項目。工務管理信息系統有SAPR3和IIS,SAP R3主要完成設備靜態管理、維修計劃管理和維修投資經費的管理與控制;IIS可以實現軌道幾何狀態和鋼軌傷損狀況信息數據的處理。
美國Ensco公司研制了技術先進的T10型檢測車,采用慣性基準測量原理和非接觸式測量方法,用于抽查各鐵路公司的線路質量,檢測速度可達192km/h。ImageMap公司研制的Laserail軌道測量系統,檢測速度可達300km/h,采用激光攝像、高速圖像處理技術取代了光電伺服技術,體現了軌道檢測技術的發展方向。
Bentley公司研發的Optram是一套具有檢測數據分析、設備趨勢預測、作業質量評價和可視化管理功能的集成平臺。
6.各國綜合檢測車對比
各國綜合檢測車對比見表1-1。
表1-1 各國綜合檢測車對比

續上表

二、國內綜合檢測車現狀
2007年以前,我國鐵路普遍采用機車牽引方式,在旅客列車上加掛軌道、接觸網、通信、信號等專業檢測車來檢測基礎設施狀態。隨著第六次大提速的實施,以及客運專線、高速鐵路的大規模建設和陸續投入運營,傳統的基礎設施檢測方式已難以滿足我國鐵路的發展需要,開發綜合檢測車十分迫切。隨著我國鐵路的技術進步,基礎設施檢測技術也在不斷發展中,為我國自主開發綜合檢測車提供了技術基礎。同時,高速動車組技術的成功引進和國產化,為綜合檢測車開發提供了平臺。
2007年4月18日,中國鐵路實施第六次大提速,4月20日,為保障既有提速干線的持續安全運營,原鐵道部決定研發綜合檢測車,對全路開行動車組的京滬、京廣等提速線路和即將陸續開通的高速鐵路進行周期性綜合檢測。
1.0號高速綜合檢測車(CRH5J-0501)
0號高速綜合檢測車(圖1-7)是250km/h等級檢測車,由中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所負責系統集成及綜合系統的研制開發,中國北車長春軌道客車股份有限公司負責設計制造動車組車體。該車于2008年交付使用,承擔京津城際鐵路10天1次的周期性檢測任務,并在合寧客運專線和京滬、京哈、京廣、隴海、滬昆、廣深、膠濟等既有提速干線進行檢測。

圖1-7 0號高速綜合檢測車
0號高速綜合檢測車在CRH5型動車組平臺上安裝了國際先進的軌道幾何及車輛加速度、接觸網及受流狀態、輪軌動力學、通信和信號等檢測系統。通過列車專用網絡、定位同步、環境視頻信息采集處理、多媒體顯示和數據綜合處理等系統(統稱綜合系統),實現各種檢測信息的分布式采集、同步定位、數據集成與綜合分析。通過車—地無線傳輸,將檢測信息傳輸到地面,采用新的計算機仿真模型和求解方法、新的時頻分析理論和算法,以及新的統計挖掘技術,進行基礎設施對列車影響的評價,通過數據庫資料和相關分析,預測基礎設施的惡化規律,以確保行車安全,指導養護維修。
0號高速綜合檢測車集檢測車、辦公車、會議車、生活車為一體,既裝有各種檢測設備及操作室,又設有會議車、生活車、臥鋪車。0號高速綜合檢測車具有檢測項目多、系統集成度高、檢測技術先進的技術特點。
(1)檢測內容包括輪軌力,接觸網幾何,軌道幾何,軸箱、構架及車體加速度,接觸網動態作用,接觸線磨耗和受流參數,GSM-R和450MHz場強覆蓋,應答器信息,車載ATP工作狀態等。
(2)采用光纖通信、慣性導航、寬帶網絡等技術,使各檢測單元速度、時間、里程位置保持嚴格同步,有利于綜合分析和評價。
(3)集成連續式、非接觸式集流測力輪對,毫米級精度的長波長軌道不平順實時在線檢測等技術,推動我國綜合檢測技術的發展。
2.CRH380A-001高速綜合檢測車(CRH380AJ-0201)
CRH380A-001高速綜合檢測車(圖1-8)是350km/h等級及以上檢測車。列車車體由南車青島四方機車車輛股份有限公司制造,于2010年下線交付使用。隨后由中國鐵道科學研究院加裝檢測設備,改造成專用的時速380km級的檢測車。該車用于京滬高速鐵路的聯調聯試,對京滬高速鐵路的順利開通與安全運營發揮了重要作用。CRH380A-001除了能適應350km/h速度線路的運用條件外,還能適應250km/h速度級客運專線的運用條件。

圖1-8 CRH380A-001高速綜合檢測車
3.CRH380B-002高速綜合檢測車(CRH380BJ-0301)
CRH380B-002高速綜合檢測車(圖1-9)是350km/h等級及以上檢測車,屬國家863計劃重點項目“最高試驗速度400km/h高速檢測車關鍵技術研究與裝備研制”,列車車體由北車唐山軌道客車有限公司制造,于2010年下線交付使用。隨后由中國鐵道科學研究院加裝檢測設備,改造成專用的時速380km級的檢測車,在京滬高鐵先導段最高試驗速度達到400km/h。CRH380B-002除了能適應350km/h速度線路的運用條件外,還能適應250km/h速度級客運專線的運用條件。

圖1-9 CRH380B-002高速綜合檢測車
CRH380A-001和CRH380B-002分別以CRH2C、CRH3型動車組項目技術平臺為基礎,針對檢測系統和設備要求,進行相應的局部結構調整和旅客界面的重新布局。為了滿足京滬高速鐵路380km/h的營運要求,在之前車型的基礎上全面提升了列車整體性能,對動車組牽引系統、空氣動力外形做了較大改變。CRH380A-001和CRH380B-002高速綜合檢測車根據檢測系統功能需求設置軌道檢測車、通信及輪軌力檢測車、數據綜合處理車、會議車、接觸網檢測車、餐車、臥鋪車、信號及測力構架檢測車各1輛。