提升高铁线路动态综合检测运用质量的思考

提升 高铁 线路动态 综合 检测 运用 质量的思考

王修历 张景辉 朱踏宇

(中国铁路上海局集团有限公司上海高铁维修段 上海 200439)

摘要：近年来综合检测车在运营高铁检测方面发挥了重要作用，但也暴露出一些不足，本文通过分析存在的问题和需求，提出解决的措施和思路，建议完善高铁轨道状态检测体系架构、功能需求、运用模式等要素，提升高铁线路动态检测运用质量。

关键词：高速铁路 动态检测 综合检测车 线路维修

1. 前言

线路高平顺性是高铁线路安全、平稳运行的基础。高铁检测坚持“动态检查为主、动静态检查相结合、结构检查与几何尺寸检查并重”的原则。轨道不平顺管理技术是通过线路的检测、监控，分析和评估其质量状态，并综合考虑制定经济合理的养护维修计划，确保线路状态良好。根据检测过程中是否出现列车轮载作用，轨道不平顺检测分静态、动态两大类。其中线路动态检测利用检测设备对高铁线路进行周期性的检查，一般包括：高速动车组综合检测车（轨道几何、车体加速度、轮轨力检测等，以下简称综检车）、车载式线路检查仪、便携式线路检查仪、轨道状态巡检装置、钢轨轮廓及波磨检测装置、线路动态加载检测装置和限界检测装置等。在我国高铁网大规模建设的背景下，综检车是实现对轨道几何、车体的响应、辅助性评判指标参数检测的最重要的方法，也基本满足了当前高铁运营维修需求。

表1综检车轨道检测主要项目

2. 现存的一些不足

随着高铁的快速发展和新形势变化，对于综检车检测运用提出了更高需求，其在检测运用方面体现出一些不足。

2.1 未能全覆盖检测

在实际运营中，到发线暗坑、空吊、接头不良、附带曲线侧磨普遍发生，几何尺寸不易保持。到发线当前综检车主要对正线检测，到发线及道岔难以覆盖检测。

2.2 钢轨状态测量功能不完善

因钢轨廓形变化、轮轨关系不匹配造成舒适度不良、波磨造成抖动多发，该类隐患尚缺少有效的提前预防、检测方法。动态钢轨廓形测量手段还没有普及，而综检车也不具备此功能，缺少对维修有效指导作用。

2.3 车辆动态响应检测项目单一

高速下车辆动态响应比较复杂，不只有垂向、横向加速度，还存有组合运动形式，因此仅依靠综检车的垂加、横加两个指标并不能准确、全面反映车辆动态响应。养修实践证明，从单一控制线路几何尺寸，从而有效控制车辆运行舒适性的传统维修理念是不够准确、科学的。反观之，也迫切需有检测车辆运动姿态的科学装备，实现车辆多维度检测，识别出线路隐患或者找出轮轨关系不匹配地点，精准施修。

2.4 短波不平顺检测存在短板

综检车几何检测系统的检测波长通常在1.5-120m，车体加速度采用20Hz低通滤波，主要反映轨道长波不平顺对车辆舒适性的影响。因此不能评判波磨、焊缝、道岔等轨道短波状态对高速轨道-车辆系统运行安全性、可靠性的影响，难以检测车辆转向架以下剧烈振动。目前有机构开展基于车辆轴箱加速度数据对于波磨、接头冲击进行间接测量实验，但检测数据或计算出的波磨指数、冲击指数没有与检测图片关联形成“图文并茂”辅助诊断，易引起现场复核效率不高，与“精准修”要求也有一定差距。

2. 提高检测运用质量的构想

基于上述分析，综合考虑综检车造价昂贵、运用成本高、占用运输资源，笔者提出基于运营动车组平台集中搭载检测设备的检测技术方案，拟采用无人值守模式，基于5G通信技术实时传输检测数据，地面建立调阅分析平台，实现查阅、下载、分析。该模式在国外有一定的运用先例，在国内线路检测领域，也有动车组车载式线路检查仪运用案例。可减少非必要劳动以及人工成本，不额外占用运输资源；再者，检测覆盖面广，显著提高发现突发隐患可靠性；能最大限度覆盖到发线检测，扫除检测覆盖死角。对比目前综检车检测技术，建议在以下几个方面需改进完善。

3.1 检测技术方面

（1）完善检测项目和功能。基于运营动车组平台，布设轴箱、车体加速度动态响应检测，提高检测频次，补充线路结构短波检测常规化的空白，有助于监测设备变化，特别是钢轨状态变化。

（2）提高定位系统的精准性。里程定位不稳定，误差较大，会增加现场查找隐患的工作强度、查找难度，造成各方面维修资源浪费。里程定位精确度通常与阅读射频标签(RFID)的概率、轮径参数准确等有关，建议定期检查维护。增设地面标识（ALD）、线型特征波形通道等，增加辅助定位手段，进一步提高定位可靠性。

（3）保证缺陷判断准确。检测数据受检测设备本身、信号干扰、外界因素、特殊轨道结构等工况影响，极有可能出现失准，造成误判。因此需要建立运算模型，智能过滤掉干扰，实现准确检测、智能判断，提升数据准确冗余。也可以在列车首尾分别各安装一套检测装置，增强相互验证手段，减少对设备管理部门生产决策干扰。

3.2 检测运用组织方面

（1）扩大检测覆盖范围。可以结合列车运行图，制定灵活的到发线检测计划，指导现场维修，在一定程度上可以提高高铁站场到发线设备质量均衡，与此同时也从技术手段方面发挥监督现场检查、作业质量作用，建议对到发线动态检测周期为每季度1遍，与静态周期检测同步。

（2）保障数据传输效率。积极推进自动报警功能实现，对于通过几何检测、图像自动识别报警功能，及时发现严重设备隐患，经过总公司（或路局）级别确认后，通过短信、电话平台及时发布，确保设备安全隐患及时处置。对于各专业检测数据，通过5G网络快速传递至地面服务器，各铁路局、各设备管理单位（工务段）的客户端可以在1小时内完成数据接受，随即组织分析。对于发现的设备隐患，按照各铁路局相关规定，组织检查、处理、反馈。

（3）合理设置检测运用管理机构，设立总公司-路局（业务部门）-工务段（段级）-综合车间的检测运用管理层级（层级用户），按需分级设立分析、调阅终端。

（4）明确各级管理重点。例如对于Ⅲ级、Ⅳ级偏差（或者比照该级别的设备隐患），总公司、铁路局应重点掌握，对于Ⅰ级、Ⅱ级偏差（或者比照该级别的设备隐患），段级单位应重点掌握，组织车间现场处置。

（5）建立评价考核制度。在试用、运用期间，除了执行现行隐患处置制度，还应建立针对性的评价考核制度，例如明确分析率、及时率、复检率、准确率及对应考核标准等，以便进一步督促各单位运用。

（6）拓展运用范围。在特殊时期担当专项用途，例如遇到防台、防洪、高温季节及冻害、沙害情况，基于运营动车组平台的基础设施状态检测装置运用投入后，可以实现快速、全面、高效的检查，且相比其他检测手段更具有准确性、权威性；在高铁营业线大型施工或隐患整治后，可及时就近调拨载有检测设备动车组进行检测确认、验收，体现出灵活高效。

4. 结束语

为满足列车高速安全运行和繁重运输任务的需要,必须采用先进检测技术手段，科学开展检测监测，全面掌握基础设施的运行状态,也是实施精准修、预防性状态修提供辅助决策依据。本文提出的基于运营动车组平台的检测技术方案，具有经济、高效、灵活等明显优势，提出的一些改进方案和运用组织建议，期望能够实现并为保障高铁安全运营发挥积极作用。

参考文献：

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[4] 吴宁 等.基于轴箱加速度方差分析的高铁轨道状态检测方法研究 [J].铁道机车车辆.2012（12）.

[5] 中国铁路总公司运输局工务部.线路检测与测量 [M].北京：中国铁道出版社，2017.7.

作者简介：

王修历，中国铁路上海局集团有限公司上海高铁维修段，上海市，200439.

张景辉，中国铁路上海局集团有限公司上海高铁维修段，上海市，200439.