高速鐵路接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的探討及應(yīng)用

摘要：高速鐵路作為新時代科技發(fā)展的產(chǎn)物，其對施工、檢測和運營等技術(shù)的要求更為嚴(yán)格。接觸網(wǎng)是為高速鐵路動車組提供電力的關(guān)鍵設(shè)備，其安全性和可靠性直接影響高速鐵路運營系統(tǒng)的安全和效率。為保障高速鐵路供電的安全可靠，根據(jù)在鐵路供電系統(tǒng)多年的工作經(jīng)驗，文章對高速鐵路接觸網(wǎng)供電安全檢測系統(tǒng)進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；檢測技術(shù)；動車組；電力設(shè)備 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U225 文章編號：1009-2374（2015）31-0108-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.31.054

1 概述

高速鐵路接觸網(wǎng)在運行時需要力和電的共同作用，因此，接觸網(wǎng)故障一般分為機(jī)械故障和電氣燒傷故障。電氣燒傷故障時，由于線路較為隱蔽，通常燒傷故障不容易被及時發(fā)現(xiàn)和處理，如果故障部位長期通電，會加重?zé)齻课坏钠茡p程度，最終造成接觸網(wǎng)線路燒斷等嚴(yán)重故障，從而阻礙高速鐵路的正常運營并給鐵路系統(tǒng)的安全性造成威脅。因此，高速鐵路接觸網(wǎng)檢測技術(shù)的應(yīng)用在鐵路運營中起著重要作用。傳統(tǒng)的鐵路供電安全檢測技術(shù)集成度低、功能較為簡單、檢測范圍小，面對高速響應(yīng)和高度安全性的要求，構(gòu)建高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)，即“6C系統(tǒng)”，尤為必要。

2 高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)

為了提高高速鐵路牽引供電系統(tǒng)的可靠性和安全性，必須在系統(tǒng)的理論、設(shè)計、檢測監(jiān)測裝備水平、運營維護(hù)水平等方面為高速鐵路供電安全檢測監(jiān)測系統(tǒng)（6C系統(tǒng)）提供全面保障。高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（CPCM）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）、車載接觸網(wǎng)運行狀態(tài)檢測裝置（CCLM）、接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置（CCHM）、受電弓滑板監(jiān)測裝置（CPVM）、接觸網(wǎng)及供電設(shè)備地面檢測裝置（CCGM）合稱為6C系統(tǒng)。

6C系統(tǒng)作為一種新的檢測技術(shù)，能夠提供各項運行參數(shù)，全面檢測牽引供電和接觸網(wǎng)設(shè)備的運行狀態(tài)，為實時監(jiān)測和設(shè)備維修提供科學(xué)有效的技術(shù)依據(jù)。6C系統(tǒng)的主要功能如表1所示。

構(gòu)建6C系統(tǒng)的目的是實現(xiàn)各子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集中傳輸和信息共享，形成開放式的信息交互平臺。這種檢測技術(shù)能夠從根本上解決傳統(tǒng)鐵路供電安全檢測技術(shù)中集成度低、檢測范圍小、規(guī)模小的問題。下面對高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（CPCM）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）和接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置（CCHM）的檢測流程進(jìn)行簡要分析。

2.1 高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（CPCM）

高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置是配合車頂?shù)母咔鍞z像頭工作的，通過對受電弓和接觸網(wǎng)的工作狀態(tài)拍攝記錄，將圖像信息傳輸?shù)诫娮庸裰械母鱾€單項采集裝置內(nèi)生成數(shù)據(jù)，再將各項參數(shù)輸送到計算機(jī)的分析軟件中進(jìn)行分析和比對，就能夠檢測出采集到的實時數(shù)據(jù)是否超標(biāo)。

例如，對接觸線拉出值的檢測就是在機(jī)車車頂安裝微電子接近檢測器和攝像頭，通過對接觸線的電磁感應(yīng)進(jìn)行接觸線拉出值的檢測。在高鐵運行時，每當(dāng)車頂檢測器中的微電子靠近接觸線，就會與接觸線產(chǎn)生感應(yīng)電流，并在輸出設(shè)備上顯示出電壓信號。這種非接觸性的檢測技術(shù)不會受到外界氣候的影響，同時由于檢測設(shè)備不與接觸線直接接觸使得設(shè)備免受導(dǎo)線等外界壓力和線路狀況的影響。這種檢測方法靈敏度高，檢測結(jié)果具有較高的可靠性和時效性。

2.2 接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）

接觸網(wǎng)安全巡檢裝置的核心是微處理器，由高速攝像頭組成的視頻采集器與微處理器相配合實現(xiàn)檢測。其中高速攝像頭一般由一個高像素和一個較低像素的攝像頭組成，分別對接觸網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行局部近距離特寫和整體觀察。檢測人員可以結(jié)合這兩個畫面，對某一部件著眼于全局進(jìn)行觀察分析，然后對接觸網(wǎng)線路運行狀態(tài)做出綜合性判斷。

圖像采集工作完成后，檢測人員要回放列車運行周期內(nèi)所拍攝的視頻畫面，并進(jìn)行詳細(xì)的瀏覽，辨別接觸網(wǎng)設(shè)備是否存在缺陷，此過程耗費時間較長。因此，在圖像采集之后的檢查過程還需要不斷完善，例如，將智能檢測設(shè)備安裝在計算機(jī)的開放式接口處，實現(xiàn)檢查的自動化。

2.3 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置（CCHM）

圖1 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測技術(shù)流程

接觸網(wǎng)的接觸懸掛系統(tǒng)中各個零部件的狀態(tài)也是檢測的主要內(nèi)容，一旦接觸網(wǎng)懸掛系統(tǒng)中的零部件出現(xiàn)故障，高速鐵路的供電系統(tǒng)也就會隨之發(fā)生故障。針對接觸網(wǎng)零部件的安全問題檢測，一般采用人工巡檢的方法，但是這種方法耗費時間較長、難度較大。因此，提出了一種能夠在不切斷接觸網(wǎng)電源的情況下進(jìn)行自動檢測的檢測技術(shù)。對接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)的檢測技術(shù)就是利用計算機(jī)進(jìn)行圖像的匹配和識別的技術(shù)。一般利用霍夫變換算法和模板匹配法進(jìn)行圖像處理，并對接觸網(wǎng)上的局部特性進(jìn)行檢測，從而識別零部件的位置狀態(tài)和缺陷程度。首先，在接觸網(wǎng)上提取樣本圖像，將樣本進(jìn)行物體分離，選取物體的主要特征，根據(jù)相應(yīng)特征建立樣本模板。然后，采用邊緣檢測技術(shù)對待檢物體進(jìn)行檢測。接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測技術(shù)流程如圖1所示。

3 結(jié)語

綜上所述，高速鐵路是適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的產(chǎn)物，高速鐵路相關(guān)技術(shù)的改善和發(fā)展是當(dāng)今世界科技發(fā)展的必然要求。圍繞6C系統(tǒng)進(jìn)行交互范圍的擴(kuò)展，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體能力，構(gòu)建和完善牽引供電統(tǒng)一的信息交互平臺，保證高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全地為鐵路運行提供電力支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 萬國華.以6C系統(tǒng)為中心的牽引供電統(tǒng)一信息平臺

[J].價值工程，2013，（13）.

[2] 馮紅巖，喬壘.電氣化鐵路接觸網(wǎng)檢測方式探討[J].科技視界，2014，（2）.

[3] 謝大鵬，孫忠國.圖像識別技術(shù)在接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測中的應(yīng)用[J].電氣化鐵道，2014，（2）.

[4] 趙俊彥，任崇巍.電氣化鐵路接觸網(wǎng)成像檢測系統(tǒng)在高鐵上的運用[J].鐵道機(jī)車車輛，2012，（3）.

作者簡介：張學(xué)秀（1986-），男，廣西象州人，南寧鐵路局柳州供電段助理工程師，研究方向：接觸網(wǎng)檢測。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint