城市軌道交通初期運營安全評估中系統(tǒng)測試方法及建議

趙慧陽

（鄭州地鐵集團有限公司，河南 鄭州450000）

根據(jù)《技術(shù)規(guī)范》要求，涉及電客車的系統(tǒng)測試包括軌道動態(tài)幾何狀參數(shù)、車輛動力學(xué)響應(yīng)和弓網(wǎng)關(guān)系測試，各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均在規(guī)范中明確，軌道、電客車、接觸網(wǎng)三個系統(tǒng)相輔相成，通過這三項測試，充分驗證在運行過程中各個系統(tǒng)的配合情況，降低后續(xù)運營風(fēng)險。《技術(shù)規(guī)范》于2019 年7 月1 日開始執(zhí)行，鄭州地鐵集團根據(jù)規(guī)范及評審要求進行總結(jié)，為后續(xù)線路開通提供指導(dǎo)。

1 軌道動態(tài)幾何參數(shù)測試

1.1 測試目的

測試軌道動態(tài)幾何狀參數(shù)是否符合標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計要求。

1.2 測試方法

利用軌檢梁、車體加速度傳感器、數(shù)據(jù)存儲終端等設(shè)備。將軌檢梁安裝在構(gòu)架上，采集傳感器信號至車內(nèi)數(shù)據(jù)存儲終端進行數(shù)據(jù)處理，得到軌道幾何參數(shù)。同時通過速度信號處理實現(xiàn)電客車數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)定位。

圖1 設(shè)備布置圖

軌檢梁是軌道幾何參數(shù)檢測中最重要的設(shè)備，由2D 激光位移傳感器和慣性包組成，采用便攜安裝方式，快速安裝快速拆除，不會對列車造成任何影響?？紤]檢測準(zhǔn)確性，將軌檢梁安裝在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上。為便于設(shè)備安裝，對構(gòu)架軌檢梁相匹配的安裝接口應(yīng)在電客車設(shè)計聯(lián)絡(luò)會上提出，防止出現(xiàn)后續(xù)設(shè)備無法安裝情況。軌枕梁如圖2 所示。

圖2 軌檢梁效果圖

圖3 車下軌檢設(shè)備安裝示意圖

2 弓網(wǎng)關(guān)系測試方法

2.1 測試目的

測試受電弓同接觸網(wǎng)之間的配合情況，是否符合設(shè)計要求。

2.2 測試方法

通過安裝在車頂?shù)母咚贁?shù)字相機采集視頻信號，通過圖像處理完成滑板高度計算，同時記錄弓網(wǎng)動態(tài)運行的視頻錄像。LMS 激光雷達用于測量動態(tài)導(dǎo)線高度和拉出值，并將所測數(shù)據(jù)傳送至檢測主機。安裝在受電弓底架上的帶嵌入式操作系統(tǒng)的微型計算機完成DC1.5kV 高壓環(huán)境傳感器輸出信號的采集工作，并通過光纜將采集的數(shù)據(jù)傳至檢測主機。車頂上安裝的火花探測器，測定燃弧火花發(fā)生的地點, 統(tǒng)計燃弧時間和次數(shù)，檢出最大燃弧時間，燃弧率。

圖4 弓網(wǎng)關(guān)系設(shè)備布局圖

圖5 安裝示意圖

3 動力學(xué)響應(yīng)測試方法

3.1 測試目的

車輛動力學(xué)響應(yīng)測試包括運行穩(wěn)定性測試、運行平穩(wěn)性測試內(nèi)容，用于評價軌道狀態(tài)和車輛運行狀態(tài)的匹配性，是否符合車輛運行穩(wěn)定性和平穩(wěn)性的要求。

3.2 測試方法

利用測力輪對、速度傳感器、加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等設(shè)備，電客車測試速度級由低到高逐級提速，每個速度級在左、右線上各運行1-2 個往返。檢查是否存在異常的輪軌作用力，確定所有的動力學(xué)響應(yīng)參數(shù)均未超出評判限度值并有足夠的裕量后，再進行更高速度級的測試。完成各級速度以后，按照ATO 模式駕駛，以ATO 模式評判最終結(jié)果。

圖6 測力輪對安裝軸位圖

3.3 動力學(xué)響應(yīng)測試同型式試驗的區(qū)別

根據(jù)GB/T 14894-2005 要求，列車上線前，需進行動力學(xué)型式試驗，動力學(xué)指標(biāo)要求同《技術(shù)規(guī)范》中車輛動力學(xué)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)一致，兩者區(qū)別如下：

3.3.1 測試前提條件不同。動力學(xué)型式試驗開始前，軌道需完成靜態(tài)驗收。動力學(xué)響應(yīng)測試前，動力學(xué)型式試驗、本線路的軌道動態(tài)幾何狀態(tài)參數(shù)需合格才可進行。

3.3.2 測試地點要求不同。動力學(xué)型式試驗只要求在典型工況（不同曲線半徑下）進行，平均線路條件相同時，可在其它線路進行，而動力學(xué)響應(yīng)測試只能在本線路進行。

3.3.3 測試范圍不同。動力學(xué)響應(yīng)測試除按照不同速度等級進行測試外，還包括ATO 模式及道岔區(qū)的測試，覆蓋整個正線區(qū)間。

3.3.4 測試工況不同。為模擬正常載客情況，通常動力學(xué)型式試驗包括AW0、AW3 工況，動力學(xué)響應(yīng)只需進行AW0 試驗。

動力學(xué)響應(yīng)測試是在軌道、車輛驗收試驗合格后進行，為檢驗軌道- 車輛的匹配性增加的試驗，用于發(fā)現(xiàn)軌道、車輛配合方面存在的問題，按照試驗結(jié)果排查問題。

4 結(jié)論

在系統(tǒng)測試過程中，通常車輛動力學(xué)響應(yīng)可能會出現(xiàn)不同理解。第一，測試方法不夠明確。動力學(xué)響應(yīng)測試方法未在《技術(shù)規(guī)范》中明確，不同測試機構(gòu)測試方法存在不統(tǒng)一。各地鐵公司應(yīng)根據(jù)自身情況，對正線所有區(qū)間進行覆蓋，包括岔區(qū)和折返線，保證所有區(qū)間無異常數(shù)據(jù)。第二，評判對象不明確。同一線路，可能存在多種車型運營的情況，對于動力學(xué)響應(yīng)測試，未明確一種或者所有車型均要進行試驗。根據(jù)試驗經(jīng)驗，建議選取較新車型，避免車輛自身原因?qū)е聹y試結(jié)果超標(biāo)。第三，測試標(biāo)準(zhǔn)較為簡單。隨著不同建設(shè)進度的進行，將會出現(xiàn)老車參與延長線路開通評審的情況。隨著運營時間的增加，車輛動力學(xué)性能將會降低，存在超過標(biāo)準(zhǔn)的可能，而《技術(shù)規(guī)范》中動力學(xué)響應(yīng)測試結(jié)果未規(guī)定不同結(jié)果下的處理措施。根據(jù)GB/T 5599-85《鐵道車輛動力學(xué)性能評定和試驗鑒定規(guī)范》要求，動力學(xué)試驗結(jié)果建議標(biāo)準(zhǔn)制定部門區(qū)分不同的限度，分為合格標(biāo)準(zhǔn)和安全裕量標(biāo)準(zhǔn)。