地鐵車(chē)輛弓網(wǎng)關(guān)系研究

天津軌道交通運(yùn)營(yíng)集團(tuán)有限公司 天津 300000

地鐵列車(chē)由碳滑板受流方式逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭茈姽芰鞣绞?，受流系統(tǒng)是列車(chē)動(dòng)力的重要組成部分。受電弓作為列車(chē)受流裝置，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系列車(chē)運(yùn)行質(zhì)量。因線路條件限制，不易觀察到受電弓運(yùn)行狀態(tài)及弓網(wǎng)配合是否良好，特別是極端天氣下出現(xiàn)接觸網(wǎng)結(jié)冰后受流能力大幅下降，其運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系列車(chē)運(yùn)行安全與質(zhì)量?，F(xiàn)階段接觸網(wǎng)檢修模式多以計(jì)劃?rùn)z修為主，檢修方式為步行巡視、工程車(chē)巡視、梯車(chē)巡視、電客車(chē)巡視等，現(xiàn)有方式無(wú)法實(shí)時(shí)獲得受電弓與接觸網(wǎng)的配合關(guān)系，查找故障點(diǎn)位時(shí)依賴作業(yè)人員的細(xì)心程度。因此，如何迅速查找故障點(diǎn)位，獲得實(shí)時(shí)弓網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)等成為弓網(wǎng)關(guān)系研究方向。

1 受電弓系統(tǒng)介紹

受電弓主要由底架、升弓裝置、鋼絲繩、下臂、下導(dǎo)桿、上臂、上導(dǎo)桿、弓頭組成。氣動(dòng)升弓裝置安裝在底架上，通過(guò)鋼絲繩作用于下臂。

①底架。底架由下臂、下導(dǎo)桿、升弓裝置、絕緣子、阻尼器組成。②下臂。下臂安裝在底架上，由氣囊驅(qū)動(dòng)鋼絲繩、上導(dǎo)桿、上臂、阻尼器組成。③上臂。弓頭、下導(dǎo)桿連接在上臂上。④下導(dǎo)桿。⑤弓頭。弓頭直接與接觸網(wǎng)接觸，弓頭安裝在上臂頂部，碳滑板懸掛在板簧上。⑥上導(dǎo)桿。上導(dǎo)桿防止受電弓在升降過(guò)程中弓頭翻轉(zhuǎn)。⑦升弓裝置。升弓裝置安裝在底架和下臂之間。車(chē)輛壓縮空氣氣源經(jīng)閥板、管路與受電弓進(jìn)氣口連接[1]。

2 弓網(wǎng)關(guān)系研究方法

現(xiàn)在的接觸網(wǎng)檢修方式根據(jù)各城市線路特點(diǎn)制定，各城市之間根據(jù)線路條件的不同制定適用于于所轄線路的接觸網(wǎng)檢修修程，接觸網(wǎng)檢修嚴(yán)重依靠作業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平。受電弓作為列車(chē)的受流系統(tǒng)重要組成部分，其和接觸網(wǎng)的配合程度對(duì)列車(chē)運(yùn)行的穩(wěn)定性有較大影響，依靠人力測(cè)量及檢修方式存在局限性。同時(shí)，入冬季節(jié)偶發(fā)凍雨天氣，氣溫偏低，接觸網(wǎng)經(jīng)極易發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)影響碳滑板受流，容易產(chǎn)生電弧，會(huì)導(dǎo)致鋁托表面被大面積破壞、燒蝕，影響列車(chē)正常運(yùn)營(yíng)。因此可考慮通過(guò)信息監(jiān)測(cè)與改造相結(jié)合的方式，提升故障響應(yīng)速度，縮短故障處理時(shí)間，提高受流系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，同時(shí)結(jié)合運(yùn)行情況分析傳輸數(shù)據(jù)，優(yōu)化受流系統(tǒng)檢修修程。

2.1 信息檢測(cè)——弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般包括車(chē)載檢測(cè)裝置及地面服務(wù)器終端設(shè)備，由激光光源、高清工業(yè)相機(jī)、傳感器等設(shè)備及處理分析軟件組成。實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行時(shí)對(duì)弓網(wǎng)燃弧、接觸網(wǎng)幾何參數(shù)、弓網(wǎng)實(shí)時(shí)配合程度等信息。地面服務(wù)器可接收實(shí)時(shí)狀態(tài)視頻及故障信息，如位置、故障種類(lèi)等，檢修人員可及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常狀態(tài)，做好故障修復(fù)的準(zhǔn)備工作。受限于列車(chē)運(yùn)行環(huán)境，弓網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)備要求能在惡劣環(huán)境下工作，地下段區(qū)間光線較差，應(yīng)滿足灰暗環(huán)境下的使用需求。同時(shí)，要充分考慮防水、抗震特性及檢修作業(yè)人員的維護(hù)周期，避免因維護(hù)周期過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致設(shè)備拍攝檢測(cè)不清晰的情況出現(xiàn)。

①實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位功能。弓網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備應(yīng)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，可通過(guò)采集列車(chē)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)數(shù)據(jù)將位置信息反饋在圖像或視頻上，也可通過(guò)加裝相應(yīng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)位置信息采集。②實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)功能。弓網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)惡劣工況下的檢測(cè)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)弓網(wǎng)燃弧參數(shù)（如時(shí)間、燃弧率等）、幾何參數(shù)（如拉出值、錨段關(guān)節(jié)、跨距高差、平行線間距等）的高精度檢測(cè)。③實(shí)現(xiàn)高清成像監(jiān)測(cè)功能。該系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)列車(chē)運(yùn)行、靜止?fàn)顟B(tài)下的高清成像功能。所拍攝的區(qū)域應(yīng)覆蓋接觸網(wǎng)的關(guān)鍵零部件，如懸掛、定位裝置。④實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸功能。該系統(tǒng)應(yīng)具有數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸功能，傳輸至地面終端設(shè)備。用戶可選擇性地傳輸視頻及圖片信息。若選擇實(shí)時(shí)傳輸狀態(tài)，可能會(huì)因傳輸量較大難以發(fā)現(xiàn)及選擇有效數(shù)據(jù)，因此，使用者可根據(jù)自身使用需求，選擇故障信息進(jìn)行傳輸。該故障信息建議包含故障發(fā)生前的一段時(shí)間及故障發(fā)生后的一段時(shí)間，時(shí)長(zhǎng)可由使用者確定，便于使用者初步確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)，做好排故準(zhǔn)備，查找相應(yīng)原因[2]。⑤實(shí)現(xiàn)視頻圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。視頻圖像應(yīng)實(shí)現(xiàn)司機(jī)室實(shí)時(shí)查看功能，并根據(jù)用戶使用需求確認(rèn)存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)。⑥實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理及分析功能。該系統(tǒng)應(yīng)滿足視頻圖像的查詢、回放功能，傳輸至地面服務(wù)器的數(shù)據(jù)經(jīng)地面分析軟件分析檢測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，從而對(duì)檢修修程提供理論依據(jù)。

3 硬件改造——除冰碳滑板

碳滑板是車(chē)輛受流系統(tǒng)中的重要部件，碳滑板安裝于受電弓弓頭，是車(chē)輛運(yùn)行必不可少的重要配件。單架受電弓上一般成對(duì)或兩對(duì)出現(xiàn)。目前國(guó)內(nèi)軌道交通行業(yè)多數(shù)使用浸金屬碳滑板，冬季接觸網(wǎng)易發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，在列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，影響碳滑板受流，容易產(chǎn)生電弧，對(duì)列車(chē)運(yùn)行產(chǎn)生影響?，F(xiàn)有浸金屬碳滑板無(wú)法在運(yùn)行過(guò)程中刮走因凍雨產(chǎn)生的接觸網(wǎng)結(jié)的冰，因此可考慮改造現(xiàn)有浸金屬碳滑板組成結(jié)構(gòu)，保障在不影響其受流的情況下，同時(shí)兼具除冰性能?？煽紤]將浸金屬部分材質(zhì)換成銅或銅合金，安裝時(shí)注意銅條朝向運(yùn)行方向，列車(chē)于上下行區(qū)間行走時(shí)，確認(rèn)銅條部分先接觸接觸網(wǎng)。使用時(shí)需注意銅條磨耗到限情況，因增加合金部分，碳滑板重量增加，因此具有除冰功能的碳滑板可磨耗量較普通浸金屬碳滑板有所減少，檢修人員應(yīng)注意除冰碳滑板的使用情況[3]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)信息監(jiān)測(cè)與設(shè)備改造相結(jié)合的方式，提高受流系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，形成合理系統(tǒng)修程。弓網(wǎng)可視化設(shè)備具有獨(dú)立實(shí)時(shí)錄像、檢索回放、錄像查詢、下載等功能，可對(duì)跟蹤過(guò)程中的報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、統(tǒng)計(jì)、分析、管理，方便技術(shù)人員隨時(shí)評(píng)估受電弓運(yùn)行狀態(tài)，技術(shù)人員根據(jù)評(píng)估結(jié)果，編制形成合理的系統(tǒng)修程。除冰碳滑板提升受電弓隨網(wǎng)性，保障后續(xù)列車(chē)運(yùn)行安全。