孫樹光

接觸網(wǎng)動態(tài)設(shè)備質(zhì)量評價標準及檢測數(shù)據(jù)分析

孫樹光

針對接觸網(wǎng)動態(tài)設(shè)備質(zhì)量評價的問題，提出接觸網(wǎng)動態(tài)檢測評價標準和計分方式，分析了接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的總體目標、設(shè)計方案、實現(xiàn)方式和主要功能。

接觸網(wǎng)；評價標準；動態(tài)檢測；數(shù)據(jù)分析

0 引言

鐵路運輸對牽引供電的要求越來越高，作為牽引供電最易發(fā)生問題的接觸網(wǎng)，其動態(tài)設(shè)備質(zhì)量直接影響牽引供電的質(zhì)量，按周期對接觸網(wǎng)進行動態(tài)檢測是掌握接觸網(wǎng)動態(tài)設(shè)備質(zhì)量的重要手段。目前，接觸網(wǎng)動態(tài)檢測設(shè)備可以完成接觸網(wǎng)動態(tài)檢測，并以表格方式列出缺陷數(shù)據(jù)，能夠反映接觸網(wǎng)線路某處的缺陷狀態(tài)，但因檢測系統(tǒng)均不具備分析與評價功能，同時缺乏相對完善且符合現(xiàn)場情況的動態(tài)設(shè)備質(zhì)量評價標準和評定方法，所以難以有效利用動態(tài)檢測產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，從整體上描繪接觸網(wǎng)線路的質(zhì)量狀態(tài)，對動態(tài)檢測數(shù)據(jù)的有效分析已成為目前制約接觸網(wǎng)動態(tài)設(shè)備質(zhì)量評價的重要因素?；诖耍瑧?yīng)以接觸網(wǎng)動態(tài)質(zhì)量評價標準和動態(tài)檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，開發(fā)接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以完成對接觸網(wǎng)線路的分析和動態(tài)質(zhì)量評價。

1 動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析總體目標

根據(jù)接觸網(wǎng)動態(tài)檢測實際情況和對接觸網(wǎng)設(shè)備管理單位需求的調(diào)研分析，接觸網(wǎng)動態(tài)檢測評價標準及數(shù)據(jù)分析的總體目標如下：

（1）制定接觸網(wǎng)動態(tài)設(shè)備質(zhì)量評價標準和計分方法。

（2）建立動態(tài)檢測缺陷數(shù)據(jù)庫，建立接觸網(wǎng)線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

（3）以評價標準、計分方法和動態(tài)檢測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實現(xiàn)接觸網(wǎng)線路各類各級缺陷綜合分析、查詢、趨勢繪制等功能，對接觸網(wǎng)線路質(zhì)量進行定量與定性評價，滿足供電管理部門和設(shè)備運營管理單位要求。

（4）整合各類動態(tài)檢測數(shù)據(jù)，積累動態(tài)檢測背景情況，以此為基礎(chǔ)研究接觸網(wǎng)動態(tài)運行規(guī)律。

2 評價標準與計分方法

接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析涉及線路拉出值、硬點、高差、接觸壓力及網(wǎng)壓等檢測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和得分計算，單線、單月、年度、各段及總體線路的得分與評價，必須制定統(tǒng)一的評價標準及計分方法。根據(jù)對京滬線、京九線、膠濟線等連續(xù)半年檢測數(shù)據(jù)的分析，對標準分值和計分方式比選，最終確定了評價標準和計分方法。

2.1 評價標準

（1）所有得分均按百分制計算。

（2）拉出值、硬點、高差、接觸壓力和網(wǎng)壓等項目的缺陷等級劃分按《接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程》規(guī)定，根據(jù)缺陷值的大小分為1、2、3級。

（3）百公里每處扣分標準。見表1。根據(jù)線路的不同情況和分析要求，可以調(diào)整表1中的扣分分值，以改變百分制得分分布的區(qū)間。為便于縱向比較，該標準一旦確定，不應(yīng)輕易變動。

2.2 線路與管理單位計分方法

2.2.1 線路計分方法

線路計分以本線路拉出值、高差、接觸壓力、硬點各分項得分取平均值，再減去網(wǎng)壓扣分后，為線路總得分。各項得分和線路得分按式（1）計算：

式中，l2、l3分別為該線路拉出值2級、3級缺陷百公里數(shù)量；g2、g3分別為該線路高差2級、3級缺陷百公里數(shù)量；y3、j2分別為該線路硬點3級、接觸壓力2級缺陷百公里數(shù)量；d1為該線路網(wǎng)壓缺陷數(shù)量；Fl、Fg、Fy、Fj分別為該線路拉出值、高差、硬點、接觸壓力得分；Fd為線路網(wǎng)壓扣分；n為拉出值、高差、接觸壓力、硬點等檢測項目數(shù)量；Fxl為該線路得分。

線路計分與各項計分均以百分制計算，滿分為100。

表1 百公里缺陷扣分標準表

2.2.2 管理單位計分方法

管理單位計分以該單位拉出值、高差、接觸壓力、硬點各項得分取平均值，再減去網(wǎng)壓扣分后，為單位總得分。各項得分和單位得分按式（2）計算：

式中，l2、l3分別為該單位拉出值2級、3級缺陷百公里數(shù)量；g2、g3分別為該單位高差2級、3級缺陷百公里數(shù)量；y3、j2分別為該單位硬點3級、接觸壓力2級缺陷百公里數(shù)量；d1為該單位網(wǎng)壓缺陷數(shù)量；Fl、Fg、Fy、Fj分別為該單位拉出值、高差、硬點、接觸壓力得分；Fd為該單位網(wǎng)壓扣分；n為拉出值、高差、接觸壓力、硬點等檢測項目數(shù)量；Fdw為該單位得分。

單位計分與各項計分均以百分制計算，滿分為100。

2.3 定性評價標準

線路定性評價和各單位的定性評價根據(jù)得分按表2標準評定。

表2 定性評價標準表 單位：分

京滬線、京九線、膠濟線、菏兗日線及一些電化支線等普速線路，可按照表1、表2計分方法和定性評價標準，近2年的線路得分基本分布在75～95分內(nèi)，定性評價以良居多，少數(shù)為優(yōu)或合格，所以該標準是適合評價普速線路動態(tài)設(shè)備質(zhì)量的。

3 動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)方案比選

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的實現(xiàn)方法主要有2種：基于瀏覽器/服務(wù)器（Browser/Server，簡稱B/S）方式，單機版獨立安裝方式。采用B/S方式和單機版方式均能完成數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的功能?？紤]數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)不僅在辦公室使用，還要在檢測車、作業(yè)車及現(xiàn)場等無網(wǎng)絡(luò)的地方使用，同時根據(jù)接觸網(wǎng)設(shè)備管理單位及接觸網(wǎng)動態(tài)檢測人員的意見，選用不受網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器限制的單機版方式完成數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，并定期分發(fā)檢測數(shù)據(jù)以更新數(shù)據(jù)庫。選用單機版的另一個好處是，安裝靈活，獨立性好，便于推廣使用，而且分發(fā)檢測數(shù)據(jù)仍然可以利用路內(nèi)局域網(wǎng)進行傳輸。

3.2 系統(tǒng)功能確定

通過分析應(yīng)用需求，數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要應(yīng)完成檢測數(shù)據(jù)查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢和檢測數(shù)據(jù)分析，實現(xiàn)接觸網(wǎng)線路質(zhì)量分析評價和趨勢圖繪制等功能，除此之外，還應(yīng)整合各類動態(tài)檢測數(shù)據(jù)，積累動態(tài)檢測背景情況，為深入研究接觸網(wǎng)動態(tài)運行規(guī)律提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的管理應(yīng)包含檢測數(shù)據(jù)維護、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護、標準設(shè)置等，為使用方便，系統(tǒng)還應(yīng)具備數(shù)據(jù)比較與計算工具、幫助等功能。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

4.1 開發(fā)工具選擇

數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)要求使用方便，界面友好，但對實時性要求不高，因此選用visual_studio_2010（visual_basic 2010）作為開發(fā)工具，必備組件為Microsoft net framework 4.0，installer3.1（或以上），數(shù)據(jù)庫使用Access庫，該組合使用方便，同時與常用的Excel表格轉(zhuǎn)換方便，推廣使用時數(shù)據(jù)庫維護非常簡單。

4.2 軟件主要結(jié)構(gòu)

檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫為核心，軟件為模塊化結(jié)構(gòu)，各功能模塊相對獨立。數(shù)據(jù)庫含管內(nèi)全部接觸網(wǎng)線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)、評價標準、檢測環(huán)境與信息、系統(tǒng)數(shù)據(jù)等，數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的導入、導出、修改、增刪等均通過軟件模塊實現(xiàn)。

軟件系統(tǒng)框圖見圖1。

圖1 軟件系統(tǒng)框圖

4.3 模塊構(gòu)成與主要功能

該軟件主要用于檢測數(shù)據(jù)查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢、檢測數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量評價。包含數(shù)據(jù)導入、檢測數(shù)據(jù)查詢、檢測數(shù)據(jù)分析、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、檢測環(huán)境與事項、設(shè)置與維護、工具和幫助等8個模塊，共36個功能子模塊。各模塊構(gòu)成與主要功能如下：

（1）文件管理。包含文件查看、檢測數(shù)據(jù)導入、檢測數(shù)據(jù)刷新、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導入等4個子模塊，主要用于導入外部數(shù)據(jù)。

（2）檢測數(shù)據(jù)查詢。該模塊包含單線綜合查詢、單月綜合查詢、單線重復(fù)缺陷查詢、特殊位置缺陷查詢、檢測時間線路查詢、按管轄范圍查詢、段車間工區(qū)查詢等7個子模塊。該模塊對管轄范圍、檢測時間、線路、行別、缺陷類別、缺陷等級等進行任意組合，實現(xiàn)對檢測數(shù)據(jù)的分類查詢與數(shù)量統(tǒng)計，以不同方式將缺陷數(shù)據(jù)及統(tǒng)計情況提供給設(shè)備管理單位。提供的數(shù)據(jù)格式包含編號、年度、月份、日期、段別、車間、工區(qū)、線別、上下行、站區(qū)名稱、支柱號、公里標、缺陷名稱、缺陷值、缺陷等級、速度、結(jié)構(gòu)、曲線標志等18項信息。

單線綜合查詢界面主要部分如圖2所示。圖中左側(cè)為查詢選項，右側(cè)表格為查詢結(jié)果，其他子模塊的查詢模式僅左側(cè)選項有區(qū)別，其他大致相同。

（3）檢測數(shù)據(jù)分析。該模塊包含單線數(shù)據(jù)分析對比、綜合數(shù)據(jù)分析對比、單月線路綜合分析、時間線路綜合分析、單線統(tǒng)計及趨勢圖、綜合統(tǒng)計及趨勢圖、年度及綜合分析、按管轄范圍統(tǒng)計等8個子模塊。該模塊對某一線路的檢測數(shù)據(jù)進行分類統(tǒng)計與評分，以趨勢圖顯示，對該線路任意月份數(shù)據(jù)進行對比；對月度檢測數(shù)據(jù)進行綜合、分段、分時、分項目統(tǒng)計與評分，并對任意月份數(shù)據(jù)進行對比；按照時間、線路任意組合，對檢測數(shù)據(jù)進行綜合、分段、分線、分類統(tǒng)計與評分，并以趨勢圖顯示，用于季度數(shù)據(jù)分析、同交路數(shù)據(jù)分析，綜合統(tǒng)計各段、各車間、工區(qū)不同時段內(nèi)各類設(shè)備缺陷數(shù)量，實現(xiàn)局管內(nèi)各線路及總體的接觸網(wǎng)質(zhì)量狀態(tài)定性與定量評價，為管理人員制定決策方案提供依據(jù)。

單月線路綜合分析、單月各線路分項得分趨勢、年度綜合分析見圖3—圖5。

圖2 單線綜合查詢界面圖

圖3 單月線路綜合分析圖

圖4 單月各線路分項得分趨勢圖

（4）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理。該模塊包含基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表管理和各單位管轄范圍等3個子模塊。用于對接觸網(wǎng)線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行管理和查詢，并可以序號、公里標、跨距、分區(qū)標志等幾種方式進行排序查看；可查詢各單位管轄范圍。

圖5 年度綜合分析圖

（5）檢測環(huán)境與事項。主要用于記錄動態(tài)檢測時的天氣狀況、車輛編組位置和檢測特殊事項，積累原始資料，便于分析和探索規(guī)律。

（6）設(shè)置與維護。該模塊包括扣分標準設(shè)置、定性評價標準設(shè)置、基準評價數(shù)量設(shè)置、線路信息維護、檢測數(shù)據(jù)維護（月份維護、編號整理、重復(fù)數(shù)據(jù)處理、單條數(shù)據(jù)刪除）、檢測線路維護、上跨橋設(shè)置等7個子模塊，主要用于設(shè)置各類標準和進行數(shù)據(jù)維護。

（7）工具。該模塊主要包含計算工具、數(shù)據(jù)比較2個子模塊。計算工具用于臨時輸入缺陷數(shù)量計算線路得分，與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的數(shù)據(jù)無關(guān)；數(shù)據(jù)比較用于接觸式、雷達、相機等不同檢測方式下對同一段線路檢測結(jié)果的比較。

（8）幫助。該模塊提供本軟件的詳細使用說明，為一獨立的chm文件。

5 結(jié)語

接觸網(wǎng)動態(tài)檢測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)已實際使用2年，經(jīng)過不斷測試、修改完善，評價標準和計分方法較為科學合理，軟件使用簡單，能夠方便快捷地進行檢測數(shù)據(jù)查詢、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢和檢測數(shù)據(jù)分析工作，大幅度地提高了檢測數(shù)據(jù)分析效率和分析質(zhì)量，提高了檢測數(shù)據(jù)的利用效率。整套系統(tǒng)能定量、定性地評價接觸網(wǎng)線路動態(tài)設(shè)備質(zhì)量，較好適應(yīng)供電段等設(shè)備管理單位需要，幫助設(shè)備管理部門準確的掌握接觸網(wǎng)線路動態(tài)變化情況、缺陷性質(zhì)和分布情況，及時處理接觸網(wǎng)缺陷，使接觸網(wǎng)動態(tài)檢測、靜態(tài)復(fù)測、缺陷處理和動態(tài)復(fù)測形成閉環(huán)，為生產(chǎn)服務(wù)；同時可以幫助上級管理部門準確掌握接觸網(wǎng)線路動態(tài)設(shè)備質(zhì)量整體狀況，分析變化規(guī)律，為設(shè)備管理單位提出有針對性的指導意見，并為科學決策提供依據(jù)。

[1] 鐵運[2007]69號 接觸網(wǎng)安全工作規(guī)程 接觸網(wǎng)運行檢修規(guī)程[S].

Concerning the problem of dynamic equipment quality evaluation of Overhead contact system. In this paper, dynamic testing evaluation standard and scoring method are put forward, the overall goals, design, implementation, and the main functions of dynamic testing data analysis system is introduced.

overhead contact system; evaluation standard; dynamic testing; data analysis

U226.8

B

1007-936X(2014)04-0009-04

2013-08-28

孫樹光.濟南鐵路局供電處，高級工程師，電話：13646406407。