■ 許貴陽 石偉棟 田新宇 楊 飛 尹 峰

地鐵基礎設施第三方綜合檢測服務模式探討

■ 許貴陽 石偉棟 田新宇 楊 飛 尹 峰

隨著我國城市軌道交通建設、運營里程的不斷增加，軌道交通運營和結構安全更加受到重視。地鐵基礎設施狀態(tài)檢測監(jiān)測內(nèi)容與模式對于運營安全及經(jīng)濟起到了決定性作用。地鐵第三方綜合檢測服務模式，不僅能夠提升地鐵公司的安全管理水平、降低運營成本，也可在全國開通軌道交通的城市推廣，將會產(chǎn)生顯著的社會和經(jīng)濟效益。

軌道交通；基礎設施；檢測監(jiān)測

城市軌道交通作為一種快捷高效、安全舒適、節(jié)能環(huán)保的大容量城市客運交通方式，逐漸受到世界各國的重視。截至2014年末，我國22個城市累計建成城軌線路101條，運營線路3 155 km，其中地鐵2 438 km，占線路總長77．3%；輕軌239 km，占線路總長7．6%。為了保障地鐵安全、平穩(wěn)、高效運行，達到經(jīng)濟有效地養(yǎng)護維修目標，需要對其基礎設施進行全面檢測監(jiān)測，并建立準確、全面、深入的檢測數(shù)據(jù)分析處理中心，從而更安全、經(jīng)濟、合理地為公眾服務。

1 地鐵基礎設施檢測監(jiān)測現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)已開通地鐵的城市都通過采購專用檢測監(jiān)測設備、組建專門機構實現(xiàn)對基礎設施的定期檢測，同時也有很小一部分較專業(yè)的監(jiān)測內(nèi)容委托第三方測試。

以深圳地鐵為例，介紹我國地鐵基礎設施檢測監(jiān)測現(xiàn)狀。

深圳地鐵基礎設施檢測監(jiān)測采用靜態(tài)、動態(tài)檢查相結合的方式。

軌道靜態(tài)檢查包括軌道幾何尺寸、鋼軌狀態(tài)、焊縫平直度、軌道結構檢查等，多采用人工方式，部分輔助靜態(tài)測量設備進行。軌道動態(tài)檢查只對軌道幾何定期采用DGJ-4型軌道檢測車（1號線一期工程投入）檢查一遍。

接觸網(wǎng)靜態(tài)檢查包括導高、拉出值、磨耗、靜態(tài)絕緣距離、絕緣電阻、接地電阻、開關刀閘接觸間隙、避雷器預防性試驗、受電弓碳板損傷及重點設備（錨段關節(jié)、線岔、分段絕緣器、補償器）參數(shù)等，采用人工方式輔助靜態(tài)測量設備進行。動態(tài)檢測是利用自帶動力的檢測車采用接觸式（或非接觸式）方式檢測；在電客車上安裝弓網(wǎng)監(jiān)測裝置，在非運營時段定期對接觸網(wǎng)相關動態(tài)參數(shù)進行測量，在運營時段查看弓網(wǎng)視頻。

建筑沉降和位移監(jiān)測均采用委外方式，直接委托隸屬地鐵集團的深圳市市政工程設計研究院實施。重點監(jiān)測區(qū)段直接委托市政工程設計研究院或由測量工班承擔。結構檢測視實際發(fā)生病害的部位和需要檢測的范圍，單獨進行合同談判委托市政工程設計研究院實施。

通過國內(nèi)外調(diào)研，結合我國鐵路的檢測模式和技術水平，總結目前地鐵基礎設施檢測存在的一些問題：

（1）檢修管理模式有待優(yōu)化。地鐵采用“檢、修部分分開”的模式，這種模式不利于管理上相互制約和工作專業(yè)化。

（2）檢測項目不全，自動化程度低。地鐵接觸網(wǎng)、軌道的日常檢測還以人工為主，效率低下；檢測設備采購時間較長，技術落后，設備開始老化，故障較多。

（3）動態(tài)檢測集成化程度低。現(xiàn)有軌道檢測車、接觸網(wǎng)檢查車只能實現(xiàn)單一專業(yè)、不同時段的檢測，檢測專業(yè)少（如軌道檢測車只能檢測基本軌道幾何參數(shù)，對于鋼軌傷損、扣件缺失、軌面擦傷、鋼軌磨耗等不能進行檢測），更重要的是難以實現(xiàn)各專業(yè)檢測數(shù)據(jù)的時空同步，不便于多專業(yè)關聯(lián)分析。

（4）基礎設施地面監(jiān)測未全覆蓋。地鐵基礎設施地面監(jiān)測尚未進行全線在線實時監(jiān)測，只是局部區(qū)域監(jiān)測，存在一定安全盲區(qū)。

（5）檢測監(jiān)測沒有信息化管理。在各工班組檢測及委托第三方單位監(jiān)測后，數(shù)據(jù)不能統(tǒng)一分析管理，未建立統(tǒng)一的檢測監(jiān)測數(shù)據(jù)管理分析平臺，無法采用先進的數(shù)據(jù)挖掘和分析算法實現(xiàn)多專業(yè)綜合分析和故障診斷。

2 第三方城市軌道綜合檢測監(jiān)測技術服務模式

鑒于以上城市軌道交通檢測現(xiàn)狀，提出基于目前多種先進檢測監(jiān)測設備，設計一套科學、先進、全面的第三方城市軌道綜合檢測技術服務模式，為城市軌道交通系統(tǒng)提供全方位的“家庭醫(yī)生”式保障服務。

第三方城市軌道綜合檢測技術服務模式是指在擁有專業(yè)檢測資質(zhì)基礎上，通過最先進的移動檢測設備、固定監(jiān)測設備，對地鐵、輕軌基礎設施和沿線環(huán)境進行全方位、全項目、全天候檢測，其中主要包括對軌道、接觸網(wǎng)、電務、通信信號的周期性檢測，對地面構筑，隧道、橋梁狀態(tài)的實時監(jiān)測，對災害（如火災、水災）的在線監(jiān)控，以此獲得國內(nèi)及國際認可的權威、準確檢測數(shù)據(jù)。

其運作模式是與地鐵集團合作，成立第三方檢測機構，除車輛、機務維修外，所有裝備和人員投入均由第三方服務機構提供。第三方綜合檢測服務模式架構見圖1。

第三方城市軌道綜合檢測技術服務擬采用2輛軌道車作為設備承載平臺，檢測時用機車牽引列車前進（見圖2）。在2號車后端設有機車操作臺，聯(lián)掛后可完成前端機車的起動、調(diào)速、制動、整車實時監(jiān)控操作，整列車可正反向運行，避免推行或重新編組。

圖1 第三方檢測服務模式架構

圖2 檢測列車編組模式

1號檢測車安裝鋼軌探傷系統(tǒng)、軌道狀態(tài)巡檢系統(tǒng)、通信系統(tǒng)。2號檢測車安裝軌道幾何檢測系統(tǒng)、鋼軌輪廓檢測系統(tǒng)、接觸軌檢測系統(tǒng)、鋼軌波浪磨耗檢測系統(tǒng)、接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)（接觸與非接觸）、隧道限界檢測系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)視及精確定位系統(tǒng)。利用檢測列車可以實現(xiàn)多專業(yè)、多項目的同步測量，能夠做到快速、準確、全面的測量。

第三方綜合檢測技術服務較現(xiàn)有檢測模式具有一定優(yōu)勢：

（1）檢測監(jiān)測項目全覆蓋，綜合投入小。不僅可以滿足軌道檢測、接觸網(wǎng)檢測和鋼軌探傷，還可以完成軌道、接觸網(wǎng)巡檢，以及接觸軌和隧道限界的檢測等，同時，通過光纖傳感等新技術的推廣，提供針對于路基、隧道、橋梁等基礎設施在內(nèi)的全覆蓋、全生命周期在線監(jiān)測。

（2）大幅提升裝備技術先進性和服務水平。利用多專業(yè)具有自主知識產(chǎn)權的高精尖檢測設備進行檢測，提高檢測技術的先進性。

表1 綜合檢測車檢測內(nèi)容

（3）提供安全評估報告。采用第三方綜合檢測模式，運營期間綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、移動終端、數(shù)據(jù)庫等技術，將各條線路的檢測監(jiān)測數(shù)據(jù)實時匯入檢測大數(shù)據(jù)中心，專家服務團隊將綜合歷史數(shù)據(jù)、基礎信息數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等進行全面深入分析，完成病害成因特征分析和成因診斷，隨時為運營單位提供任何線路的安全評估報告，指導維護維修工作。

3 第三方城市軌道綜合檢測監(jiān)測技術服務內(nèi)容

第三方城市軌道綜合檢測監(jiān)測技術服務基于綜合檢測車和地面配套的在線監(jiān)測系統(tǒng)，涵蓋日常需要的所有檢測項目，檢測內(nèi)容見表1、表2。

4 前景展望

（1）產(chǎn)業(yè)化分析。預計到2020年，全國擁有軌道交通的城市將達到50個，軌道交通規(guī)模將達到近6 000 km。軌道交通的運營和結構安全均離不開對基礎設施狀態(tài)的檢測監(jiān)測，未來城軌檢測市場的規(guī)模巨大。在此背景下，在全國地鐵推廣專業(yè)、綜合的第三方檢測技術服務，必將起到行業(yè)引領的作用。隨著各地鐵公司不斷接受這一理念，第三方檢測技術服務將全面推行，帶來巨大的經(jīng)濟和社會效益。

表2 地面基礎設施在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測內(nèi)容

（2）可行性分析。經(jīng)過對比論證，基于綜合檢測車，在地鐵公司推廣第三方綜合檢測服務具有綜合投入小、裝備和技術先進、大幅提升運營安全管理水平等明顯優(yōu)勢，且這種服務模式可在全國開通軌道交通的城市推廣復制。

（3）適用范圍。地鐵綜合檢測第三方服務將是國內(nèi)地鐵行業(yè)的一個創(chuàng)舉，是我國高速鐵路成熟技術向城市軌道交通領域的一次成功拓展，具有劃時代意義。這種模式的推廣應用，將會大大提高城市軌道交通運營安全綜合管理水平，也會為運營管理單位節(jié)約投資、簡化管理環(huán)節(jié)起到積極作用。

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許貴陽：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，研究員，北京，100081

石偉棟：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，高級工程師，北京，100081

田新宇：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，副研究員，北京，100081

楊 飛：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，助理研究員，北京，100081

尹 峰：中國鐵道科學研究院基礎設施檢測研究所，助理研究員，北京，100081

責任編輯 高紅義

U298

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1672-061X（2015）04-0070-04