李開

摘 要：接觸網(wǎng)是電氣化鐵路兩種供電方式之一，進行接觸網(wǎng)的安全性和可靠性管理，也是現(xiàn)階段高速鐵路日常管理工作的重要內容。文章首先介紹了幾種接觸網(wǎng)安全性評價方法，隨后分別從管理角度和技術角度，就如何提高高速鐵路接觸網(wǎng)的安全性與可靠性提出了幾點建議。

關鍵詞：高速鐵路；接觸網(wǎng)；安全性；可靠性

中圖分類號：TM861 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）22-0143-02

1 高速鐵路接觸網(wǎng)安全性評價方法

選擇一種或多種科學的評價方法，一方面可以更加清晰的了解當前高速鐵路接觸網(wǎng)運行過程中存在的問題，另一方面又間接的提供了提高接觸網(wǎng)安全性和可靠性的方法。近年來，隨著我國高鐵行業(yè)的成熟發(fā)展，配套的安全評估體系和逐漸建立起來，例如《軌道交通可控性、可用性、維護性和安全性規(guī)范及示例》（GB/T21562-2008）、《新建鐵路項目安全評估暫行辦法》等。在這些技術規(guī)范的指導下，提出了以下幾種評價接觸網(wǎng)安全性與可靠性的方法。

1.1 安全檢查表

事先編制各類檢查表，并盡量細化安全評價標準，為后期進行安全影響因素的對比提供參照標準。安全檢查表是一種定量分析方法，可以將危險有害因素進行等級劃分。其特點是按照事先編制的有標準要求的檢查表，逐項進行檢查，并根據(jù)檢測結果進行打分。采用百分制，分為五個等級，分別是安全（91-100）、較安全（81-90）、一般安全（71-80）、較不安全（51-70）和不安全（50以下）。安全檢查表的特點是易于操作，但是需要提前制定檢查表，工作量相對較大。

1.2 PHA

預先危險性分析，是一種定性分析方法，主要是通過討論系統(tǒng)存在的危險因素以及各類危險條件的觸發(fā)條件等，對接觸網(wǎng)運行中可能存在的有害因素進行定性分析。運用PHA進行接觸網(wǎng)安全性評價，需要技術人員熟練掌握接觸網(wǎng)系統(tǒng)的結構，對常見故障的發(fā)生原因和處理方法有一定的經驗。PHA的應用優(yōu)勢在于評價效率高，但是容易受到評價人員主觀經驗的影響，具有不穩(wěn)定性。

1.3 FMEA

故障類型和影響分析，可以評價接觸網(wǎng)故障的危害后果，此外像故障類型、故障原因等，也都可以通過FMEA反映出來。在運用FMEA進行接觸網(wǎng)安全性和可靠性評價時，需要掌握的要點是提前熟悉各系統(tǒng)、單元之間，各種故障問題的發(fā)生概率，并根據(jù)概率高低提前采取控制措施。這種分析評價方法的優(yōu)點在于更加詳盡的表達了接觸網(wǎng)各類故障的發(fā)生概率和故障原因，但是對評價人員的實踐經驗提出了較高要求。

1.4 FTA

事故樹分析法，可以較為準確的推算出某種事故的發(fā)生概率，要求評價人員能夠熟練掌握事故和基本實踐之間的關聯(lián)性，通過計算基本事件的發(fā)生概率，為故障排除提供參考。與FTA類似的評價方法還有ETA（事件樹），兩者的不同之處在于ETA側重于對觸發(fā)條件的判定，由初始事件推算出其他類似事件的發(fā)生概率。FTA的優(yōu)點是可以快速的完成故障原因的分析和事故概率的計算，但是容易出現(xiàn)誤差；ETA的優(yōu)點是操作簡便，既可以定性又可以定量進行安全性評價，但是也容易受到評價人員主觀因素的影響。

2 從管理角度提高接觸網(wǎng)安全性與可靠性的措施

2.1 加大巡察力度，及時加固松動零件

高鐵是目前國內人們出行首選的交通工具之一，隨著近年來高鐵客流量的不斷增加，高鐵承擔的運輸壓力也隨時提升。而接觸網(wǎng)作為維持高速鐵路正常運行的關鍵結構，由于長時間暴露在露天環(huán)境下，使用一段時間后不可避免會出現(xiàn)零件老化、螺絲松動等問題。如果這些問題得不到及時處理，輕則影響接觸網(wǎng)的正常使用，嚴重情況下還會引發(fā)電氣事故，造成更大的損失。由于接觸網(wǎng)的分布面積廣泛，要想提高故障隱患的排查率，必須要增加巡察力度，革新管理方法。目前關于接觸網(wǎng)零件松動的處理方法主要有以下幾種：

（1）機械固定。部分零件或螺絲，受到機械振動出現(xiàn)松動，可以將金屬墊片放在零件下方，通過減小活動空間達到加固和穩(wěn)定的效果。機械固定是目前處理零件松動最常用的方式，操作簡便。但是接觸網(wǎng)繼續(xù)使用一段時間后，墊片可能因為振動掉落，需要重新固定。（2）化學固定。如果零件活動范圍較小，可以在零件接觸面上涂抹一層強力固體膠，固體膠干燥后可以將零件牢牢固定在基座上。使用化學固定法時，要提前將零件接觸面上的油污、灰塵等處理干凈，提高固定效果。（3）非金屬嵌件固定。常用的材料有尼龍圈、橡膠圈等，通過增大摩擦力的方式，將螺母和螺帽鎖緊，達到固定效果。

2.2 做好防雷措施，保障接觸網(wǎng)平穩(wěn)運行

接觸網(wǎng)是牽引供電系統(tǒng)的重要組成部分，我國高速鐵路地理區(qū)域跨度大，接觸網(wǎng)絕大部分都都是露天設置，且沒有備用設施，已開通的高速鐵路雷擊事故較頻繁，需要采用必要的大氣過電壓防護措施。首先在接觸網(wǎng)的安裝形式上可將PW線抬高于AF線上方的保護配置，但這樣仍然有一定的雷擊概率。還可以采用合成絕緣子，提高絕緣子的抗燒蝕能力，合成絕緣子能夠在一定程度上提高線路重合閘成功概率，但同樣不能完全避免雷電來襲。亦可將接觸網(wǎng)接地防雷，注意采用綜合接地系統(tǒng)時，盡量讓每根支柱都能夠和貫通地線連接上，這種方法在目前我國高速鐵路中用的比較多。

需要注意的是，在綜合接地施工過程中及施工完成時，還需要對接地電阻進行檢測，如達不到需要的要求，應該采取有效的降阻措施以保證列車運行的安全，提高接觸網(wǎng)的耐雷水平，降低接地電阻是一個比較可行的辦法。由于無論采用何種措施都沒有辦法完全避免雷電災害，所以建議結合上述的全部觀點，將保護線PW線抬高方式，AF線懸掛，采用合成絕緣子，謹慎做好接觸網(wǎng)防雷接地工作。并建議完善我國接觸網(wǎng)系統(tǒng)的耐雷水平等具體指標。

2.3 建立應急機制，避免故障問題擴大化

在高鐵運行過程中，如果接觸網(wǎng)突然出現(xiàn)異常工況或發(fā)生故障，將會引發(fā)災難性的后果。因此，管理部門需要結合以往的工作經驗，建立起接觸網(wǎng)運行故障的應急機制。一方面可以實現(xiàn)對故障隱患和安全風險的預警，幫助管理人員及時發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)潛在的故障問題，在分析故障成因后采取應對措施，避免問題擴大化影響接觸網(wǎng)的正常運行；另一方面，還可以第一時間為管理人員提供故障應對策略，也是控制故障損失的有效措施?？梢詫睓C制與系統(tǒng)自動巡檢系統(tǒng)結合起來，在自檢過程中如果發(fā)現(xiàn)問題，系統(tǒng)自動調用數(shù)據(jù)庫中存儲的應急處理方法，達到自動排除故障的效果。在接觸網(wǎng)結構日益復雜的情況下，盡快建立應急機制，也成為確保接觸網(wǎng)安全與可靠運行的有效措施。

3 從技術角度提高接觸網(wǎng)安全性與可靠性的措施

3.1 建立接觸網(wǎng)安全評價指標體系

（1）基本原則。為了提高安全評價指標體系的應用效果，在建立體系時需要遵循以下幾方面的原則：其一是系統(tǒng)性原則，影響接觸網(wǎng)安全性與可靠性的因素較多，只有將接觸網(wǎng)作為一個統(tǒng)一的整體，才能更加全面的反映出影響安全的具體因素，這也為后期進行安全隱患的排除提供了參考；其二是適用性原則，安排評價指標體系應當與高速鐵路接觸網(wǎng)的運行特點、結構特點和操作技術等相適應，這樣才能確保安全評價工作的順利進行；其三是獨立性原則，在進行接觸網(wǎng)某些屬性和特征的評價時，要將其獨立開來，避免相互干擾和影響；其四是科學性原則，即接觸網(wǎng)安全評價指標體系的建立要遵循科學規(guī)律，為后期安全隱患的及時排查提供科學依據(jù)。（2）體系結構。在安全評價過程中，指標量化是評價工作中的一個重要組成部分，尤其是定性指標往往要釆用某些處理方法將其量化。在安全評價中安全評價指標的量化多采用分段區(qū)間取值方法來確定。評價指標是安全評價的核心問題，指標體系不同，得出的評價結論也可能不同。本文結合高速鐵路接觸網(wǎng)安全相關的安全法律法規(guī)、標準及相關規(guī)定，應用安全分析相關技術，對影響高速鐵路接觸網(wǎng)安全的因素進行調查、分析，確定了以下3個大類的主要影響因素。

第一是管理因素。包括管理層對接觸網(wǎng)安全性與可靠性的重視程度，是否有完善的安檢制度以及是否定期開展安全管理技術培訓等。第二是人員因素，主要是技術人員對故障的判斷能力、解決能力，以及日常檢修中的責任意識等；第三是環(huán)境因素，接觸網(wǎng)運行環(huán)境也會對自身的安全性、穩(wěn)定性產生重要影響，也需要納入到安全評價指標體系中。

3.2 高速鐵路接觸網(wǎng)安全等級的劃分

基于技術層面的接觸網(wǎng)安全性和可靠性評價，采用的是定性分析方法，將接觸網(wǎng)安全等級劃分為5個層次，各個層次的劃分標準為：（1）安全。高速鐵路接觸網(wǎng)在正常運行條件下，不會發(fā)生故障問題或意外工況，可以保證高鐵的安全運行；（2）較安全。高速鐵路接觸網(wǎng)仍然保持正常運行，但是不排除發(fā)生異常工況的概率；（3）一般安全。高速鐵路接觸網(wǎng)運行中有一定概率發(fā)生可控的故障問題，但是能夠及時排查，不影響高鐵的安全和正常運行；（4）較不安全。接觸網(wǎng)局部出現(xiàn)單發(fā)或并發(fā)故障，但是仍然具有可控性。通過及時處理不會出現(xiàn)人員傷亡等重大事故；（5）不安全。接觸網(wǎng)局部或大部分出現(xiàn)損壞，且經搶修后仍不能恢復正常運行。已經出現(xiàn)斷電或傷亡等重要險情。

3.3 模糊安全評價的數(shù)學模型

借助于計算機建立模糊安全評價的數(shù)學模型，可以對各類影響信息進行綜合分析和精確計算，最終判定出不同因素對高速鐵路接觸網(wǎng)安全性和可靠性的影響因子。如果影響因子的數(shù)值超過標準范圍，則認為是存在安全隱患，管理人員需要采取措施，消除不安全因素。反之，如果影響因子的數(shù)值在安全范圍之內，則自動略過，這樣就減輕了接觸網(wǎng)安全管理的工作壓力。基于模糊安全評價的數(shù)學模型，可以通過以下步驟建立，并發(fā)揮應有作用。

首先，要確定安全性和可靠性的評價指標，例如接觸網(wǎng)的運行環(huán)境、材料的設計使用壽命等。評價指標要盡可能的全面和細化，以保證最終模型判定結果的有效性。其次，要采用恰當?shù)臋嘀叵蛄?，目前常用的權重向量構建方法以層次分析法和專家經驗法為主。再次，選擇相應的隸屬函數(shù)，建立評價矩陣；最后，利用評價矩陣對前期獲得的參數(shù)進行綜合分析，得出最終的結果，并對結果向量進行解釋說明。

4 結語

高速鐵路作為現(xiàn)階段主要的交通運輸工具，需要加大管理力度，確保運行安全。接觸網(wǎng)不僅是高鐵運行的重要組成部分，而且其工況還直接決定了高鐵的安全性。管理人員通過開展接觸網(wǎng)安全性和可靠性分析，可以及時發(fā)現(xiàn)潛在的故障隱患，進而采取針對性的處理措施，防范故障的發(fā)生。此外，也要嘗試從管理層面和技術層面開展故障管理，為人們的出行提供安全保障。

參考文獻

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