鐘錦軍

(中鐵十二局集團電氣化工程有限公司， 天津 300308)

當今社會經(jīng)濟正在飛速發(fā)展，科學技術(shù)水平也隨著經(jīng)濟的發(fā)展而騰飛，這就帶動了我國鐵路技術(shù)水平的高速發(fā)展，現(xiàn)在我國的鐵路早已不是原來的常規(guī)電氣化鐵路了，而是在向著高速電氣化鐵路的方向大步前進。在高速電氣化鐵路的建設(shè)過程中，有一項極為重要的項目，那就是接觸網(wǎng)。何謂“接觸網(wǎng)”，接觸網(wǎng)就是在高速電氣化線路中，在鋼軌中心線的正上方按照“之”字形鋪設(shè)的裸露的高電壓輸電線，其作用是通過電力機車受電弓的碳滑板與接觸網(wǎng)接觸線的接觸，將來自于牽引變電所得電能輸送給電力機車，其四個重要組成部件分別為：接觸網(wǎng)接觸懸掛、接觸網(wǎng)支持裝置、接觸網(wǎng)定位裝置及支柱和基礎(chǔ)。在高速鐵路網(wǎng)運行的主要組成部分就是依靠力與電的相互作用而形成，對此高速鐵路接觸網(wǎng)出現(xiàn)的故障可以分為機械故障和電氣故障。其電氣故障中主要是以線路燒傷形成的故障居多，由于接觸網(wǎng)線路主要是隱藏著，如果當線路中出現(xiàn)燃燒的時候一般工作人員不會很快的發(fā)現(xiàn)，但是由于電路依舊在運行過程，那么這個時候燒傷部分的損壞程度就是變得愈來愈嚴重，進而導致整個接觸網(wǎng)部分都出現(xiàn)嚴重的燒傷事故，這樣就會對整個高速鐵路的運行帶來嚴重的影響?；诖耍咚勹F路接觸網(wǎng)技術(shù)在我國鐵路運行過程中發(fā)揮著舉足輕重的地位。由于我國傳統(tǒng)鐵路供電檢測技術(shù)相對落后，其中供電功能單一，隨著高速鐵路接觸網(wǎng)的快速發(fā)展，為了適應高速鐵路供電檢測需求，對此本文將是以“6C”系統(tǒng)進行詳細的分析與論述。

1 高速電氣化鐵路接觸網(wǎng)的組成

何謂“接觸網(wǎng)”，接觸網(wǎng)就是在高速電氣化線路中，在鋼軌中心線的正上方按照“之”字形鋪設(shè)的裸露的高電壓輸電線，其作用是通過電力機車受電弓的碳滑板與接觸網(wǎng)接觸線的接觸，將來自于牽引變電所得電能輸送給電力機車，其 4個重要組成部件分別為：接觸網(wǎng)接觸懸掛、接觸網(wǎng)支持裝置、接觸網(wǎng)定位裝置及支柱和基礎(chǔ)。

1.1 接觸網(wǎng)懸掛裝置

接觸網(wǎng)懸掛裝置，由承受接觸線重力的承力索、連接承力索與接觸線的吊弦、給電力機車輸送電能的接觸線及電連接等部件組成，其由接觸網(wǎng)支持裝置提供支撐力裝設(shè)在支柱上。高速電氣化鐵路對接觸線的彈性分布是有要求的，為了保證受電弓碳滑板與接觸線的接觸良好，不會纏繞、掉線，要求接觸線的彈性需均勻分布。

1.2 接觸網(wǎng)支持裝置

接觸網(wǎng)支持裝置，從字面上的意思來理解，就是起到支持的作用的一種裝置。放在接觸網(wǎng)系統(tǒng)里具體來說，就是支撐接觸網(wǎng)接觸懸掛，將接觸懸掛的重力傳遞給支柱與基礎(chǔ)。接觸網(wǎng)支持裝置包含但不限于腕臂、水平拉桿等[1]。高質(zhì)量的接觸網(wǎng)支持裝置應滿足以下要求：能適應各種場所，包括一些極端的場所；用料輕便、耐用，但又不會因此失去機械強度；易維護、易檢修、易更換。

1.3 接觸網(wǎng)定位裝置

定位器、定位管、連接零件和支持器共同組成了高速電氣化鐵路上的定位裝置。在進行高速電氣化鐵路的施工時，定位裝置可以起到固定接觸線位置的作用，能保證電力機車在受電弓滑板運行軌跡的范圍之內(nèi)活動，確保受電弓和接觸線不會在機車運行的過程中產(chǎn)生脫離。

1.4 接觸網(wǎng)基礎(chǔ)與支柱

基礎(chǔ)和支柱是能承受定位裝置、支持裝置以及接觸懸掛3者全部力量的部分，除此之外，其還能固定接觸網(wǎng)的懸掛位置及高度。

2 高速鐵路接觸網(wǎng)工程主要施工流程

鐵路接觸網(wǎng)和土建工程施工組織需要根據(jù)系統(tǒng)工程來進行系統(tǒng)性的規(guī)劃與管理。在新建的高速鐵路基地段的接觸網(wǎng)中主要是以鐵路路基底層施工→接觸網(wǎng)支柱中的測量→接觸網(wǎng)澆筑→支柱安裝整理→鐵路接觸網(wǎng)導線的架設(shè)→（路基表層建設(shè)）→（軌道建設(shè)）→支柱和軌道線路的修整→腕臂安裝→接觸網(wǎng)中的受力索與接觸線的安裝→接觸線路受力索的測定→接觸網(wǎng)吊弦預算→吊弦與準確定位→接觸網(wǎng)靜態(tài)的基本檢測與整合→接觸網(wǎng)動態(tài)檢測與整個。

為了確保在鐵路建設(shè)過程的路基更加的穩(wěn)定，接觸網(wǎng)的路基基本工作務(wù)必要在碎石鋪設(shè)前那段時間完成。當對高速鐵路路底層建設(shè)完成以后，接觸網(wǎng)測量工作人員需要以線路控制網(wǎng)作為基準點實現(xiàn)線路中線的測定，在接觸網(wǎng)測量過程中將是采用了支柱基礎(chǔ)定位測量實現(xiàn)對水準儀的控制。在接觸網(wǎng)基礎(chǔ)施工過程中，需要對工程項目和各部分施工組織設(shè)計實現(xiàn)科學的測定，同時對基礎(chǔ)坑開挖也需要進行規(guī)劃。在路基實際建設(shè)過程中，需要對路基和接觸網(wǎng)兩者之間的施工進行有效的配合，這樣做的主要目的就是防止兩者在施工過程中相互影響。比如，在京津城際鐵路中的固定線路進行設(shè)計過程中，接觸網(wǎng)專業(yè)測量人員需要使用精測網(wǎng)來準確確定其中的具體位置和基本數(shù)據(jù)，以此避免出現(xiàn)測量誤差，確保數(shù)據(jù)的精確度。

3 高速鐵路供電安全檢測施工技術(shù)

為了確保高速鐵路供電系統(tǒng)能夠正常運行，需要對高速鐵路供電系統(tǒng)實現(xiàn)一整套科學合理的設(shè)計規(guī)劃及監(jiān)測。在高速鐵路接觸網(wǎng)建設(shè)過程中，弓網(wǎng)綜合檢測裝置（CPCM）、接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）、車載接觸網(wǎng)、運行狀態(tài)檢測、接觸網(wǎng)中的懸掛檢測設(shè)備、受電弓花瓣檢測、接觸網(wǎng)與供電設(shè)備檢測系統(tǒng)，這六個基本檢測部門總稱為6C系統(tǒng)。

形成6C系統(tǒng)的主要作用就是保證各部分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)能夠正常的傳輸，同時能夠?qū)崿F(xiàn)信息的共享，進而在鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計中實現(xiàn)各部分信息之間的相互交互。采用6C檢測系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€鐵路接觸網(wǎng)進行全面的監(jiān)測，監(jiān)測范圍不僅大，而且所實現(xiàn)的監(jiān)測功能也較多。在本次課題研究中將主要對高速弓網(wǎng)綜合檢測設(shè)備、接觸網(wǎng)安全巡檢設(shè)備及接觸網(wǎng)懸掛基本生進行詳細的監(jiān)測分析。

3.1 高速弓網(wǎng)綜合檢測裝置（CPCM）

在鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計過程中，高速弓網(wǎng)檢測設(shè)備主要是利用車頂?shù)母咚贁z像頭來提供檢測數(shù)據(jù)，當高速攝像頭獲取的相關(guān)圖像信息之后將其傳送到電子柜中隨后再進行采集并生成各種數(shù)據(jù)，把產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行詳細的劃分在分配到相應的軟件數(shù)據(jù)庫中進行詳細的比對與分析，這樣就可以更加直觀的看到各部分數(shù)據(jù)有沒有超標。比如，工作人員對接觸線拉出值進行檢測的時候，主要是依靠車頂?shù)奈㈦娮咏咏鼨z測器及攝像頭來獲取整個數(shù)據(jù)，或者是利用接觸線中的電磁感應測定出接觸線中的具體拉出值。在高鐵列車工作的時候，當車頂安裝的微電子與接觸線在一起的時候，那么微電子設(shè)備就會在第一時間中獲得相應的電流，同時在設(shè)備輸出信號中就會標記出相關(guān)的電壓信號。一般這種信號檢測設(shè)備與外界的環(huán)境沒有任何關(guān)系，除此之外，檢測設(shè)備不和接觸線碰撞又避免了接觸線對列車行駛的干擾。采用這種形式的監(jiān)測方式不僅獲得的數(shù)據(jù)比較準確，而且其數(shù)據(jù)提取也相對快捷[2]。

3.2 接觸網(wǎng)安全巡檢裝置（CCVM）

接觸網(wǎng)中的安全巡檢的主要設(shè)備就是微處理器，由高速攝像頭組成的視頗采集器與做處理器相配合實現(xiàn)檢測。其中高速攝像頭一般由1個高速攝像頭和1個較低像素的攝像組成，在此過程中將主要是對接觸網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)近距離的測量與整體的監(jiān)測?，F(xiàn)場工作人員主要是利用這兩個主要畫面，根據(jù)自身的實際判斷經(jīng)驗進行分析與觀察，最后對接觸網(wǎng)線路的基本運行狀態(tài)進行詳細的評定與分析。

在圖像數(shù)據(jù)查看完成以后，接觸網(wǎng)監(jiān)測人員還需要及時的回放列車運行過程中所拍攝的視頻，從中判斷出接觸網(wǎng)設(shè)備是否存在問題，在這個檢測環(huán)節(jié)中所耗費的時間相對較多。對此圖像在采集完成以后，工作人員要對其圖像數(shù)據(jù)進行妥善的保管。比如說智能檢測設(shè)備需要放置在與計算機相連接的開放式接口的地方，這樣一來實現(xiàn)接觸網(wǎng)檢測自動化。

3.3 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測監(jiān)測裝置（CCHM）

接觸網(wǎng)的接觸懸掛系統(tǒng)中各個零部件的狀態(tài)也是檢測的主要內(nèi)容，一旦接觸網(wǎng)懸掛系統(tǒng)中的零部件出現(xiàn)故障，高速鐵路的供電系統(tǒng)也就會隨之發(fā)生故障。針對接觸網(wǎng)零部件的安全問題檢測，一般采用人工巡檢的方式但是這種萬法耗費時間較長、難度較大。因此，提出了一種能夠在不切斷接觸網(wǎng)電源的情況下進行自動檢測的檢測技術(shù)。在接觸網(wǎng)懸掛過程中的監(jiān)測主要是基于計算機技術(shù)實現(xiàn)的圖像匹配與系統(tǒng)性的識別。主要使用的算法是霍夫變換與模板匹配法實現(xiàn)圖像處理，在接觸網(wǎng)中將是根據(jù)其局部的基本特點完成檢測，主要是對零部件中的基本位置及所存在的問題進行識別。第一步，在接觸網(wǎng)中活得樣本圖像，將樣本圖像進行及時的處理分類，根據(jù)各部分數(shù)據(jù)的基本特點而建立起木板。隨后，工作人員可以利用邊緣檢測方式完成數(shù)據(jù)的監(jiān)測。其鐵路接觸網(wǎng)中的懸掛狀態(tài)的監(jiān)測如下圖1所示：

圖l 接觸網(wǎng)懸掛狀態(tài)檢測技術(shù)流程

4 結(jié)束語

綜上所述，從上述分析論述來看，我國高速鐵路建設(shè)將是推動我國經(jīng)濟快速增長的重要途徑，與此同時，高速鐵路的快速發(fā)展也成為我國鐵路建設(shè)的重要標志之一。本文將是以6C系統(tǒng)進行了交互范圍的討論，提高接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)的整體發(fā)展水平，建立起與供電相互統(tǒng)一的信息交互平臺，確保高速鐵路接觸網(wǎng)檢測系統(tǒng)能夠更加的完善，推動高速鐵路的快速發(fā)展。

[1]伏振.高速鐵路接觸網(wǎng)檢測技術(shù)運用研究[D].北京：中國鐵道科學研究院，2016.

[2]陳唐龍.高速鐵路接觸網(wǎng)檢測若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].成都：西南交通大學，2006.