铁路信号动态检测技术研究

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高速铁路接触网动态检测技术研究

作者：刘德明 钟方均

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第28期

摘要：接触网是电气化铁路重要的组成部分，高速铁路由于行车速度的大幅提高，对接触网悬挂形式提出了更高的要求：受流性能满足高速铁路的运营要求、安全可靠、结构简单、维修方便、工程造价低。 本文通过对高速电气化铁路运行过程中产生的高差、硬点、接触压力等长期影响行车的缺陷分析，剖析了其形成的主要原因，通过对接触网动态检测技术的研究，以期在实际操作中可以提供相应的理论借鉴。

关键词：高速铁路 接触网 动态监测 技术研究

列车高速运行时对接触网作用，接触线产生较高频率的波动。在静止状态下接触线和受电弓能具有良好的接触。在低速运行条件下，它近似于静止状态，一般保证接触线对受电弓的正常取流。但是当列车运行速度超过 160km/h 时，因接触悬挂沿跨距的弹性不均匀以及受电弓的惯性力的影响，会使受电弓在垂直方向产生具有一定振幅的振动。从而接触线与受电弓之间的接触压力也将产生变化。在接触压力趋近于零或小于零时，会导致离线，取流被破坏，这就是受流的不良状态。为了降低弓网离线率，要求接触网具有较大的张力体系、高度的平顺性，以保证良好的受流供电。

一、高速电气化铁路接触网动态检测管理现状

从国外的情况来看，德国、法国、意大利、日本等国都已在本国相应的基础设施检测单位建立了一套从检测、数据分析到养护维修辅助决策的管理体系，该管理体系的实施为及时发现接触网动态缺陷、研究弓网关系、优化接触网设计做出了重要贡献。我国接触网动态检测的研究起步较晚，尚未建立集中统一的接触网动态检测管理体系。目前的接触网动态检测仍然是路局分散管理，各路局在诊断方法、评价标准、检测设备的标定等各个方面存在较大不同，更无法在信息资源上实现共享，这种不统一的状况如果长期存在不仅将会大大阻碍我国高速接触网动态检测理论的发展，而且会降低运营维护单位的工作效率，甚至会留下安全隐患。从检测技术的飞速进步以及我国电气化铁路的迅猛发展来看，建立全路集中统一的接触网动态检测管理体系时机已日趋成熟。

铁路信号动态检测技术研究

随着铁路运输的不断发展，铁路信号的作用愈加重要。而铁路信号的安全性与可靠性关系到整个铁路运输系统的安全性与可靠性。因此，对铁路信号进行动态检测技术的研究具有重要的意义。

铁路信号动态检测技术是指利用现代高科技手段对铁路信号设备在实际运用中的运行状态进行实时监测、分析和评价的技术。其主要目的是为了及时发现衰退或故障信号设备，确保铁路运输的安全性和正常运行。

目前，常见的铁路信号动态检测技术主要包括以下两种：

一、无接触式检测技术

无接触式检测技术是指无需直接接触信号设备，通过无线通讯技术，对信号设备进行远程监测，从而实现信号设备状态的检测、分析和评价。其中最常见的技术包括卫星定位系统、无线传感器网络、红外线热像仪等。

卫星定位系统是通过卫星通信技术，通过对信号设备进行远程监测，实时掌握信号设备状态变化。无线传感器网络是将多个传感器节点进行布置，通过无线通讯进行连接，实现对信号设备状态的监测。红外线热像仪则是利用热辐射原理，对信号设备的热学特性进行分析，从而评估信号设备状态。

1. 声学检测技术：通过对信号设备振动、声响的检测及分析，评估信号设备的状态。

总之，铁路信号动态检测技术的发展，对铁路运输的安全和正常运行所起的作用越来越大。也将是铁路信号设备故障诊断和状态判断方面研究的一个重要方向。

第 1 页 共 7 页 铁路信号检测控制的研究

铁路信号是铁路运输工作中重要的指挥系统，还是保证铁路运输工作顺利进行的基础设备。铁路信号对铁路设备的检测、数据信息的传送以及调度指令的发出和接收的起着至关重要的作用。科学技术的飞速发展使得铁路信号能够很好的发挥其技术特长，但其中仍然存在一些问题。本文对其进行分析探究并提出我国铁路信号检测的发展方向。

动态检测；高速铁路；枢纽调度

我国铁路交通的发展基本上可以称之为一日千里。基本来看，每年铁路都有新的变化。20__年我国铁路实现第六次提速，铁路列车时速最高可达250公里；08年京津城际开通，正式运营，最高时速达350公里。随之，石太、郑西以及武广等客运专线相继开通，缩短了城际客运运输的时间，使人们出行能够获得极大的便捷。但是近年来由于铁路列车的不断提速，铁路交通事故也时常发生。因此铁路信号检测技术的改进非常具有实际意义。

一、铁路信号动态检测的现状

（一）国内动态检测技术的现状 第 2 页 共 7 页 对于我国铁路信号动态检测设备和技术的研究可以追溯的二十世纪八十年代的中叶，其发展历程也经历了由简到繁的转变。我国的动态信号检测技术设备经历了由单一测试项目转变为综合测试项目，由非智能化转变为智能化，由单机运行转变为组网运行的演变历程。在国内，铁路列车主要普遍运用TJDX-20__A信号动态检测设备。该系统设备是指通过对发生故障的设备的综合定位、多次检测的资料累计和分析来建立多级数据库的方式，处理一些突发事故并进行现场维修，提高机器设备的使用效率，为运输工作的顺利进行和安全性提供保障。随着铁路动态信号检测技术的研发、推广和使用，铁路各个相关部门的工作人员对信号检测技术有了全新的认识。铁路信号动态检测技术得到了普遍的认可和接纳。政府部门也出台了许多相关政策和规章制度，来促进铁路信号技术的普及和使用。

（二）国外铁路信号检测技术的应用现状

纵观全球，当前，铁路高速发达的国家主要是日本、德国、意大利以及法国等。这些铁路高速发达的国家都在使用综合检测技术保证列车的安全行驶。该系统中，信号检测具有非常重要的作用，它是保证铁路正常运行、设备顺利运转的关键因素。比如，日本采用的East-i信号技术，德国应用的GeoRail-Xpress综合检测技术，还有意大利01年开始使用的第 3 页 共 7 页 阿基米德号高速检测技术，检测时速可以达到220公里。此外还有铁路运输高度发达的日本，其早在东海道新干线建设的初期就开始测试使用综合检测技术，该技术系统包含了音频AF轨道电路、ATC以及ATS三种轨道电路检测手段。

铁路信号集中监测系统分析与运用

铁路信号集中监测系统（Centralized Signaling Monitoring system，简称CSM）是监测信号设备电气特性、运用状态、运用质量，加强信号设备结合部管理、发现信号设备隐患、分析信号设备故障原因、辅助故障处理、指导现场维修、提高电务部门维修水平和维修效率的重要信号设备。

标签：信号；监测；分析；运用

2012年，太原铁路局下发了《路局、路局党委关于严格施工管理坚决杜绝“黑施工”的决定》（太铁办[2012]355号）文件，对信号设备维修管理模式提出了前所未有的新要求，电务段为了严格执行路局规定，决定充分地利用CSM系统，通过日常巡视和分析，对信号设备进行实时监测分析，提前防止设备故障发生，通过近三年来CSM系统的分析运用，信号设备故障逐年下降。

文章主要介绍北同蒲线、大秦线CSM系统分析与运用现状，CSM系统在故障分析处理、指导现场维修等方面的典型案例。并结合实践，对CSM系统部分功能提出建议。

1 CSM系统运用现状

北同蒲、大秦线85个站已全部安装CSM，采用北京交大微联公司的TJWX-JD型信号微机监测系统。CSM系统由电务段子系统和车站子系统组成。电务段子系统由段集中监测终端、车间集中监测终端和服务器部分组成。车站子系统由站机、采集机等构成。各车站与服务器、终端之间通过专用广域网络环形连接，然后以抽头的方式与太原中心连接。微机监测网络系统，通过信息中心、路局和电务段远程终端、车间终端及监测站机之间的网络互联，实现了各级主管部门、相关负责人对现场设备的远程访问、信息远程采集、故障远程诊断、运行状态远程监督等功能。极大地提高了铁路系统电务部门的工作效率。

电务段已建立信号集中监测分析制度。目前，分析运用已形成三级监测网，电务段一层级在调度指挥中心设立微机监测分析工区，每日对管内所有站场全覆盖分析。车间一层级在车间设立CSM车间终端，每日由值班干部对管内所有设备全覆盖分析。工区一层级利用CSM终端，每日8：00、14：00、20：00对管内设备全覆盖分析三遍。下级巡视情况在CSM系统中有记录，上层级随时可以查看分析情况。