徐俊杰 王睿 陈建斌 许钰文
摘要:本文介绍国内外高速综合检测列车发展概况,分析对比国外综合检测列车的特点。阐述我国高速综合检测列车发展概况,结合当前国内服役的高速综合检测列车,对我国高速综合检测列车功能和技术特点进行分析,并对综合检测列车的发展方向进行展望。
关键词:高速综合检测列车;高铁医生;联调联试;基础设施
高速铁路的安全运行对铁路基础设施的技术指标有着极高的要求,截至2020年底,全国高速铁路达3.9万公里,因此对铁路线路的日常维护和安全监测也是一个挑战。我们在日常乘坐火车时除了“和谐号”、“复兴号”等运营车辆以外,还常常看到一个特殊功能的动车组,也就是我们的“高铁医生”高速综合检测列车,根据它颜色的区别,我们也把它分为“黄医生”、“白医生”。这些“高铁医生”能够准确有效的对铁路基础设施的性能指标作出准确的诊断和评估,也为保障铁路运输安全和线路养护维修提供了技术支撑。
一、国内外高速综合检测列车的发展
1.1 国外高速综合检测列车的发展
随着世界各国铁路的快速发展,对铁路运行安全管理和基础设施检测的要求也越来越高,日本、法国、英国等高速铁路发达的国家采用装备先进检测设备并具备综合数据处理和分析功能的高速综合检测列车对铁路基础设施进行检测。美国和德国没有专门的高速综合检测列车,采取机车后面加挂综合检测车的方式进行基础设施检测。
目前,国外较为先进的综合检测列车以法国最高检测速度320km/h的“IRIS320”、日本最高检测速度275km/h的“黄色医生”和“East-I”、意大利最高检测速度220km/h的“Archimede”、英国最高检测速度的“NMT”等综合检测列车,这些检测车的最高检测速度基本都在320km/h以下。总体来说,国外在高速综合检测列车和数据分析方面取得了较大进展,但由于受到铁路运营条件的限制,需要结合具体国情和铁路发展才能取得更大突破。
1.2我国高速综合检测列车的发展
我国高速综合检测列车的发展经历了一个从无到有,从落后到世界领先的过程。从我们最初相互独立的专业检测车(如接触网检测车、轨道检查车、通信信号检测车)到安全综合检测车,再从安全综合检测车到高速综合检测列车,其检测内容也从单一的专项检测发展为多系统多专业的综合检测,检测速度、检测结果的准确性也由低到高,能够快速准确的获取高速列车和基础设施各项性能指标,检测目的也从安全运营保障到指导线路的养护维修。
目前,我国先后共研制了12列高速综合检测列车,主要用于日常线路的安全检测和新线开通的联调联试,这些高速综合检测列车多是基于现有动车组技术平台改造或新造而成。综合检测的内容主要包括轨道几何、接触网、通信、信号、线路环境等基础设施状态,以及轮轨接触状态、车辆加速度等高速动车组的动态性能。高速综合检测列车还集成现代测量技术、时空定位技术、大数据处理等先进检测技术,能确保采集到的数据能够在时间、速度和里程位置上保持同步,从而准确有效的对高速列车的运行品质和基础设施的性能指标作出评价,同时为保障铁路运输安全和线路养护维修提供技术支撑。此外,为满足检测人员的生活和工作需求,检测列车还设置了工作车、餐车、卧铺车等设施。
二、我国高速综合检测列车的运用现状
目前,我国CRH系列动车组包括4种技术平台、20多种型号,时速覆盖200~380公里,包含普通、高寒、城际、综合检测、卧铺等多类车种。随着高速铁路网的快速发展,铁路部门对线路日常监测的要求也愈加严格,新线开通的联调联试的任务也越来越多,这些都不开“高铁医生”-高速综合检测列车的保驾护航。
为满足高速铁路实施轨道、接触网、通信信号等基础设施的定期综合检测,在已定型动车组基础上进行技术改造,截止2020年8月,全路共配属12组高速综合检测列车,分别是CRH2A-2010、CRH2C-2061、CRH5J-0501、CRH2C-2068、CRH2C-2150、CRH380AJ-0201、CRH380BJ-0301、CRH380AM-0204、CRH380AJ-0202、CRH380AJ-0203、CRH2J-0205、CRH380BJ-A-0504型高速綜合检测列车,其中250km/h速度级3列、350km/h速度级9列,其制造厂家,新造或改造时间、颜色明细如下表1,它们直属中国国家铁路集团有限公司和中国铁道科学研究院管理和运用。
CRH2A-2010是我国自主集成制造的第一组综合检测列车,其最高检测速度达250km/h,填补了我国高速铁路综合检测列车的空白;CRH380AJ-0201是由四方厂新造的第一组CRH380系列的高速综合检测列车,用于350km/h线路的检测与联调联试;CRH380BJ-A-0504是基于CRH380BG型高寒动车组平台研制,并由长客厂新造的第一组高寒区高速综合检测列车,与CRH380BJ-0301共同负责东北高寒地区的检测任务(如下图1示)。
三、我国高速综合检测列车的技术特点
随着我国高速铁路的发展,我国高速综合检测列车也取得了快速发展,并形成了一定规模的高速综合检测列车体系,当前我国的高速综合检测列车具有检测速度快、检测项目多、检测范围广、检测技术先进、检测精度高、系统集成度高等特点。
检测速度快:CRH380B-002(CRH380BJ-0301)综合检测列车持续检测速度达到了350km/h,其最高试验速度400km/h,其它的高速综合检测列车检测速度也都在250km/h及以上。CRH380AJ-0203号高速综合检测列车在京张高铁联调联试期间最高检测速度达385km/h。
检测项目多:高速综合检测列车主要对轨道、接触网、供电、信号、通信、轮轨动力学等系统进行检测,能够对铁路基础设施做一个全面的诊断和评估。
检测范围广:截止截至2019年底,全国高速铁路达3.5万公里。预计到2020年底,全国高速铁路达3.9万公里。铁路部门利用高速综合检测列车定期对这些线路进行监测,为铁路工务、电务等部门的日常线路维护提供技术支撑,并在新线开通联调联试中对轨道、接触网、供电、信号、等系统性能进行验证,评价各项性能指标是否符合标准和设计要求,为新线开通运营提供技术保障。
检测技术先进:CRH380BJ-0301列车在CRH2A-2010列车的研发基础上进行了升级和再创新,突破了轨道长波不平顺检测、轨道不平顺谱、车辆/轨道系统状态综合评价、动态轮轨力连续测量等多项关键技术,2016年长客厂新下线的综合检测列车是第一组高寒区综合检测列车,实现了对东北高寒地区铁路线路的普查检测。
检测精度高:高速综合检测列车集成的综合系统可以将列车的速度、时钟、里程等信息统一起来,实现了系统各参数的的同步检测和精确定位功能,在400km/h條件下检测列车的定位精度达到1m,轨道、信号、通信、弓网等各系统也能满足高速铁路基础设施实时高精度的检测要求。
系统集成度高:高速综合检测列车通过多专业检测系统数据接口设计,集成了多专业检测数据综合处理分析系统,实现了多专业检测数据的统一储存管理和综合评价分析。
四、总结与展望
高速综合检测列车是铁路基础设施检测的重要技术装备,在铁路安全运营、日常线路养护维修和新线联调联试中发挥着重要作用。目前,我国高速综合检测列车已经具备一定规模,且检测覆盖范围广,适应性强,能够满足日常线路养护和新线开通的联调联试工作。随着高速铁路的快速发展,也对高速综合检测列车的检测速度、检测精度、检测手段和检测项目上也提出了更高的要求,以实现我国高速铁路检测的科学化、高效化、智能化管理。
参考文献:
[1]仲崇成,李恒奎,李鹏.高速综合检测列车综述[J].中国铁路,2013(06):89-93.
[2]刘琨,梁志明,王建国.高寒高速综合检测列车[J].铁道车辆,2018,56(005):29-31.
[3]Anytrain.中国铁路装备之高速综合检测列车|图集.轨道世界.
[4]王卫东,顾世平,高利民,高速铁路基础设施综合检测技术[J].铁路技术创新,2015(02):11-16.
[5]马凯.高速综合检测试验列车研发设想[J].城市轨道交通研究,2020,023(002):79-83.
基金项目:2021湖南铁路科技职业技术学院 院级课题“基于轮轨粗糙度的的轨道车辆减振降噪方案研究”(项目编号:HNTKY-KT2021-2)
作者简介:徐俊杰(1991-),男,湖北黄冈人,硕士,助理工程师,主要研究方向为车辆动力学。