科 灌菌 工Ｉ程ｌ科｛技 刘圣辉 铁路电气化在接触网监测方面的方案研究 （中铁十一局集团电务工程有限公司，湖北武汉４３００７１） 摘要：为了保证线路通畅及机车的正常￣４－ｉ－，需确保接触网处于安全状态。电气化铁路接触网监测对于电气化铁路接触网的安全是一个必备 不可少的安全系统。我们在设计监测方案时首先要了解其监测的要求，再从分系统出发进行研究才能做好接触网监测方案。 关键词：接触网；监测；系统 １客运专线接触网检测项目及其范围和精度 １．１客运专线接触网检测项目 客运专线高速铁路接触网检测的关键技术 问题都围绕“高速”这一主题，机车在高速运行状 态下，弓网关系更加复杂，因此必须加强接触网的 检测工作。接触网检测方式分为静态检测和动态 检测。静态检测是 工采用便携式检测设备的日 常维护 《，保证安全运营。检测的主要参数有 拉出值、导高、跨中弛度、跨中偏移、线索张力、接 触线磨耗、硬点、锚段关节导线的相对位置等与接 触网安全运营有关的状态参数。动态检测是指将 检测装置或设备安装于专用的检测车上，对接触 网进行实际运行状态下的参数测量。检测的主要 参数有弓网接触压力、弓头水平冲击加速度和接 触线抬升。 １２客运专线接触网检测的测量范围和精度 由于列车高速运行，保证接触线与受电弓之 间的可靠接触，是电力机车良好取流的重要条件。 须加强接触网车载动态检测工作，确定接 触网检测的具体参数、测试范围和数据精度，才能 为弓网关系评价提供数据，及时发现故障隐患，采 取有效的维护方式，保证客运专线安全运营。 ｌ３客运专线接触网检测评价标准 接触网检测评价标准是接触网检测的关键 核心技术。我国客运专线接触网检测标准执行《铁 路电力牵引供电接触网检测规程》。其余检测参数 评价标准尚需结合实际运行隋况。 ２接触网监测设备的安装及应用作用 ２．１监测系统在运行中的作用 接触网是电力机车取流的重要设备，机车通 过滑板与接触网滑动摩擦取流。由于机车接触网 直处于高速运动状态，容易在运行过程中发生 各种接触网故障。接触网系统出现的任何轻微损 伤如果不及时发现＇将会使损伤不断扩大，最终导 致重大故障。接触网事故对铁路运输生产造成的 损失和影响十分严重。视频监测技术的发展促进 了检测方法的革新，通过对接触网的实时视频监 测，可以及时、准确地发现系统出现的问题，这将 有利于对弓网系统进行及时的检修、维护。因此， 如果能够对接触网系统进行实时准确的监测，将 会较大程度地减少上述问题的发生。 ２２现场施工安装 摄像机安装在横梁上＇处于铁道中心线处，向 一构成这些监控点可以构成—个网络系统。每个监 控 由监控前端设备和控制中心设备构成。每个 监控点在前端装设ｌ台高分辨率的摄像机对过往 机车的弓网系统进行图像采集，当安装在摄像机前 的电磁感应式传感器检测到列车驶近时产生触发 信号，触发摄像机自动摄取机车弓网系统的图像。 采第到的图像经传输系统传送给控制中心的计算 机监控系统。图像分析系统对摄像机拍摄的图像 进行预处理如发现受电弓有异常可立即提供异常 报警．提示维护人员采取措施，以保证设备安全，从 而有效预防弓网事故的发生。控制中心的计算机 系统还具有数字硬盘录像、回放、检索等功能。为 获取清晰的图像摄像机还配置电动可变镜头和电 动可变光圈。相关人员可以通过数字控制技术远距 离对摄像机进行多种操作＇如控制摄像机镜头的拉 伸、光圈大小的设定以及系统的其它工作状态的 设定等。为保证系统的正常、可靠工作冥现控制中 心对监控前端相应设备的监控 甘空前端还设有 数字指令解码器、补充光源与快门同步、图像数据 接口电路等诸多辅助装置。 ３．２主要子系统的功能 受电弓接触网动态监测系统结构，由车辆报 警子系统、摄像子系统、传输子系统、中心控制子 系统组成形皖—个功能完整的监控网络。各子系 统之间的信息传输、控制关系。 ３．２．１车辆报警子系统车辆报警子系统采用 了电磁感应式传感器，它由发射和接收２部分组 在选择足够带宽（数据传输速 成接收部分和发射部分分别安装在同一根钢轨的 令等数据准确传输，内外两侧＇形成—个磁场。当列车通过时，车轮切割 度）的图像传输设备，以确保 像的传输质量和实 磁力线，产生电流，从而检测到列车的到来，输出报 时性尽可能减少图像在传输中的失真。警信号。电磁感应式传感器施工安装简单雏护很 ４结论 实现接触网的动态监测是目前电气化铁路 方便。电磁感应式传感器安装在监控 前方一段 距离。当检测到列车时启动摄像系统开始拍摄，当 接触网监测的发展方向，我们在设计监测方案时 列车尾端离开监控区域后关闭摄像系统。电磁感 首先应基于这个思路开展设计。 参考文献 应传感器输出开关信号’开关信号接入网络摄像机 Ⅲ于万聚＿高速电气化铁路接触网 成都：西南交 的Ｉ／Ｏ口来触发摄像机的开启或关闭。３．２２摄像 ２００３． 子系统。摄像子系统包括网络摄像机、电动三可变 通大学出版社，自动光圈镜头、摄像机防护罩、电动云台及支架和 Ｉ２１昊积钦，董昭德等．铁道部客运专线接触网培训 教材ｆｌ田．成都：西南交通大学出版社，２ｏｏ７． 解码器。网络摄像机是集视频压缩技术、计算机技 ３］陈唐龙接触网检测车振动补偿研究【Ｊｌ＿西南交通 术、网络技术、嵌人式技术等多种先进技术于一体 『２）． 的数字摄像设备庀把视频压缩和处理功能集中到 大学学报，２００４（４陈唐龙高速铁路接触网检测若干关键技术研究 个体积很小的设备内这样网络数字摄像机可将 １—载摄像机进行水平和垂直两个方向转动的装置。 解码器安装在云台附近接收 综合控制器转发来 自中心的控制命令懈码后以特定的电压控制电动 云台、电动可变镜头、室外防护罩等。３２．３传输子 系。统传输子系统负责把摄像机的图像传输到中 心控制系统把中心控制系统的控制命令传输到前 端监控点，传输控制可以由中心控制机直接控制。 传输方式可以根据现场情况采用网线或者微波。 ３．２．４中心控制子系统。该系统首先对录像进行一 定的预处理。从监视器的画面上可以清晰的看到 监控点弓网状况，如果发现故障，相关人员可以及 时采取措施 晚事故的发生。中心控制系统具有 硬盘录像功能视频数据采用循环保存的方式，即 当前录制的文件将覆盖较早前留下的视频文件。 可以根据视频编码品质和硬盘空间的大小设定循 环周期。系统还提供了检索功能用户可根据需要 按多种方式对视频数据进行检蠢如按时间信息检 索、按报警信息检索等同时系统还具有接用户要 求对指定视频数妊 亍永久陛保护肪止意外损坏 或人为硒’劫 的能力。 ３３系统关键技术 拍摄图像的质量是本项目是否成功的首要 保证。为获得稳定、清晰的图像需要涉及以下２个 方面：一是应选用高分辨率，宽动态范围的摄像机； 二是由于摄像机受气候、光照等影响较大，因此．系 统必须考虑光照补偿、温度控制、防尘、防雨雪、防 干扰等措施，以满足环境要求。为保证图像控制命 下俯拍。横梁高度比接触网线高—段距离做触网 安全距离之外），支撑横梁的支柱即采用铁路中支 撑接触网的支柱，支持横梁的支柱比支持接触网 的支柱的侧面界限略大，该支柱的选择要求考虑 横梁设备负重。车辆报警子系统的电磁传感器安 装在距摄像机一段距离之外，以保证摄像机有足 够的时间启动。 ３接触网监测方案研究 ３．１系统工作原理 受电弓接触网动态监测系统由多个监控点 模拟信号转换为基于ＴＣＩ￣Ｐ网络标准的数据包， 通过ＲＪ４５接口直接输送到网络上。相对于传统的 模拟摄像机加编码器的方案，它有以下优点：安装 施工非常方便便于维护；ｌ台计算机相当于网络上 的１个计算机结 ，在中心通过网络即可对摄像机 的画面大小压缩格式等参数进行设置和镜头焦距 光圈的调节：实时播放的画面和录像回放的画面是 铁路电气化，２００６． 『５Ｊ朱德胜．德国接触网动态检测技术ｍ电气化铁 道．２００４（３）． 『６］李大为德国接触网动态接触压力检测及其缺陷 判别技术浅柳 铁道标准设计，２００５（８）． 同等质量的，解决了模拟摄像机实时播放清晰但 回放因压缩编解码造成录像质量下降的问题。网 络摄像机代表了今后监控数字化、网络化的发展 方向。摄像机装＾、护罩后安装在云台上，云台是承 责任编辑：王兴红 一２７６—
