CRH380B-002高速综合检测列车总体架构设计

2014-02-02李海浪王卫东康洪军李红艳

铁道建筑 2014年2期

关键词：号车轮轨转向架

李海浪，王卫东，康洪军，李红艳

(1．中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京 100081;2．唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山 063035)

CRH380B-002高速综合检测列车总体架构设计

李海浪1，王卫东1，康洪军2，李红艳1

(1．中国铁道科学研究院基础设施检测研究所，北京 100081;2．唐山轨道客车有限责任公司，河北唐山 063035)

CRH380B-002高速综合检测列车是我国“十一五”863计划重点项目“最高试验速度400 km/h高速检测列车关键技术研究与装备研制”研究成果，最高试验速度达400 km/h。CRH380B-002高速综合检测列车于2011年4月5日出厂，参加了京沪、广深港、哈大、津秦等高速铁路的联调联试，累计检测运行已超过30万km，为高速铁路的安全运行提供了技术支撑。本文介绍检测系统的技术架构和平面布置，并对检测设备的安装接口和数据接口进行了分析和设计。

高速综合检测列车 CRH380B-002 技术架构接口设计

高速列车的安全、平稳运行，对线路轨道、牵引供电、通信、信号等基础设施的技术指标及其稳定性要求极高。采用高速综合检测列车，对轨道几何状态、加速度、轮轨力、接触网几何参数、弓网动态作用、供电参数、通信、应答器、轨道电路等进行同步、动态、等速检测，通过综合数据分析，对高速列车运行状态及基础设施状态变化规律作出评价，可为高速铁路运营安全评估和指导养护维修提供技术支撑，对于保障高速铁路安全高效运营具有十分重要的作用。

CRH380B-002高速综合检测列车是我国“十一五”863计划重点项目“最高试验速度400 km/h高速检测列车关键技术研究与装备研制”研究成果，以CRH380B型动车组为技术平台，由唐山轨道客车股份有限公司研制，检测系统由中国铁道科学研究院研制并集成，最高试验速度达400 km/h。

1 检测系统组成及技术架构

整车检测系统主要由轨道、弓网、轮轨动力学、通信、信号等检测系统，同时，设置了由空间同步、时空校准、数据网络与集中监控、视频监测、数据综合处理等系统组成的综合系统，实现各检测系统同步检测、数据集成、综合处理和分级评判。

CRH380B-002高速综合检测列车检测系统技术架构如图1所示。

图1 检测系统技术架构

1)轨道检测系统采用惯性基准法和激光摄像等技术，测量轨距、轨向、高低、曲率、水平(超高)、长波高低和长波轨向等轨道几何不平顺参数及车体加速度，以满足评价线路质量的需要。

2)轮轨动力学检测系统包括轮轨力和车辆动态响应检测系统;轮轨检测系统采用连续测量测力轮对，检测垂向力、横向力、纵向力、轮轨接触点等参数;车辆动态响应检测系统测量多端面车体、构架、轴箱多维振动加速度，以满足评价轨道状态的需要。

3)弓网检测系统采用接触式和非接触式两种方法，测量弓网接触压力、硬点、火花、接触线高度、拉出值、定位器坡度、接触网电压、动车组侧电流以及监视弓网运行环境等功能，为接触网运行维护提供科学依据。

4)通信检测系统具备实时检测GSM-R服务质量、GSM-R场强覆盖、网络参数、电磁环境、电路域数据通信质量等参数的功能，以满足高速铁路通信设备安全运营和日常维修的需要。

5)信号检测系统具备轨道电路电气参数与传输特性、应答器上行链路信号特性、应答器报文、有砟与无砟道床条件下补偿电容工作状态、牵引回流及谐波检测、车载列控设备工作状态的监测与性能评估及检测数据综合分析等功能，以满足指导高速铁路列控系统日常维修和安全运营的需要及CTCS-3级列控系统技术规范。

6)综合系统包括空间同步、时空校准、数据网络和集中监控、视频采集处理和车载数据综合处理等系统，具备发布列车统一的速度、时间、里程、视频等信息，触发各检测系统上千个采样通道的实时同步采集，对整列车多个检测数据进行在线集成、数据处理、超限历史趋势分析和分级评判等功能。

2 整车平面布置

CRH380B-002高速综合检测列车采用6M2T的8辆编组(3号、6号车为拖车，其余为动车)，其中通信与信号检测车、接触网与综合检测车、轨道与动力学检测车、会议车、设备车、检测生活车、检测宿营车和试验车各1辆，整车布置如图2所示。

图2 C RH380B-002整车布置

1号车为通信、信号检测车，如图3(a)所示。安装有信号检测、通信检测、车辆动态响应检测、综合系统等设备;设置信号检测系统和通信检测系统检测操作台。

2号车为接触网、综合检测车，如图3(b)所示。安装有接触网检测、综合系统等设备;设置接触网检测系统和综合系统检测操作台。

3号车为轨道、动力学检测车，如图3(c)所示。安装有轨道检测、轮轨力检测、车辆动态响应检测、通信检测和综合系统等设备;设置轨道检测系统、轮轨力检测系统、车辆动态响应检测系统检测操作台。

4号车为会议车，安装有综合系统的多媒体设备。会议室设专用会议设施、多媒体显示系统，可实时显示各系统检测及综合数据处理结果。

5号车为设备车，安装动车组设备，无检测设备。

6号车为生活车，安装综合系统设备，配备餐厅及相关配套生活设施。

7号车为检测宿营车，为检测工作人员设置必要的生活设施，包括卧铺间等。

8号车为试验车，如图3(d)所示。安装有信号检测、车辆动态响应检测、综合系统等设备，为后续相关检测设备试验预留操作台。

图3 平面布置

3 检测设备安装接口设计

根据检测设备安装区域的不同，可将检测列车划分为车内、车顶、车下和转向架4个区域，每个区域的检测设备安装接口具有共同特性。检测列车除为检测设备提供安装空间外，还提供检测设备正常工作所需的不间断电源(UPS)和满足检测人员执行检测任务的工作环境。

1)检测设备机械安装接口

车内检测设备。安装于车内的检测设备除满足运用要求外，还需通过工业设计满足美观性和人体工程学要求。如车内的机柜、操作台、显示器的选型和布置，应与车内装饰协调，达到总体美观。

车顶检测设备。安装于车顶的检测设备应考虑两方面因素：一是由于风力和车辆振动引起的强度问题，列车高速运行时车顶突出车体表面的设备会产生风阻力，要通过合理的外形设计减小这种阻力;二是在接触网发生意外时检测设备的接地需求，车顶设备外壳需要可靠接地，通过安装面或接地线与车体结构实现可靠接地。

车下检测设备。安装于车下的体积较小的检测设备可只考虑安装强度，体积较大的设备还需要设置安全措施，即在安装联接件失效的情况下保证设备不脱落。

转向架检测设备。转向架上安装的检测设备应具备可靠的强度和良好的振动性能，满足转向架的运用环境要求;同时，还应对安装检测设备后转向架的整体性能进行校验。另外，因动车组的转向架与车体绝缘，而检测设备需要电缆将传感器信号连接至车内机柜，为避免检测设备线缆成为转向架与车体间的导体，转向架上安装的检测设备应与转向架绝缘。