地铁基础设施第三方综合检测服务模式探讨

2015-12-20许贵阳石伟栋田新宇

铁路技术创新 2015年4期

■ 许贵阳石伟栋田新宇杨飞尹峰

地铁基础设施第三方综合检测服务模式探讨

■ 许贵阳石伟栋田新宇杨飞尹峰

随着我国城市轨道交通建设、运营里程的不断增加，轨道交通运营和结构安全更加受到重视。地铁基础设施状态检测监测内容与模式对于运营安全及经济起到了决定性作用。地铁第三方综合检测服务模式，不仅能够提升地铁公司的安全管理水平、降低运营成本，也可在全国开通轨道交通的城市推广，将会产生显著的社会和经济效益。

轨道交通；基础设施；检测监测

城市轨道交通作为一种快捷高效、安全舒适、节能环保的大容量城市客运交通方式，逐渐受到世界各国的重视。截至2014年末，我国22个城市累计建成城轨线路101条，运营线路3 155 km，其中地铁2 438 km，占线路总长77．3%；轻轨239 km，占线路总长7．6%。为了保障地铁安全、平稳、高效运行，达到经济有效地养护维修目标，需要对其基础设施进行全面检测监测，并建立准确、全面、深入的检测数据分析处理中心，从而更安全、经济、合理地为公众服务。

1 地铁基础设施检测监测现状

目前，国内已开通地铁的城市都通过采购专用检测监测设备、组建专门机构实现对基础设施的定期检测，同时也有很小一部分较专业的监测内容委托第三方测试。

以深圳地铁为例，介绍我国地铁基础设施检测监测现状。

深圳地铁基础设施检测监测采用静态、动态检查相结合的方式。

轨道静态检查包括轨道几何尺寸、钢轨状态、焊缝平直度、轨道结构检查等，多采用人工方式，部分辅助静态测量设备进行。轨道动态检查只对轨道几何定期采用DGJ-4型轨道检测车（1号线一期工程投入）检查一遍。

接触网静态检查包括导高、拉出值、磨耗、静态绝缘距离、绝缘电阻、接地电阻、开关刀闸接触间隙、避雷器预防性试验、受电弓碳板损伤及重点设备（锚段关节、线岔、分段绝缘器、补偿器）参数等，采用人工方式辅助静态测量设备进行。动态检测是利用自带动力的检测车采用接触式（或非接触式）方式检测；在电客车上安装弓网监测装置，在非运营时段定期对接触网相关动态参数进行测量，在运营时段查看弓网视频。

建筑沉降和位移监测均采用委外方式，直接委托隶属地铁集团的深圳市市政工程设计研究院实施。重点监测区段直接委托市政工程设计研究院或由测量工班承担。结构检测视实际发生病害的部位和需要检测的范围，单独进行合同谈判委托市政工程设计研究院实施。

通过国内外调研，结合我国铁路的检测模式和技术水平，总结目前地铁基础设施检测存在的一些问题：

（1）检修管理模式有待优化。地铁采用“检、修部分分开”的模式，这种模式不利于管理上相互制约和工作专业化。

（2）检测项目不全，自动化程度低。地铁接触网、轨道的日常检测还以人工为主，效率低下；检测设备采购时间较长，技术落后，设备开始老化，故障较多。

（3）动态检测集成化程度低。现有轨道检测车、接触网检查车只能实现单一专业、不同时段的检测，检测专业少（如轨道检测车只能检测基本轨道几何参数，对于钢轨伤损、扣件缺失、轨面擦伤、钢轨磨耗等不能进行检测），更重要的是难以实现各专业检测数据的时空同步，不便于多专业关联分析。

（4）基础设施地面监测未全覆盖。地铁基础设施地面监测尚未进行全线在线实时监测，只是局部区域监测，存在一定安全盲区。

（5）检测监测没有信息化管理。在各工班组检测及委托第三方单位监测后，数据不能统一分析管理，未建立统一的检测监测数据管理分析平台，无法采用先进的数据挖掘和分析算法实现多专业综合分析和故障诊断。

2 第三方城市轨道综合检测监测技术服务模式

鉴于以上城市轨道交通检测现状，提出基于目前多种先进检测监测设备，设计一套科学、先进、全面的第三方城市轨道综合检测技术服务模式，为城市轨道交通系统提供全方位的“家庭医生”式保障服务。

第三方城市轨道综合检测技术服务模式是指在拥有专业检测资质基础上，通过最先进的移动检测设备、固定监测设备，对地铁、轻轨基础设施和沿线环境进行全方位、全项目、全天候检测，其中主要包括对轨道、接触网、电务、通信信号的周期性检测，对地面构筑，隧道、桥梁状态的实时监测，对灾害（如火灾、水灾）的在线监控，以此获得国内及国际认可的权威、准确检测数据。

其运作模式是与地铁集团合作，成立第三方检测机构，除车辆、机务维修外，所有装备和人员投入均由第三方服务机构提供。第三方综合检测服务模式架构见图1。

第三方城市轨道综合检测技术服务拟采用2辆轨道车作为设备承载平台，检测时用机车牵引列车前进（见图2）。在2号车后端设有机车操作台，联挂后可完成前端机车的起动、调速、制动、整车实时监控操作，整列车可正反向运行，避免推行或重新编组。

图1 第三方检测服务模式架构

图2 检测列车编组模式

1号检测车安装钢轨探伤系统、轨道状态巡检系统、通信系统。2号检测车安装轨道几何检测系统、钢轨轮廓检测系统、接触轨检测系统、钢轨波浪磨耗检测系统、接触网检测系统（接触与非接触）、隧道限界检测系统、环境监视及精确定位系统。利用检测列车可以实现多专业、多项目的同步测量，能够做到快速、准确、全面的测量。

第三方综合检测技术服务较现有检测模式具有一定优势：

（1）检测监测项目全覆盖，综合投入小。不仅可以满足轨道检测、接触网检测和钢轨探伤，还可以完成轨道、接触网巡检，以及接触轨和隧道限界的检测等，同时，通过光纤传感等新技术的推广，提供针对于路基、隧道、桥梁等基础设施在内的全覆盖、全生命周期在线监测。

（2）大幅提升装备技术先进性和服务水平。利用多专业具有自主知识产权的高精尖检测设备进行检测，提高检测技术的先进性。

表1 综合检测车检测内容

（3）提供安全评估报告。采用第三方综合检测模式，运营期间综合利用互联网、移动终端、数据库等技术，将各条线路的检测监测数据实时汇入检测大数据中心，专家服务团队将综合历史数据、基础信息数据、视频数据等进行全面深入分析，完成病害成因特征分析和成因诊断，随时为运营单位提供任何线路的安全评估报告，指导维护维修工作。

3 第三方城市轨道综合检测监测技术服务内容

第三方城市轨道综合检测监测技术服务基于综合检测车和地面配套的在线监测系统，涵盖日常需要的所有检测项目，检测内容见表1、表2。

4 前景展望

（1）产业化分析。预计到2020年，全国拥有轨道交通的城市将达到50个，轨道交通规模将达到近6 000 km。轨道交通的运营和结构安全均离不开对基础设施状态的检测监测，未来城轨检测市场的规模巨大。在此背景下，在全国地铁推广专业、综合的第三方检测技术服务，必将起到行业引领的作用。随着各地铁公司不断接受这一理念，第三方检测技术服务将全面推行，带来巨大的经济和社会效益。