高速铁路基础设施综合一体化检测监测体系研究

2019-03-22刘维桢涂文靖杨飞杨志鹏

中国铁路 2019年3期

刘维桢，涂文靖，杨飞，杨志鹏

（1.中国铁路总公司铁路基础设施检测中心，北京 100081；2.中国铁路总公司工电部，北京 100844；3.中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京 100081）

0 引言

高速铁路基础设施是列车高速、安全、平稳、可靠运行的保障。受自然条件的影响和列车荷载的作用，基础设施设备的状态会不断地发生变化，为满足列车高速运行和繁重运输任务的需要，必须采用先进管理理念和技术手段加强养护维修工作。科学开展检测监测、全面掌握基础设施的运行状态，是落实重检慎修管理的基本前提和重要保障。

目前，铁路基础设施管理正在逐步实施从分专业独立管理到多专业综合融合的改革。各专业已陆续建立起供电安全检测监测系统（6C系统）、工务基础设施状态检测监测系统（8M系统）和电务安全监控技术体系（8D系统）等检测监测体系[1-4]，为及时掌握基础设施状态、指导养护维修提供了重要支持。然而，各检测监测系统间的检测应用却相互独立，存在检测天窗综合利用率较低、检测数据无法共享综合分析等问题。因此，研究面向工务、电务、供电等专业综合维修一体化需求，按照“资源集中、统一管理、综合应用”原则，推进检测监测设备的规范化、综合化，实现功能融合，建立适应铁路生产力快速发展和技术大幅提升的综合一体化检测监测体系的工作势在必行。

1 国外现状

国外高速铁路普遍采用“运、检、修”分离的管理模式，其中检测以综合检测车进行高速轨道状态、接触网、通信信号系统的周期性动态检测为主[5-6]。

日本新干线采用管理、检测、维修严格分离的维修体制。铁路公司主要负责相应的管理工作，检测、维修工作委托给外协的检测公司和维修公司。JR东日本铁路公司配备East-i综合检测车，JR西日本铁路公司和JR东海道铁路公司分别配备2辆700系的Doctor Yellow综合检测车，上述综合检测车可以同步检测接触网、信号、轨道等基础设施的多种参数，检测周期约为1周。

德国铁路路网公司实施“管、检、修”分离制度，其中路网设备管理部门负责管理，路网维护部门负责检测，路网维修部门负责维修。路网公司配置ICE-S综合检测列车，检测轨道、信号、接触网等基础设施，检测周期为每年检测3次。

法国高速铁路养护维修作业包括经常性保养、临时补修和综合性维修，采用“管、检、修”部分分离的模式，分别由综合维修段和其他专业公司承担。法国国营铁路集团路网公司（SNCF R é seau）配置IRIS 320综合检测列车，用于高速铁路轨道、通信信号、接触网等综合检测，检测周期为15 d。

2 我国铁路综合维修一体化改革

2017年，中国铁路总公司（简称总公司）组织成立课题组，专项研究铁路基础设施维护管理及综合维修体系，从组织架构、维修组织方式、生产力布局、全面预算、检测维修装备配置、信息化等多方面进行研究，为科学建立我国高速铁路基础设施维护模型提供依据。基于前期研究基础，总公司发布《关于推进高速铁路综合维修生产一体化管理的指导意见》（铁总办〔2017〕63号），以综合维修工区为生产组织单元试点，实践“资源综合、专业强化、集中管理”的综合维修模型。

2018年9月，在科学研究、试点运行、广泛调研、经验积累的基础上，总公司在京沪高铁召开现场会，会议组织观摩了京沪高铁济南西综合维修车间的创新成果，并交流总结了相关经验。同时，总公司发布了《关于加快推进高速铁路综合维修生产一体化管理的通知》（铁总工电〔2018〕148号），按照“统一组织架构、统一天窗安排、统一生产计划、统一作业组织、统一应急处置、统一防护管理、统一生产平台、联合调度”的要求，构建“七统一、一联合”的高铁综合维修生产一体化管理模式，进一步推进重点线路的综合维修车间、综合维修工区的建设。

推动综合维修一体化改革需要现代化的技术装备支撑，积极推进综合检测及维修装备现代化建设，推广使用综合巡检车、多功能作业车、多平台作业车等检测监测、养护维修装备，并深化研究专业装备综合利用，提高维修效率和设备利用率。其中，建立科学完善的检测监测体系至关重要。

3 综合一体化检测监测体系设计

高速铁路基础设施维护管理主要分为检测监测、日常养护、专业修理3种业务类型。检测监测主要包括周期性动态检测和长期定点监测，其技术特点为科学检测、综合分析、准确评价。

3.1 组织架构

为进一步加强全路检测监测的行业管理工作，基于铁路基础设施检测监测系统构建检测监测管理组织架构（见图1）。

图1 铁路基础设施检测监测管理组织架构

各级机构的职责设计如下：

（1）总公司成立铁路基础设施检测中心。主要负责：组织高速综合检测列车、专业检查车运用；实施国铁基础设施检测、新建铁路联调联试等工作；提出基础设施检测标准建议；监督、检查、评价总公司所属企业的基础设施检测工作。

（2）铁路局集团公司成立综合检测所。整合各专业检测资源，成立专业、高效的铁路局集团公司检测组织机构。主要负责：负责全局重要基础设施数据的管理与分析；集中管理轨道检查车、电务检查车、接触网检查车、钢轨探伤车、桥隧检查车等专业检查车；组织开展铁路局集团公司管内铁路基础设施检测数据管理分析、质量评估和趋势分析等工作；指导站段检测分析车间。

（3）站段设置检测分析车间。综合维修段应设立检测分析车间，主要负责：综合巡检车、高铁接触网检测车等设备的使用和维护；按照要求完成辖内基础设施的周期检测监测，并对养护维修作业质量进行抽检；实现辖内基础设施状态的分析，将分析结果及维修建议及时下发并形成反馈。

按照垂直管理以及“移动检测与地面分析一体化、网络化”的原则，检测监测系统管理体系分为3级，总体上形成管理的直接化、资源的统筹化、数据分析的专业化、信息传输的便利化。

3.2 综合一体化检测监测方案

工务、电务、供电等基础设施专业的检测监测体系设计应面向各专业检测监测需求，深化检测监测对象特征提取，综合检测监测方法和设备载体平台，构建高速综合检测、专业检查、综合巡检、车载搭载、固定监测和便携设备等多方位立体的检测监测体系。铁路基础设施检测监测方案结构见图2。

按照“动态检测为主，静态检测为辅”原则构建铁路基础设施综合一体化检测监测方案，设计要点如下：

（1）检测中心统筹安排高速综合检测列车，每月2～3次覆盖全部高速铁路的等速综合检测；

（2）检测中心统筹全路专业检查车，每月2次覆盖干线普速铁路专业检查（加挂旅客列车）；

（3）铁路局集团公司补充安排本局专业检查车检查辖内其他线路；铁路局集团公司安排钢轨探伤车等其他专用检查车，按周期覆盖检测；

（4）站段自主安排综合巡检车、高铁接触网检测车等运用，每月1次覆盖辖内全部线路；

（5）按照比例在运营动车组安装搭载式检测装置，掌握基础设施运用状态，补充动态检测设备检测周期的期间安全监测；

图2 铁路基础设施检测监测方案结构

（6）科学布置固定检测监测设备，对于重点区段、重点设备形成7×24 h不间断检测监测；

（7）周期应用小型专业检测仪器，如添乘检查辅助设备、轨道几何检查仪、钢轨探伤仪、钢轨廓形与波磨等，按周期覆盖辖内线路。

3.3 检测监测数据统一管理方案

检测监测数据分析是挖掘数据价值、服务基础设施维护的重要保障，因此，研究建立多专业整合统一的数据分析处理、信息展示、数据交换的检测监测数据平台十分必要[7]。

检测监测数据平台设计采用面向服务的SOA体系结构，通过建立可组合、可重用的服务体系以提高系统的灵活性和适用性[8]。根据业务划分、数据产生方式，建立基于分布式18+1的检测监测数据管理体系。总公司（检测中心）和18个铁路局集团公司作为分布式数据平台主存储节点，形成2级部署架构，依托铁路专用网形成分级分布式的数据存储策略，并形成权限管理下的各类数据透明访问。

检测监测数据平台实现数据双向流通，其中高速综合检测列车动态检测数据通过网络直接传入到总公司级数据管理平台，通过数据传输网络下发到各铁路局集团公司级数据管理平台；其他检测、监测数据通过网络、人工转储直接传输到铁路局集团公司级数据管理平台，再通过一定条件筛选上传到总公司级数据管理平台。检测监测数据平台架构及数据传输流向见图3。