浅析铁路隧道养护设备发展现状及趋势

2019-11-29毛少坊胡光学李根文

科技与创新 2019年3期

关键词：细化接触网检修

毛少坊，胡光学，李根文

浅析铁路隧道养护设备发展现状及趋势

毛少坊1，胡光学2，李根文1

（1.徐州徐工随车起重机有限公司，江苏徐州 221000；2.徐州徐工矿山机械有限公司，江苏徐州 221000）

随着轨道交通的发展，人们对铁路隧道养护设备的要求进一步提高。分析了轨道交通发展对铁路隧道养护设备的需求，综述了铁路隧道养护设备的发展现状，指出了今后铁路隧道养护设备智能化、分类细化的发展趋势和方向。

铁路；隧道；养护设备；智能化

铁路隧道作为供机车车辆通行的重要建筑组成部分，对轨道交通运输起着重要作用[1]。由于限界不足、衬砌裂损、漏水和污染等原因，铁路隧道出现了不同程度的破坏。高速铁路隧道通常是高速铁路建设的控制性工程[2-3]，铁路隧道安全、可靠对于保证高速铁路隧道长期安全运行具有重大意义。铁路隧道养护工作对确保隧道设施安全、隧道通道环境整洁、车辆正常通行等起着关键作用。铁路隧道养护设备对铁路隧道养护工作的开展极为重要，直接关系到工作效率和养护效果。在长期使用过程中，隧道及内部出现的病害不可避免，势必会影响隧道质量和使用寿命，严重时还会对人们的生命和财产安全造成威胁，因此，做好隧道的检查养护工作非常必要[4]。为更好地服务于铁路隧道养护工作，迫切需要对铁路隧道养护设备发展现状及趋势进行探析。本文从国家战略的角度分析了轨道交通发展对铁路隧道养护设备的需求；从市场前景、进口依赖程度、设备品类等方面，详细阐明了铁路隧道养护设备的发展现状。在此基础上，指出国内必将加大对铁路隧道养护设备的研发投入，其产品将进一步智能化且其分类将更加细化，以便更好地开展铁路隧道养护工作。

1 铁路隧道养护设备的需求

目前，国家发改委正式公布《中长期铁路网规划》，预计2020年高速铁路总里程45 000 km左右，覆盖80%以上的大城市，全国铁路网规模将达到200 000 km左右。与此同时，铁路隧道养护设备的需求与日俱增。目前，国际国内对高端铁路养护设备主要用于巡视检修、检测养护、救援作业等，包括铁路供电、铁路工务，城市轨道三大领域[5]，应用较多的产品包括接触网综合作业车[6]、轨道平板车、钢轨探伤车等，而专门的隧道内养护设备还是一片空白。轨道交通发展的重大需求引起了相关企事业单位的高度重视。例如，徐工集团高度关注铁路养护装备这一产业，从2008年开始，便组织团队专人与南车、北车进行技术交流，同时，积极接触终端客户，已与铁路总公司、上海铁路局、北京铁路局等形成产、研、用战略合作。

2 铁路隧道养护设备发展现状

2.1 市场前景良好

铁路养护设备无论国际市场还是国内市场一直被Palfinger一家企业垄断。国内除徐工以外，暂无大型企业进军该领域，更无企业染指高端铁路养护装备。Palfinger公司研发设计的产品也仅用于电务段，三机具、导线拨线装置及各类平台均安装在接触网多功能综合作业车车架之上，对接触网和承力索进行检修，工务段所需的检修设备目前是一片空白，主要停留在概念设计上，且不值得推敲；各工务段主要靠人力借助一些简单的工具进行道路和隧道检修，尤其隧道内检修，主要靠人搭载检修车借助打冰杆，对隧道壁面进行排查，谨防落石影响列车的正常运行，这种方式效率低，可操作性差。国内的学者和工程技术人员主要注重铁路隧道养护设备的评价方法、维修和管理。例如，孙䶮等对隧道病害检测设备评价方法进行了研究，所提出的评价方法对该方法对隧道病害检测设备应用与推广具有重要意义[7]；赵洪清分析了隧道电气设备养护维修和管理技术和方法，对各种隧道设备的养护具有一定的借鉴意义[8]。然而，国内对铁路隧道养护设备的研发工作较少，随着国内轨道交通的快速发展，人们对铁路隧道养护设备的需求及要求均进一步提高。

由此可预见，为了满足轨道交通行业快速发展的需求，国内的铁路隧道养护设备的设计、研发及生产将会迅速发展，市场前景乐观。

2.2 主要依赖进口

国外以Palfinger与GISMA（吉斯玛）、Tesmec（泰斯美克）为代表的作业机具及大型养路设备厂家拥有较成熟的技术及产品，其中Falfinger的Railway系列产品为电气化线路设施维护和检测提供了系统的解决办法。Tesmec（泰斯美克）已形成了一整套适用于世界最高接触网技术标准的恒张力架线解决方案。国内金鹰重型工程机械有限公司生产接触网维修作业车，上装有高空作业平台，但该平台作业幅度有限。根据上述分析可知，目前该领域的主要养护设备仍主要依靠进口，进口作业车价格昂贵。

虽然徐工集团等企业已对铁路隧道养护设备进行了相关研究，但产品门类及其智能化水平仍有一定的局限性，在短时间内很难改变依赖进口的现状。

2.3 设备品类不全

无论是国外还是国内，目前的铁路养护设备主要用于电务段，铁路养护设备安装在接触网多功能作业车上，对接触网、承力索等电气化设施进行检查维修，适用于工务段的检修设备目前还是一片空白。目前，诸多铁路养护设备生产经营企业已经开始解决设备适用性不强的问题。例如，TPL8B铁路用高空作业平台是徐工集团公司与宝鸡中车时代工程机械有限公司联合开发的一款产品，主要用于隧道本身检修，实现了单线隧道和复线隧道的全断面覆盖，可操作性强，大大提高了检修人员的工作效率，具有广泛的应用前景[9]。由以上分析可知，国内相关企业已经开展了相关产品的开发，但适用于工务段的检修设备的技术水平和品类细化仍待进一步提升，以满足铁路隧道养护工作高效开展的需求。

3 铁路隧道养护设备发展趋势

根据上述分析可知，目前对铁路隧道养护设备具有重大需求。然而，国内铁路隧道养护设备品类不全、技术水平相对落后，不能很好地满足轨道交通行业快速发展的需求。为了更好地开展铁路隧道养护工作，国内将加大对铁路隧道养护设备的研发投入，其产品将进一步智能化且其分类将更加细化。

3.1 产品操纵智能化

以人工智能科学技术为基础的制造产业推动着国内外市场涌现出无数的智能产品。国家正在大力推进创新驱动发展战略，其中，作为我国各大战略性新兴产业共同支撑技术的智能科技，必将成为中国科技发展的主攻方向和领域。对于隧道养护而言，提高检测效率，实现信息化数据采集与分析，推动检测工作的智能化，是专业检测机构使命。目前，在公路隧道养护设备与系统的智能化研究方面，已经有了相关的研究成果。比如，杨金铨等设计研发的公路隧道机电设施智能化养护检测系统可有效实现对公路机电设施技术状况、技术指标等实测数据的现场采集及汇总分析[10]；丁浩基于标准化角度，指明了公路隧道养护流程化的工作标准化和智能化的管理标准化的重点发展方向[11]。公路、铁路隧道养护工作日益受到各级交通主管部门的高度重视。铁路隧道养护设备品的设计与研发可以借鉴公路隧道养护设备品的智能化设计的成功经验，助推铁路隧道养护的高效开展。随着人们生活水平的提高，铁路隧道养护设备品的设计更注重以人为本，同时，为了提高工作效率和养护效果，操纵智能化将成为必然趋势。

3.2 产品分类更加细化

产品细化可为企业发展奠定坚实的基础[12]，也是企业适应市场变化作出的必然选择。设备研发中，要基于市场需求，对产品进行细化。前期的产品细化概念要贯穿始终，每一个流程都不能偏离最初的中心。目前，工程机械装备均具有产品细化发展的趋势[13]。同样，铁路隧道养护设备产品的发展也不例外。因此，保证铁路隧道养护设备产品智能化的同时，还必须使产品功能多样化，提高产品的专用性。因此，必需针对铁路隧道养护工作段的不同需求，对铁路隧道养护设备的产品进行细化分类。要从铁路隧道养护设备使用者的角度进行产品研发，考虑产品本身的特色与功能，使其适合在电务段、工务段等地方应用，且需保证其安全、实用。

综上分析，为了满足不同铁路隧道养护工作任务的开展，需要针对电务段、工务段等研发不同品类的检修设备。

［1］勒孚俊.铁路隧道工程施工中防水施工技术及质量控制［J］.交通世界，2018，26（09）：32-34.

［2］张顶立，孙振宇.高速铁路隧道关键科学问题及发展趋势［J］.铁道建筑，2018，58（11）：1-4.

［3］张顶立.隧道及地下工程的基本问题及其研究进展［J］.力学学报，2017，49（01）：1-19.

［4］张云.刍议改善时速160 km以下铁路隧道养护维修条件的应对措施［J］.中国新技术新产品，2016（01）：94.

［5］王晓刚.轨道工程装备产业技术发展方向研究［J］.应用技术，2017（11）：113-115.

［6］赵力，任涛龙，王新虎.DAS7型接触网综合作业车［J］.铁道机车与动车，2015（12）：16-20.

［7］孙䶮，黄宏伟，薛亚东.隧道病害检测设备评价方法［J］.土木工程与管理学报，2018，35（04）：117-122.

［8］赵洪清.探析隧道电气设备养护维修和管理［J］.科技展望，2018（05）：163.

［9］张阳，任远帆.轨道高空作业车控制系统研究［J］.建设机械技术与管理，2017（05）：79-81.

［10］杨金铨.公路隧道机电设施智能化养护检测系统设计及研发［D］.重庆：重庆交通大学，2016.

［11］丁浩.公路隧道养护标准化探讨［J］.公路，2016，8（08）：194-198.