城市轨道交通初期运营安全评估中系统测试方法及建议

赵慧阳

（郑州地铁集团有限公司，河南 郑州450000）

根据《技术规范》要求，涉及电客车的系统测试包括轨道动态几何状参数、车辆动力学响应和弓网关系测试，各项技术标准均在规范中明确，轨道、电客车、接触网三个系统相辅相成，通过这三项测试，充分验证在运行过程中各个系统的配合情况，降低后续运营风险。《技术规范》于2019 年7 月1 日开始执行，郑州地铁集团根据规范及评审要求进行总结，为后续线路开通提供指导。

1 轨道动态几何参数测试

1.1 测试目的

测试轨道动态几何状参数是否符合标准及设计要求。

1.2 测试方法

利用轨检梁、车体加速度传感器、数据存储终端等设备。将轨检梁安装在构架上，采集传感器信号至车内数据存储终端进行数据处理，得到轨道几何参数。同时通过速度信号处理实现电客车数据的精准定位。

图1 设备布置图

轨检梁是轨道几何参数检测中最重要的设备，由2D 激光位移传感器和惯性包组成，采用便携安装方式，快速安装快速拆除，不会对列车造成任何影响。考虑检测准确性，将轨检梁安装在转向架构架上。为便于设备安装，对构架轨检梁相匹配的安装接口应在电客车设计联络会上提出，防止出现后续设备无法安装情况。轨枕梁如图2 所示。

图2 轨检梁效果图

图3 车下轨检设备安装示意图

2 弓网关系测试方法

2.1 测试目的

测试受电弓同接触网之间的配合情况，是否符合设计要求。

2.2 测试方法

通过安装在车顶的高速数字相机采集视频信号，通过图像处理完成滑板高度计算，同时记录弓网动态运行的视频录像。LMS 激光雷达用于测量动态导线高度和拉出值，并将所测数据传送至检测主机。安装在受电弓底架上的带嵌入式操作系统的微型计算机完成DC1.5kV 高压环境传感器输出信号的采集工作，并通过光缆将采集的数据传至检测主机。车顶上安装的火花探测器，测定燃弧火花发生的地点, 统计燃弧时间和次数，检出最大燃弧时间，燃弧率。

图4 弓网关系设备布局图

图5 安装示意图

3 动力学响应测试方法

3.1 测试目的

车辆动力学响应测试包括运行稳定性测试、运行平稳性测试内容，用于评价轨道状态和车辆运行状态的匹配性，是否符合车辆运行稳定性和平稳性的要求。

3.2 测试方法

利用测力轮对、速度传感器、加速度传感器、数据采集系统等设备，电客车测试速度级由低到高逐级提速，每个速度级在左、右线上各运行1-2 个往返。检查是否存在异常的轮轨作用力，确定所有的动力学响应参数均未超出评判限度值并有足够的裕量后，再进行更高速度级的测试。完成各级速度以后，按照ATO 模式驾驶，以ATO 模式评判最终结果。

图6 测力轮对安装轴位图

3.3 动力学响应测试同型式试验的区别

根据GB/T 14894-2005 要求，列车上线前，需进行动力学型式试验，动力学指标要求同《技术规范》中车辆动力学响应标准一致，两者区别如下：

3.3.1 测试前提条件不同。动力学型式试验开始前，轨道需完成静态验收。动力学响应测试前，动力学型式试验、本线路的轨道动态几何状态参数需合格才可进行。

3.3.2 测试地点要求不同。动力学型式试验只要求在典型工况（不同曲线半径下）进行，平均线路条件相同时，可在其它线路进行，而动力学响应测试只能在本线路进行。

3.3.3 测试范围不同。动力学响应测试除按照不同速度等级进行测试外，还包括ATO 模式及道岔区的测试，覆盖整个正线区间。

3.3.4 测试工况不同。为模拟正常载客情况，通常动力学型式试验包括AW0、AW3 工况，动力学响应只需进行AW0 试验。

动力学响应测试是在轨道、车辆验收试验合格后进行，为检验轨道- 车辆的匹配性增加的试验，用于发现轨道、车辆配合方面存在的问题，按照试验结果排查问题。

4 结论

在系统测试过程中，通常车辆动力学响应可能会出现不同理解。第一，测试方法不够明确。动力学响应测试方法未在《技术规范》中明确，不同测试机构测试方法存在不统一。各地铁公司应根据自身情况，对正线所有区间进行覆盖，包括岔区和折返线，保证所有区间无异常数据。第二，评判对象不明确。同一线路，可能存在多种车型运营的情况，对于动力学响应测试，未明确一种或者所有车型均要进行试验。根据试验经验，建议选取较新车型，避免车辆自身原因导致测试结果超标。第三，测试标准较为简单。随着不同建设进度的进行，将会出现老车参与延长线路开通评审的情况。随着运营时间的增加，车辆动力学性能将会降低，存在超过标准的可能，而《技术规范》中动力学响应测试结果未规定不同结果下的处理措施。根据GB/T 5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》要求，动力学试验结果建议标准制定部门区分不同的限度，分为合格标准和安全裕量标准。