第一节 重载综合检测车研发背景及过程
一、朔黄铁路发展有限责任公司基本概况
朔黄铁路发展有限责任公司(以下简称朔黄铁路公司)成立于1998年2月18日,是神华集团控股的合资铁路公司,主要负责朔黄铁路、黄万铁路、黄大铁路的运营管理和建设。
朔黄铁路是我国“西煤东运”第二条通道的重要组成部分,是目前已投入运营的投资规模较大、技术装备先进的重载铁路。该铁路西起山西省神池县神池南站,东至河北省黄骅市黄骅港站,正线总长594km,属国家Ⅰ级、双线电气化重载铁路。
黄万铁路位于河北省东部、天津市南部,线路南起朔黄铁路黄骅南站,北至天津港神港站,正线总长69km,属于国家Ⅰ级、单线铁路。
黄大铁路是我国环渤海铁路的重要组成部分,线路北起朔黄铁路黄骅南站,南至益羊铁路大家洼车站,设计全长216.8km,国家Ⅰ级、单线电气化铁路,预计2018年12月建成通车。
二、朔黄铁路公司主要设备情况
管内已建成投入运营线路正线最小曲线半径400m,上行最大限制坡度4‰、下行12‰,上行线为75kg/m跨区间无缝线路,下行线为60kg/m标准轨,共有隧道77座、桥梁411座;接触网3000条换算公里,设15个牵引变配电所、14个分区所、1个开闭所,1个配电所;信号设备共计43个站场;通信设备共计45站,其中通信站3站,中间站通信机械室42站,长途光缆线路783.135皮长公里,长途电缆线路771.755皮长公里;全线布置双向下探红外线轴温探测设备24套、单向下探红外线轴温探测设备9套。
三、重载综合检测车的研发背景
朔黄铁路自2000年5月18日开通,当年运量547万t,自运营以来运量快速增长,2014年完成运量2.53亿t。
随着运输量的持续增长,列车密度增大,轴重增加,铁路基础设施病害增多,而重载铁路大运量、大密度的运输,留给基础设施检修的时间十分有限,运输与维修的矛盾凸显。为适应新形势、新发展,在运量不断增长的情况下确保基础设施状态良好,朔黄铁路公司对基础设施检修维护模式进行创新,力求实现“动态检测、静态监控、综合分析、立体养护、状态检修、寿命管理”的重载铁路检修维护模式。
全面、及时、准确地掌握设备状态和设备质量变化的客观规律,实时评价设备质量,准确进行设备安全评估,是检修模式变革的前提。现行以人工检测为主的静态检测方式用人多、效率低,不但检测手段单一、运输资源占用多、对运输生产影响大,且人身安全系数低,必须加大科技投入,利用动态综合检测设备进行设备质量评价和安全状态评估,保障铁路运输生产安全。
自20世纪70年代开始,国外已开始研发高速综合检测车,国内2008年成功研发0号综合检测车。综合检测车对高速铁路基础设施进行定期检测、等速检测和综合检测,主要包括轨道几何、接触网、通信、信号、线路环境等基础设施状态,以及轮轨接触状态、车辆加速度等高速列车的动态性能指标。相对于高速铁路而言,重载铁路大轴重、大密度、大运量、长编组的特点,使得铁路基础设施状态变化周期缩短、损伤破坏加快、恶化程度加剧、安全风险升高,更需要研发重载综合检测车进行周期性检测。
朔黄铁路公司为实现“打造国内领先、国际一流‘绿色、高效、数字化’重载铁路”的战略目标,致力于重载综合检测技术的研发。自2009年以来,提出重载铁路综合检测车研发方案和理念,联合中、美、英、德等国内外铁路检测主流技术供应商和科研院所共同开发,历时五年,重载综合检测车于2014年1月正式上线运用,同年8月通过中国铁道学会评审验收。
四、重载综合检测车的特点
1.集成度高
重载综合检测车集成了轨道检测、钢轨超声波探伤、路基道床检测、接触网检测、信号动态检测、无线通信检测、红外线轴温探测设备检测等七大检测系统,通过数据综合分析及处理能够对各专业设备进行综合检测、分析、评判。
2.技术先进
联合中国铁道科学研究院、英国Ziteca公司、美国Sperry公司、德国DB公司等国内外一流设备制造厂商和科研院所,研发了适合重载铁路的大轨检系统、综合系统、路基道床检测系统、钢轨探伤系统、接触网检测系统,统一集成安装在重载综合检测车。
3.高效检测
综合检测车检测速度为80km/h,与运输列车等速,一次上线作业能够实现全部专业项目的检测,减少了运输资源占用,不影响运输秩序。
4.分析综合
通过对同一时空轨道检测、钢轨探伤、路基道床检测、接触网检测等数据综合分析,总结归纳引起设备状态变化的真正原因,为设备维修提供依据,为查找设备病害提供可靠保证,提高设备检修效率和质量。
5.趋势预测
通过对历史检测数据各项评价指标、统计指标的纵向对比分析,预测设备状态发展趋势,建立设备维修预警机制,杜绝设备故障的发生。
6.病害闭环
地面数据处理系统将超限数据及时通知设备管理单位,并传送到朔黄铁路本质安全管理信息系统,在系统内生成危险源警告提示。设备管理单位对超限数据进行现场检查复核,制定整治方案,组织维修,记录整治后人工检测数据,并将以上措施在风险预控信息系统填记,下次检测时对整治效果进行复查,如合格在系统内销号,危险源警告解除,实现超限数据的闭环管理。
7.动态展示
实现了基于GIS的轨道状态、大值病害查询和立体展示,综合分析与处理超限数据,并通过朔黄铁路公司开发的GIS系统实现大值病害、轨道质量状态、设备台账的综合动态直观展示。
五、重载综合检测车研制的意义
(1)实现不同专业同时检测,有效利用运输资源,减少对行车组织的干扰。对运输繁忙干线具有重要意义,具有较高的经济价值。
(2)实现不同专业同一时空数据综合分析,提高查找病害及病害整治效率。
(3)实现设备检测由人控到机控的转变,为设备维修决策提供客观、翔实的依据。
(4)通过综合分析检测数据,为设备维修提供依据,预测设备病害发展趋势,实现寿命管理,真正从“周期修”向“状态修”的转变,实现线路设备检修模式的变革。