趙靜 楊蓮 武玉傳

摘 要：從中國高鐵技術(shù)發(fā)展史，可以看出，列車速度越來越高，運營安全系數(shù)要求越來越高，接觸網(wǎng)作為高鐵供電系統(tǒng)的重要組成部分，與機車受電弓之間的弓網(wǎng)關(guān)系就顯得尤為重要，而反觀國內(nèi)接觸網(wǎng)施工現(xiàn)場的主力軍依然是勞務(wù)人員，所具備的專業(yè)技能堪憂，工藝、工法還是沿用傳統(tǒng)的方式在進(jìn)行，這一切都存在著極大的人為不確定因素。

關(guān)鍵詞：中國高鐵;智能化;施工理念;探究

中圖分類號：U29-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）19-0198-02

0 引言

中國高速鐵路（CHSR）是指新建設(shè)計開行250公里/小時（含預(yù)留）及以上動車組列車、初期運營速度不小于200公里/小時的客運專線鐵路。多種分檔法定為：時速140公里以下稱為常速;時速140～160公里稱為快速;時速160～200公里稱為準(zhǔn)高速;時速200～400公里稱為高速;時速400公里以上稱為更高速。時速600公里以上稱為特高速。時速1000公里以上稱為音速。時速1260公里以上稱為超音速。進(jìn)入21世紀(jì)以來，尤其是近十年間中國高鐵技術(shù)突飛猛進(jìn)，而我國高鐵建設(shè)成績也是有目共睹：中國高鐵作為國家名片，號稱中國新的四大發(fā)明，在國際高鐵市場的地位同樣不容小覷。

1 中國高鐵接觸網(wǎng)施工現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)接觸網(wǎng)施工簡介

（1）圖紙會審還停留在傳統(tǒng)會審階段，全憑一線工程技術(shù)人員的理論和現(xiàn)場經(jīng)驗慣性進(jìn)行。（2）施工測量還需人工定測，精度因人而異，精度有待進(jìn)一步提高。（3）施工安裝僅部分實現(xiàn)機械化，大部分還需人工操作。（4）接觸網(wǎng)絕緣、導(dǎo)通測試、冷滑試驗理論概念模糊，測量數(shù)據(jù)不具備權(quán)威性，現(xiàn)場操作繁瑣。（5）接觸網(wǎng)零部件大量采用栓接，安裝繁瑣，穩(wěn)定性差。（6）設(shè)備分段絕緣器正式運營后不穩(wěn)定，是影響弓網(wǎng)關(guān)系的關(guān)鍵因素。（7）設(shè)備隔離開關(guān)在正式投入運營，頻繁操作后，存在分合閘不到位的現(xiàn)象，存在極大的安全質(zhì)量隱患。（8）檔案資料沿用傳統(tǒng)紙質(zhì)版移交，不能與施工同步，過程資料相關(guān)數(shù)據(jù)缺乏實效性，存在人為因素。（9）驗收移交沿用傳統(tǒng)方式進(jìn)行，費時勞力，實際效果不好。（10）對工機具智能化研發(fā)重視度不夠，使用傳統(tǒng)工機具需要投入大量人員，存在人為不確定因素，質(zhì)量隱患不可排除。

1.2 存在問題分析

（1）對中國高鐵接觸網(wǎng)施工質(zhì)量重視度不高，沒有上升到國家級重視層面，一線施工滿足于現(xiàn)有施工工法和工藝水平，科技創(chuàng)新投入不足，沒有全局智能化施工理念，沒有科技創(chuàng)新長遠(yuǎn)規(guī)劃，更談不上詳細(xì)實施計劃了。（2）誠然近年來，接觸網(wǎng)施工的機械化水平大大提高，許多先進(jìn)工機具投入使用，如：接觸網(wǎng)腕臂、吊弦自動化預(yù)配生產(chǎn)線、H型鋼柱智能安裝系統(tǒng)裝置、隧道吊柱自動打孔安裝裝置、輕型數(shù)顯式彈性吊索安裝儀、背負(fù)式電連接壓接設(shè)備、手動液壓斷線鉗、鐵路鋰電高速切割機、高鐵鋰電精密擰緊系統(tǒng)、腕臂偏移測量儀、旋轉(zhuǎn)剝線鉗等智能專業(yè)工具，提高施工精度及施工效率，防范施工風(fēng)險，為精品工程實施提供工具保障，但是由于沒有智能化施工全局意識，因此大多都是各自為戰(zhàn)，自我探索發(fā)展，并且由于施工單位自身科技創(chuàng)新研發(fā)理論能力有限，沒有權(quán)威專家或高校的專業(yè)人士加入，研發(fā)的新工機具大多是華而不實，現(xiàn)場實效性不佳。（3）中國高鐵接觸網(wǎng)工程建設(shè)要經(jīng)過設(shè)計、施工和運營移交三部分，而中間環(huán)節(jié)的施工所起的作用尤其關(guān)鍵，它是確保開通運營后的安全質(zhì)量的重要一環(huán)，但是縱觀一線施工，大部分還是靠勞務(wù)隊在進(jìn)行，勞務(wù)人員本身專業(yè)素質(zhì)不高，若沒有智能化施工全局理念的支撐，中國高鐵施工質(zhì)量只能靠勞務(wù)人員的自身素質(zhì)和專業(yè)技能去保障，因此只有全面梳理全局智能化施工理念，大大減小一線施工勞力投入，減小人為施工的機會，大量研發(fā)新型接觸網(wǎng)零部件和智能化工機具，不斷更新完善傳統(tǒng)工藝、工法，逐漸把安全質(zhì)量人為控制轉(zhuǎn)化成智能化控制，只有這樣，中國高鐵的質(zhì)量才能有新的提升。（4）檔案資料整理無紙化較之傳統(tǒng)檔案管理有不可替代的先進(jìn)性：1）提高經(jīng)濟(jì)效益：過去一直使用粗放型模式即以增加工程技術(shù)人員和辦公費用為解決這一難題的唯一手段，致使管理成本大幅上漲。而無紙化檔案整理使傳統(tǒng)的以紙質(zhì)為載體的檔案信息對象轉(zhuǎn)為機讀檔案，不僅節(jié)約了保管費用，節(jié)省了占地空間，而且查閱起來極為方便迅速，從而避免了反復(fù)印制資料而造成的紙張和人力的浪費。2）提高辦公效率：無紙化檔案管理使資料能及時歸檔，并盡快利用。檔案管理使查詢資料變得非常簡單，真正讓辦公人員做到足不出戶便可了解現(xiàn)場情況。由于信息的超時空流動，無紙化檔案事實上成為“無墻界檔案”，檔案庫也從文件實體的保管基本變成了提供利用方便的信息控制中心。3）增強檔案原件保護(hù)：將紙制檔案轉(zhuǎn)變?yōu)闊o紙化電子檔案后，檔案的使用更加安全。另外，通過檔案的無紙化處理后，防止了部分工程檔案篡改行為的發(fā)生。（5）對于諸如接觸網(wǎng)絕緣、導(dǎo)通測試、冷滑試驗的缺乏理論支持的現(xiàn)場薄弱環(huán)節(jié)，需要完善其理論性，建議編制系統(tǒng)軟件和檢測裝置，便于一線操作。驗收環(huán)節(jié)建議引入電子系統(tǒng)軟件投入使用，以便提升實效性，減小走過場的官僚主義作風(fēng)的人為干擾因素，提高其權(quán)威性和真實性[1]。

2 如何開展中國高鐵接觸網(wǎng)智能化施工

通過以上諸多原因分析，結(jié)合本人現(xiàn)場多年接觸網(wǎng)施工工作經(jīng)驗，現(xiàn)把初步構(gòu)思和設(shè)想描述如下[2，3]。

2.1 整體構(gòu)思

全面樹立高鐵接觸網(wǎng)工程施工智能化全局意識，要摒棄的傳統(tǒng)施工管理理念，積極探索“智能為本，以人為輔”的施工管理理念，切實打造高鐵接觸網(wǎng)施工智能化、機械化流水線的施工理念。

2.2 具體流程

（1）圖紙會審：在圖紙會審階段，要引入BIM技術(shù)，選派施工現(xiàn)場技術(shù)經(jīng)驗豐富的專業(yè)技術(shù)員進(jìn)行現(xiàn)場實地調(diào)查，結(jié)合BIM三維模型，切實將前期圖紙技術(shù)問題消滅在萌芽狀態(tài)。（2）施工定測：研發(fā)一種智能化腕臂、吊弦測量計算裝置，可以放在軌道上，初步設(shè)想為單軌雙輪框架，具備測距記憶功能，自動測量支柱限界、支柱斜率，外軌超高，懸掛點處承力索高度，拉出值等有關(guān)計算數(shù)據(jù)，利用BIM技術(shù)，AI技術(shù)、CAM軟件進(jìn)行三維智能模擬，自動成像，對有關(guān)安裝后的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行智能化判斷對錯。吊弦計算后具備弓網(wǎng)關(guān)系模擬檢測功能，確保接觸網(wǎng)前期技術(shù)測量計算工作精準(zhǔn)到位，以達(dá)到逐步取消接觸網(wǎng)調(diào)整工作的作用，滿足高速鐵路對接觸網(wǎng)精度越來越高的需求。該裝置還應(yīng)具備自動出具施工表及材料計劃的功能。（3）施工安裝全面實現(xiàn)智能化安裝，現(xiàn)僅以腕臂吊弦安裝為例，提出本人的初步設(shè)想：“研發(fā)一種腕臂、吊弦智能化安裝軌道車，該組列車采用雙動力柴油機車牽引，外加平板，總長約250米，腕臂、吊弦安裝與智能化預(yù)配流水線無縫銜接，材料采用傳輸帶送達(dá)指定操作平臺，通過自動化控制操作平臺轉(zhuǎn)向到指定位置，通過安裝在作業(yè)車操作平臺上的機械臂進(jìn)行安裝，緊固力矩采用機械臂外加數(shù)顯力矩表進(jìn)行，智能化安裝，一次安裝，一步到位。全程采用自動化控制，利用駕駛室內(nèi)電腦顯示全程程序化流水線安裝，所有安裝過程均有實時傳輸功能，所有技術(shù)參數(shù)均可以進(jìn)行自動記錄、保存，自我判斷質(zhì)量是否合格，并對不符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的項目有預(yù)警措施。緊密跟蹤接觸網(wǎng)零部件采用鉸鏈抱箍連接和相近功能組合方案的研發(fā)進(jìn)展情況，并做好相應(yīng)技術(shù)參數(shù)對接工作。需要融合車輛、自動化、電氣、機械、編程、施工、廠商等專業(yè)技術(shù)人士，分工明確，各盡其職，共同研發(fā)?！保?）接觸網(wǎng)零部件過于繁雜，大多連接件還是采用螺栓式連接方式，不能進(jìn)行智能化安裝，可喜的是廠家已經(jīng)在這方面有所研發(fā)，接觸網(wǎng)零部件采用鉸鏈抱箍連接和相近功能組合方案，提高了零部件的一體化程度和集成度，結(jié)合本人20多年一線施工技術(shù)經(jīng)驗，個人認(rèn)為：中國高鐵技術(shù)的研發(fā)步伐會不斷向前推進(jìn)，隨著一次又一次的提速，對接觸網(wǎng)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求必然會越來越高，優(yōu)化接觸網(wǎng)零部件連接方式，向著集成化、標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化的方向發(fā)展，提高接觸網(wǎng)施工的智能化安裝水平，盡量減少人為因素干擾，保證一次安裝，一次到位的施工理念必然會成為中國高鐵接觸網(wǎng)施工的前沿技術(shù)。（5）接觸網(wǎng)所用的隔離開關(guān)在開通運營后，均會出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量隱患：諸如：電動隔離開關(guān)在遠(yuǎn)動、電動作業(yè)時的“分合刀閘”不到位，電機空轉(zhuǎn)，拉弧、上網(wǎng)線（電纜）燒損等質(zhì)量現(xiàn)象，手動隔離開關(guān)：人力操作吃力，“分合刀閘”不及時，形成拉弧，極易造成上網(wǎng)線（電纜）燒損等質(zhì)量現(xiàn)象，由此給運營行車安全和維護(hù)人員人身安全帶來極大的安全隱患，近年來，我國科技人員過多關(guān)注了隔離開關(guān)內(nèi)部設(shè)計及電路優(yōu)化方案，的確，在技術(shù)上有了新的進(jìn)展，但是卻往往忽略了在施工安裝這個環(huán)節(jié)，設(shè)計出來的設(shè)備是否安裝便捷，運營后設(shè)備運轉(zhuǎn)是否良好。結(jié)合本人多年一線施工經(jīng)驗，個人認(rèn)為：隔離開關(guān)設(shè)備發(fā)生質(zhì)量問題的很大部分在于底座和操作桿，由于大多數(shù)廠家的一線技術(shù)人員只懂繪圖和原理，不懂施工，沒有一線現(xiàn)場經(jīng)驗，根據(jù)隔離開關(guān)安裝的位置、地方不同，設(shè)計出來的零部件安裝圖，往往與一線現(xiàn)場安裝不符，加上現(xiàn)場施工人員為勞務(wù)工，本身技能就欠缺，因此，安裝后的底座不能達(dá)到橫平豎直，操作桿安裝后不順直，這就造成隔離開關(guān)設(shè)備在運轉(zhuǎn)時，發(fā)生空轉(zhuǎn)、分合刀閘不到位、不及時等現(xiàn)象。本文就通過施工中發(fā)現(xiàn)的問題，另辟途徑，希望給今后科研人員研發(fā)提供另外一個思路?，F(xiàn)在的接觸網(wǎng)隔離開關(guān)無論是手動、還是電動（遠(yuǎn)動）的，均需通過操作桿進(jìn)行作業(yè)，本人的初步構(gòu)思是：需在隔離開關(guān)底座、操作桿上加裝“質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制器”，確保一線施工符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。保留隔離開關(guān)的操作桿，該操作桿與隔離開關(guān)本體轉(zhuǎn)軸連接部位有個位移差，在遠(yuǎn)動、電動、手動（具有遙控工功能）均無法操作時，方可使用，具體使用方法：不具備手動功能的隔離開關(guān)需具備手動遙控之功能。需有現(xiàn)場監(jiān)控之功能，可實時傳送影像資料。（6）研發(fā)檔案資料日常整理及入檔專用軟件，所有檔案資料整理均在網(wǎng)上操作進(jìn)行報審和審核工作，層層審批，逐一把控，采用逐級負(fù)責(zé)人電子簽名和公司電子公章啟用，真正實現(xiàn)檔案資料整理無紙化辦公的設(shè)想。

3 結(jié)語

總之，全面建立中國高鐵接觸網(wǎng)施工智能化、機械化流水線理念，不斷對施工中各個環(huán)節(jié)的智能化進(jìn)行科技創(chuàng)新及投入，逐漸從“以人為主，機械為輔”的傳統(tǒng)施工理念，向“智能為本，以人為輔”的智能化施工管理理念轉(zhuǎn)變，只有這樣，中國高鐵接觸網(wǎng)施工水平才能躋身于世界強國之列，中國高鐵接觸網(wǎng)施工安全質(zhì)量才能有一個質(zhì)的飛躍。

參考文獻(xiàn)

[1] 史天運.中國高速鐵路信息化現(xiàn)狀及智能化發(fā)展[J].科技導(dǎo)報，2019（6）：53-59.

[2] 陳怡心.基于牽引供電系統(tǒng)的電力供電方案對比研究[D].西南交通大學(xué)，2017.

[3] 肖彥華.我國高鐵“走出去”的戰(zhàn)略研究[D].遼寧大學(xué)，2017.