姜昕良
(中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司 鐵路基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)中心,北京 100081)
高速鐵路是現(xiàn)代化鐵路的重要標(biāo)志,集中體現(xiàn)了當(dāng)代高新技術(shù)的發(fā)展成果,代表著當(dāng)今世界鐵路的發(fā)展方向。截至2020年底,我國(guó)高速鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到了3.79萬(wàn)km,為保證高速鐵路一次達(dá)到設(shè)計(jì)速度開(kāi)通運(yùn)營(yíng)以及高速鐵路網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通,我國(guó)所有高速鐵路開(kāi)通前均要進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試。
聯(lián)調(diào)聯(lián)試是高速鐵路建設(shè)動(dòng)態(tài)驗(yàn)收環(huán)節(jié)中的重要組成部分,側(cè)重系統(tǒng)集成測(cè)試,通過(guò)采用高速綜合檢測(cè)列車和相關(guān)檢測(cè)設(shè)備,對(duì)全線各系統(tǒng)功能、性能、狀態(tài)和匹配關(guān)系進(jìn)行綜合測(cè)試、驗(yàn)證、調(diào)整和優(yōu)化,使各系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,保證高速鐵路運(yùn)行安全、平穩(wěn)、舒適[1]。
站在新的歷史階段,從技術(shù)角度對(duì)聯(lián)調(diào)聯(lián)試標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、測(cè)試項(xiàng)目、檢測(cè)技術(shù)發(fā)展進(jìn)行回顧;根據(jù)高速鐵路發(fā)展趨勢(shì),提出聯(lián)調(diào)聯(lián)試未來(lái)在試驗(yàn)組織信息化、智能鐵路體系化、檢測(cè)技術(shù)智能化和數(shù)據(jù)分析深入化等方面的發(fā)展建議。
國(guó)外高速鐵路在開(kāi)通前均會(huì)開(kāi)展一系列測(cè)試,主要是為了獲得線路開(kāi)通前的運(yùn)營(yíng)許可。例如,日本新干線開(kāi)通運(yùn)營(yíng)之前要進(jìn)行確認(rèn)檢查,經(jīng)過(guò)確認(rèn)檢查后才可以開(kāi)通運(yùn)營(yíng);法國(guó)和德國(guó)高速鐵路開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前要由專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行一系列測(cè)試,通過(guò)測(cè)試后方可獲得政府部門頒布的運(yùn)營(yíng)許可,高速鐵路才能開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。從日本、法國(guó)和德國(guó)高速鐵路為了獲得運(yùn)營(yíng)許可所做的大量試驗(yàn)來(lái)看,沒(méi)有出現(xiàn)類似于我國(guó)“聯(lián)調(diào)聯(lián)試”的專門說(shuō)法,但某些試驗(yàn)的內(nèi)容類似于我國(guó)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試,例如日本的綜合試驗(yàn)、德國(guó)和法國(guó)的動(dòng)態(tài)試驗(yàn)和試運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)等。
在進(jìn)入高鐵時(shí)代前,我國(guó)新建鐵路的開(kāi)通速度一直較低,新線建成采取靜態(tài)檢查為主的竣工驗(yàn)收方式。1994年廣深線完成準(zhǔn)高速技術(shù)改造后,在正式開(kāi)通前,進(jìn)行了大量的實(shí)車提速試驗(yàn),以檢查160 km/h速度運(yùn)行下的安全性。20世紀(jì)90年代以來(lái),為了鐵路繁忙干線客貨列車提速的需要,我國(guó)開(kāi)始了鐵路綜合檢測(cè)技術(shù)的探索,先后組織開(kāi)展了廣深準(zhǔn)高速試驗(yàn)、既有線時(shí)速160、200、250 km系列提速綜合試驗(yàn),初步形成了中國(guó)鐵路系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試、動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù)的雛形。通過(guò)京津城際鐵路的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工程實(shí)踐,形成了以聯(lián)調(diào)聯(lián)試、動(dòng)態(tài)檢測(cè)及運(yùn)行試驗(yàn)為主要內(nèi)容的高速鐵路動(dòng)態(tài)驗(yàn)收模式,初步建立了中國(guó)高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的測(cè)試技術(shù)和評(píng)價(jià)體系;通過(guò)京滬高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試工程實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)了350 km/h高速鐵路全面、系統(tǒng)、長(zhǎng)距離持續(xù)運(yùn)行的檢測(cè)評(píng)估,豐富了高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)方法,構(gòu)建了科學(xué)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo),全面系統(tǒng)地掌握了高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)評(píng)估技術(shù);通過(guò)蘭新、哈大、長(zhǎng)吉、海南東環(huán)等高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試工程實(shí)踐,掌握了高原、高寒、高溫、大風(fēng)等不同氣候環(huán)境和地質(zhì)條件的地區(qū)高速鐵路動(dòng)態(tài)檢測(cè)技術(shù),進(jìn)一步豐富和完善了我國(guó)高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)評(píng)估體系(見(jiàn)圖1)。
圖1 高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)評(píng)估體系
圖2 聯(lián)調(diào)聯(lián)試總體規(guī)章一覽表
在總結(jié)聯(lián)調(diào)聯(lián)試相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,編制并由國(guó)際鐵路聯(lián)盟頒布的UIC標(biāo)準(zhǔn)IRS 70001《鐵路應(yīng)用-高速鐵路-開(kāi)通運(yùn)營(yíng)前的動(dòng)態(tài)集成測(cè)試和運(yùn)行試驗(yàn)》,提出了高速鐵路開(kāi)通驗(yàn)收前必需測(cè)試的五大關(guān)鍵系統(tǒng)及12項(xiàng)可選測(cè)試項(xiàng)目。
通過(guò)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)在各條高速鐵路線路聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn)的成功應(yīng)用,建立了一個(gè)科學(xué)可循的試驗(yàn)方法和測(cè)試流程,有效提高了試驗(yàn)效率,對(duì)于促進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試及運(yùn)行試驗(yàn)各項(xiàng)工作流程化、規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化具有重要的推動(dòng)作用。
自京津城際鐵路開(kāi)展聯(lián)調(diào)聯(lián)試以來(lái),逐步形成了包含供變電系統(tǒng)、接觸網(wǎng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)系統(tǒng)、綜合接地、電磁兼容、振動(dòng)噪聲及聲屏障、路基及過(guò)渡段、軌道結(jié)構(gòu)、道岔、橋梁、動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)性能、軌道幾何狀態(tài)、防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)、隧道氣動(dòng)效應(yīng)以及運(yùn)行試驗(yàn)等18項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容,并根據(jù)具體線路的實(shí)際特點(diǎn),對(duì)具體聯(lián)調(diào)聯(lián)試項(xiàng)目進(jìn)行增減。
2010年以來(lái),隨著我國(guó)高速鐵路大面積相繼開(kāi)通運(yùn)營(yíng),積累了大量的聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)測(cè)試與調(diào)試的關(guān)系也有了更深刻的理解,對(duì)聯(lián)調(diào)聯(lián)試章節(jié)劃分也重新進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。例如,將與軌道精調(diào)相關(guān)的軌道幾何狀態(tài)、動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)性能、軌道結(jié)構(gòu)、道岔測(cè)試合為一項(xiàng),重新定義為軌道聯(lián)調(diào)聯(lián)試,通過(guò)車上與地面對(duì)軌道的測(cè)試數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析,提高了數(shù)據(jù)的可靠性,在指導(dǎo)軌道調(diào)整方面提供了更為有效的數(shù)據(jù)支持。此外,增加了軌道結(jié)構(gòu)、路基、橋梁、隧道、噪聲振動(dòng)、綜合接地、電磁兼容性、防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)等特殊工點(diǎn)、特殊結(jié)構(gòu)、新結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)條件變化時(shí)的功能、性能專項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容,還增加了對(duì)影響行車安全、運(yùn)營(yíng)效率的關(guān)鍵接口的功能驗(yàn)證,同時(shí)重點(diǎn)突出了輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、列車運(yùn)行控制、空氣動(dòng)力學(xué)性能等方面的聯(lián)調(diào)聯(lián)試。
原鐵道部2013年頒布實(shí)施了TB 10761—2013《高速鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》。國(guó)家鐵路局2019年頒布實(shí)施TB 10461—2019《客貨共線鐵路工程動(dòng)態(tài)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》。通過(guò)以上規(guī)范明確了聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作內(nèi)容,形成了目前聯(lián)調(diào)聯(lián)試測(cè)試項(xiàng)目框架體系,涵蓋了“車、機(jī)、工、電、輛”等各個(gè)專業(yè)的12大項(xiàng)內(nèi)容。
自2007年裝備使用第一列200 km/h綜合檢測(cè)列車至今,配備的高速綜合檢測(cè)列車共計(jì)14列,高速綜合檢測(cè)列車已經(jīng)發(fā)展成為具備多平臺(tái)、多速度級(jí)、多種環(huán)境溫度下使用的系列裝備(見(jiàn)圖3)。其中,采用的動(dòng)車組平臺(tái)包括:CRH2A/C/E、CRH5A、CRH380A、CRH380B等;250 km/h速度級(jí)3列,350 km/h速度級(jí)11列;高寒型2列,普通型12列。
圖3 高速綜合檢測(cè)列車
高速綜合檢測(cè)列車解決了高速動(dòng)車組的適應(yīng)性設(shè)計(jì)、現(xiàn)代光電測(cè)量、電磁兼容設(shè)計(jì)、高速數(shù)據(jù)同步采集、列車精確定位、大容量數(shù)據(jù)交換、實(shí)時(shí)圖像識(shí)別等一系列技術(shù)難題,采用數(shù)十種傳感器,在高速運(yùn)行狀態(tài)下,實(shí)現(xiàn)軌道、輪軌動(dòng)力學(xué)、接觸網(wǎng)、通信、信號(hào)等系統(tǒng)數(shù)百個(gè)參數(shù)的高精度、高可靠性實(shí)時(shí)測(cè)量,檢測(cè)精度和綜合檢測(cè)能力達(dá)到世界一流水平[2-3]。
為適應(yīng)高寒地區(qū)檢測(cè)需要,研發(fā)了高寒型軌道幾何檢測(cè)系統(tǒng)用于高寒地區(qū)高速鐵路軌道幾何參數(shù)檢測(cè),檢測(cè)設(shè)備具備保溫結(jié)構(gòu)并具備自加熱組件,能夠在-40℃條件下存放,在-20℃條件下啟動(dòng)并正常工作。通過(guò)加裝抗浪涌裝置、優(yōu)化設(shè)備接地方案、采用新型傳感器設(shè)備等方式,提升了軌檢、動(dòng)力學(xué)、弓網(wǎng)等專業(yè)抗電磁干擾能力,提高了數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和設(shè)備壽命;旋轉(zhuǎn)遙測(cè)技術(shù)在聯(lián)調(diào)聯(lián)試中裝車試運(yùn)用,具備測(cè)試精度高、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)輪對(duì)改動(dòng)小和后期維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn);針對(duì)檢測(cè)視窗雨雪天氣容易受干擾問(wèn)題,研發(fā)視窗自動(dòng)清洗技術(shù);對(duì)弓網(wǎng)檢測(cè)系統(tǒng)高壓數(shù)據(jù)采集箱進(jìn)行了改進(jìn),增強(qiáng)防水、防塵、抗電磁干擾能力,維護(hù)檢修更加簡(jiǎn)便省時(shí);地面專業(yè)通過(guò)增加傳感器防護(hù)工具、改進(jìn)部分傳感器的外部結(jié)構(gòu)等方式,提高了傳感器的適用性與穩(wěn)定性[4]。
本文分為如下四個(gè)部分:首先對(duì)五年規(guī)劃領(lǐng)域相關(guān)的研究與文獻(xiàn)進(jìn)行歸納整理,其次介紹數(shù)據(jù)庫(kù)收集及計(jì)算方法,再次對(duì)實(shí)證結(jié)果描述與分析,最后對(duì)研究結(jié)果與發(fā)現(xiàn)進(jìn)行討論與展望。
2011年建造CRH380AJ-0201、CRH380BJ-0301兩列綜合檢測(cè)列車,首次進(jìn)行了接觸網(wǎng)幾何參數(shù)非接觸式檢測(cè)系統(tǒng)的集成創(chuàng)新,并投入京滬高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試等工作(見(jiàn)圖4)。2014年首次實(shí)現(xiàn)了接觸網(wǎng)幾何參數(shù)非接觸式檢測(cè)系統(tǒng)的自主化,2017年探索了新型光源技術(shù),有效優(yōu)化了圖像質(zhì)量,提升了檢測(cè)精度。
圖4 軌道、道岔檢測(cè)測(cè)試系統(tǒng)圖
研發(fā)并應(yīng)用了動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)連續(xù)測(cè)力輪對(duì)、智能傳感器等技術(shù),通過(guò)輪軌垂向力能夠檢測(cè)到鋼軌低塌、焊縫不平順和鋼軌波磨等軌道短波不平順;根據(jù)聯(lián)調(diào)聯(lián)試現(xiàn)場(chǎng)需要,增加了對(duì)接觸網(wǎng)質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的內(nèi)容,擴(kuò)展了動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算能力,提升了車線共振分析的能力,增加了車輛晃車計(jì)算功能。首次基于結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的基本理論,推導(dǎo)出了利用梁體轉(zhuǎn)角擬合橋梁撓度的簡(jiǎn)化振型函數(shù)法,編制了基于簡(jiǎn)化振型函數(shù)法的數(shù)據(jù)處理分析程序,利用傾角儀實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合橋梁撓度,開(kāi)展了一系列現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),驗(yàn)證了測(cè)試系統(tǒng)的適用性,解決了跨越江河及其他特殊橋址處下方不能布置常規(guī)測(cè)撓設(shè)備的橋梁撓度測(cè)試問(wèn)題。
在車輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、弓網(wǎng)關(guān)系、供變電性能、空氣動(dòng)力學(xué)響應(yīng)、軌道幾何狀態(tài)、接觸網(wǎng)狀態(tài)、軌旁信號(hào)狀態(tài)、通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)、綜合接地、電磁環(huán)境、振動(dòng)噪聲、客服、防災(zāi)等方面積累了豐富的試驗(yàn)數(shù)據(jù),并且持續(xù)開(kāi)展了高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)分析、處理和深入挖掘工作。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)測(cè)試數(shù)據(jù)的深入分析研究,基本掌握了不同速度級(jí)下的動(dòng)車組輻射噪聲源強(qiáng)、振動(dòng)源強(qiáng)以及車內(nèi)噪聲隨速度變化的規(guī)律,動(dòng)車組高速運(yùn)行以及交會(huì)時(shí)的動(dòng)車組動(dòng)力學(xué)響應(yīng)參數(shù)、列車表面及車廂內(nèi)部空氣壓力變化,動(dòng)車組單列及重聯(lián)高速運(yùn)行時(shí)的弓網(wǎng)受流性能和質(zhì)量,動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)的GSM-R通信系統(tǒng)、電磁環(huán)境等傳播特性、變化規(guī)律、空間分布以及頻譜特性等規(guī)律。
針對(duì)高速鐵路目前突出的短波不平順(焊縫不平順、波磨等)和異?;诬噯?wèn)題,研究提出了新的數(shù)據(jù)分析處理方法和評(píng)價(jià)指標(biāo),例如提出輪軌垂向力指標(biāo)和瞬態(tài)舒適度指標(biāo)、在峰值評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上又引入標(biāo)準(zhǔn)差和有效值評(píng)價(jià)等,并在聯(lián)調(diào)聯(lián)試中進(jìn)行了試運(yùn)用。
通過(guò)開(kāi)展大量的數(shù)據(jù)分析與挖掘,得出了不同速度等級(jí)下弓網(wǎng)受流性能的相應(yīng)規(guī)律、不同線路條件下(張力、懸掛方式、接觸網(wǎng)高度等)弓網(wǎng)受流性能的差異以及不同類型受電弓弓網(wǎng)受流性能的差異,指導(dǎo)制定了最新版《普速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)程》《高速鐵路接觸網(wǎng)運(yùn)行維修規(guī)程》中接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),指導(dǎo)受電弓廠家對(duì)受電弓主動(dòng)控制器策略的研究和應(yīng)用,指導(dǎo)受電弓空氣動(dòng)力學(xué)性能調(diào)整,為接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)提供了參考。
通過(guò)對(duì)2008年以來(lái)的聯(lián)調(diào)聯(lián)試測(cè)試數(shù)據(jù)的分析,歸納總結(jié)出了《高速鐵路綜合接地系統(tǒng)回流指標(biāo)》,得出了綜合接地系統(tǒng)新的一系列評(píng)判指標(biāo),包括貫通地線不平衡系數(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)、線路回流分配比例的評(píng)價(jià)指標(biāo)、變電所回流比例的評(píng)價(jià)指標(biāo)等。
基于云平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),開(kāi)發(fā)了數(shù)據(jù)自動(dòng)分析處理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了軌道、振動(dòng)噪聲專業(yè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析、處理;開(kāi)發(fā)了聯(lián)調(diào)聯(lián)試集成顯示平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了多專業(yè)、多維度顯示線路設(shè)備狀態(tài)、列車運(yùn)行狀態(tài)、車站及線路周邊環(huán)境結(jié)構(gòu)物功能狀態(tài)的動(dòng)態(tài)一體化集成顯示,為安全運(yùn)營(yíng)、整體研判、科學(xué)決策、協(xié)同指揮提供支撐和保障;采用了智能化數(shù)據(jù)通信采集系統(tǒng),開(kāi)發(fā)了智能牽引變電所新型測(cè)試平臺(tái),為智能鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試智能變電所測(cè)試進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,應(yīng)用AT牽引供電系統(tǒng)半實(shí)物仿真建模平臺(tái),建立了完整供電臂形式下的牽引供電系統(tǒng)模型;自主研發(fā)了空氣動(dòng)力學(xué)專業(yè)DASO測(cè)試軟件,進(jìn)一步優(yōu)化不同工況分開(kāi)處理方法以及數(shù)據(jù)處理結(jié)果智能統(tǒng)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了列車空氣動(dòng)力學(xué)進(jìn)出隧道的智能識(shí)別、實(shí)時(shí)計(jì)算車內(nèi)壓力舒適性指標(biāo)等功能,并能夠?qū)Ξ惓P盘?hào)進(jìn)行自動(dòng)判斷和智能化數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。
隨著高速鐵路向信息化、智能化方向發(fā)展,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、北斗、5G等一批新技術(shù)在鐵路設(shè)計(jì)和建設(shè)過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用[5],聯(lián)調(diào)聯(lián)試作為高速鐵路動(dòng)態(tài)驗(yàn)收的重要環(huán)節(jié),在試驗(yàn)組織、測(cè)試項(xiàng)目、檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析等方面還需要進(jìn)一步提升完善。
開(kāi)展智能高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試管理模式和試驗(yàn)組織管理規(guī)范化研究,對(duì)應(yīng)用移動(dòng)終端APP和自動(dòng)化軟件進(jìn)行試驗(yàn)組織信息化管理的方法進(jìn)行探索,推進(jìn)試驗(yàn)管理信息化平臺(tái)建設(shè)。試驗(yàn)管理信息系統(tǒng)將努力實(shí)現(xiàn)計(jì)劃編制、進(jìn)度跟蹤、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、工作匯報(bào)等方面的智能化、信息化,系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能:對(duì)項(xiàng)目概況、總體計(jì)劃、試驗(yàn)進(jìn)展、運(yùn)輸組織方案、試驗(yàn)結(jié)果、問(wèn)題庫(kù)等文檔進(jìn)行信息化管理;對(duì)試驗(yàn)列車位置、速度級(jí)、試驗(yàn)行車情況實(shí)時(shí)掌握;對(duì)試驗(yàn)人員狀況及分布等信息進(jìn)行規(guī)范化管理,對(duì)地面上道作業(yè)和入庫(kù)檢修情況實(shí)時(shí)跟蹤;對(duì)軌道、接觸網(wǎng)等專業(yè)測(cè)試大值數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),并開(kāi)展同一線路和不同線路的數(shù)據(jù)對(duì)比分析;根據(jù)需要,向中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱國(guó)鐵集團(tuán))、鐵路局集團(tuán)公司、建設(shè)單位、中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司(簡(jiǎn)稱鐵科院集團(tuán)公司)相關(guān)人員及時(shí)推送指定信息[6]。
圖5 高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試信息管理平臺(tái)功能設(shè)計(jì)圖
圍繞智能建造、智能裝備和智能運(yùn)營(yíng)技術(shù),提早開(kāi)展智能運(yùn)行控制技術(shù)、新一代鐵路移動(dòng)通信技術(shù)、智能調(diào)度技術(shù)等檢測(cè)技術(shù)研究,總結(jié)完善全封閉聲屏障、智能牽引供電技術(shù)、智能客站技術(shù)等測(cè)試內(nèi)容和評(píng)判標(biāo)準(zhǔn),豐富智能高鐵故障模擬和應(yīng)急救援演練場(chǎng)景,研究建立更高速度下聯(lián)調(diào)聯(lián)試檢測(cè)和評(píng)價(jià)技術(shù)體系[7-9]。
檢測(cè)技術(shù)歷經(jīng)第1代簡(jiǎn)易化、模擬化測(cè)試技術(shù),第2代數(shù)字化、無(wú)線化測(cè)試技術(shù),未來(lái)應(yīng)著力打造試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)3.0版,實(shí)現(xiàn)第3代智能化、協(xié)同化測(cè)試,即適應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代趨勢(shì),將物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、工業(yè)機(jī)器人等前沿技術(shù)運(yùn)用于聯(lián)調(diào)聯(lián)試,實(shí)現(xiàn)測(cè)試技術(shù)和裝備的智能化升級(jí),并把各自為政的多個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)整合起來(lái),開(kāi)展大數(shù)據(jù)分析和大系統(tǒng)評(píng)估。
國(guó)際先進(jìn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展很快,包括利用分布式聲波傳感技術(shù)進(jìn)行軌道及車輛缺陷識(shí)別、利用非接觸測(cè)量技術(shù)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)、基于衛(wèi)星定位技術(shù)開(kāi)展檢測(cè)列車追蹤、通過(guò)振動(dòng)發(fā)電實(shí)現(xiàn)無(wú)電源監(jiān)測(cè)等。在未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步提升測(cè)試技術(shù)和裝備手段,充分借鑒國(guó)際先進(jìn)測(cè)試技術(shù)和我國(guó)航空航天測(cè)控手段,率先研發(fā)一批具有全球領(lǐng)先的軌道交通測(cè)試技術(shù)。
研究實(shí)現(xiàn)工務(wù)工程、牽引供電、通信信號(hào)、信息化、振動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測(cè)方法及異常值自動(dòng)判別技術(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、傳輸、分析、處理、報(bào)表生成等,提高工務(wù)工程、牽引供電、通信信號(hào)、信息化等聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)分析自動(dòng)化水平。研究基于機(jī)器學(xué)習(xí)、專家系統(tǒng)的故障智能診斷技術(shù),提取各專業(yè)典型故障特征并建立知識(shí)庫(kù),對(duì)于檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)、建模、訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)對(duì)于缺陷、大值和趨勢(shì)變化的智能診斷分析[10]。
目前聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)缺乏頂層設(shè)計(jì),檢測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)分散建設(shè)、分散應(yīng)用和分散管理,呈現(xiàn)多元性和異構(gòu)性,表現(xiàn)為數(shù)據(jù)來(lái)源、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)模式、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用平臺(tái)的多樣性。要加強(qiáng)各專業(yè)智能化數(shù)據(jù)分析、多專業(yè)融合分析,充分利用好歷史數(shù)據(jù),深入分析總結(jié)提煉設(shè)備狀態(tài)規(guī)律,進(jìn)一步優(yōu)化、完善聯(lián)調(diào)聯(lián)試評(píng)價(jià)體系。
繼續(xù)開(kāi)展輪軌關(guān)系、弓網(wǎng)關(guān)系、列車空氣動(dòng)力學(xué)聯(lián)調(diào)聯(lián)試數(shù)據(jù)融合分析研究,研究檢測(cè)數(shù)據(jù)疊加、數(shù)據(jù)可視化、多圖聯(lián)動(dòng)技術(shù),研究被測(cè)對(duì)象、周邊環(huán)境和構(gòu)筑物平行仿真技術(shù);研究聯(lián)調(diào)聯(lián)試大值報(bào)警、線路質(zhì)量TQI、GSM-R場(chǎng)強(qiáng)覆蓋和服務(wù)質(zhì)量、環(huán)境噪聲振動(dòng)、聲屏障降噪效果等圖數(shù)協(xié)同技術(shù);研究全生命周期的數(shù)據(jù)管理模型,提出高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試大數(shù)據(jù)管理總體技術(shù)方案;充分利用好歷史數(shù)據(jù),深入分析總結(jié)提煉設(shè)備狀態(tài)規(guī)律,研究大數(shù)據(jù)存貯管理和分析系統(tǒng),探索設(shè)備狀態(tài)變化等可視化分析應(yīng)用,完成聯(lián)調(diào)聯(lián)試大數(shù)據(jù)管理及分析應(yīng)用平臺(tái)研發(fā)。
經(jīng)過(guò)十余年的技術(shù)積累和工程實(shí)踐,聯(lián)調(diào)聯(lián)試發(fā)展成為一個(gè)涉及鐵路各個(gè)系統(tǒng)、各個(gè)專業(yè)、各個(gè)環(huán)節(jié)的綜合性、系統(tǒng)化、實(shí)時(shí)型試驗(yàn)工程,已經(jīng)成為高速鐵路這張亮麗的國(guó)家名片的重要組成部分,保障了高速鐵路安全、高速、平穩(wěn)運(yùn)行的要求。按照新時(shí)代鐵路建設(shè)高質(zhì)量發(fā)展要求和智能高速鐵路發(fā)展趨勢(shì),聯(lián)調(diào)聯(lián)試在智能高鐵測(cè)試內(nèi)容和評(píng)判方法、檢測(cè)技術(shù)智能化等方面仍有一系列難題需要攻克。因此,高速鐵路聯(lián)調(diào)聯(lián)試的發(fā)展依然任重道遠(yuǎn)、大有可為。