一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术

技术领域

本发明属于高铁建设技术领域，涉及一种接触网竣工验收技术，特别是涉及一种基于4C 检测技术的高铁接触网竣工验收技术。

背景技术

高铁作为国家重要基础设施和大众化交通工具，在我国经济社会发展中的地位极为重要。截止2019年底，中国高铁运营里程已突破3.5万公里，运营里程及速度均居世界第一，高铁出行便利性深受大众喜爱。中国高铁建设正如火如荼的进行，每年均有多条高铁线路投入运营。

而根据铁路建设项目管理程序，高铁投用前必须经过竣工验收，验收合格后方可投入使用。《高速铁路竣工验收办法》(铁建设[2012]107号)和《铁路技术管理规程·高速铁路部分》(铁总科技[2014]172号)均对竣工验收作了详细的要求。

竣工质量验收是施工质量控制的最后一个环节，是对施工过程质量控制成果的全面检验，是从终端把关方面进行质量控制。高铁运行速度为250～350km/h，目前一般正式开通运营前会进行2个月的各专业各系统的联调联试，因此竣工验收的质量对联调联试综合检测车运行安全和今后高铁线路开通运营安全至关重要。

《高速铁路电力牵引供电工程施工技术规程》(铁总建设[2015]47号、Q/CR9609-2015) 静态验收第9.2.1之3施工单位应配置配齐必要的、合格的检测工具，如卡尺、卷尺、塞尺、绝缘电阻测量仪、接地电阻测量仪、便携式接触网测量仪、接地挂杆、安全工具及抽检、抽试所需检测设备等；第9.2.1之4,施工单位应按照工程单元配置足够的轨道车、交通车辆，并保持通信联络。由上述规定并经对全路18个铁路局(集团)对高铁竣工验收采取的方法进行调查，目前均仍采用传统人工梯车上线平推验收方法进行验收。

因高铁动车由沿线路上方架设的接触网提供电力，因此，为了悬挂线路上方的接触线和承力索，需要在线路上每隔50～60米设置一根接触网支柱，接触网支柱上安装支持装置和定位装置来悬挂接触线和承力索，在上下承力索和接触线之间按8～12米一根的间距安装整体吊弦，使接触线对轨面高度保持设计要求以满足高铁250～350km/h的运行速度。因此，每根接触网支柱上零部件很多，每两根接触网支柱之间整体吊弦也很多，而接触网一般以锚段为单位进行验收，每个锚段1.5公里。高铁一般开通动辄以几百公里计，因此高铁接触网工程竣工验收工作量极大。

现行的竣工验收方法为：高铁施工单位和设备管理单位组成联合验收组，验收方式为采用梯车作业组形式进行验收。按照《高速铁路接触网安全工作规则》(铁总运[2014]221号) 要求每台梯车配备7人，4人推扶梯车，2人在工作台上进行高空作业即处理验收过程中发现的施工缺陷，1人担任小组负责人。可以同时多台梯车进行平推验收，以一个方向向另外一个方向进行平推验收，比如成贵高铁毕节至大方区间验收，验收组从毕节高铁站方向向大方高铁站方向平推验收。具体为验收人员携带力矩扳手、坡度尺、激光测量仪进行逐根支柱、定位器及吊弦平推检查验收。

现有技术中的高铁接触网竣工验收主要存在以下几个缺点：1.劳动强度大，每条高铁开通动辄几百公里，接触网零部件起码50万个以上，因此传统验收方式需要耗费大量的人力物力，一般在开通时需要投入至少100人风雨无阻全天候在现场进行平推检查，需要对数以十万乃至百万计的零部件外观进行逐个检查，对零部件缺失的进行补齐(因事先不知道缺什么零部件，什么地方缺而导致缺失的零配件没有带，往往需要进行第二遍平推)，平推工人在验收阶段劳动强度非常大，一般采取白加黑，5+2、996方式加班加点进行，否则无法满足路局对高铁线路开通的时间节点；2.智能化水平低，传统平推验收方式纯粹以人工方式靠技术工人现场目测检查，高空作业时间长，依靠简易的测量工具，以原始的方式进行平推检查，容易出现遗漏现象，智能化水平不高；3.针对性不强，因为对开通区段接触网设备状态没有提前进行实测数据，所以只能拉网式全部平推一遍，一般从一个车站从头到尾平推到下一个车站，从开通线路起点平推到终点，针对性不强，效率不高。

因此，为了解决这些问题，本发明提出了一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术，用于解决现有技术中高铁接触网竣工验收劳动强度大、智能化水平低及针对性不强的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术，主要包括以下步骤：

S1.将4C检测监测装置安装于接触网作业车或专用车辆上；

S2.检查4C检测监测装置是否正常；

S3.接触网作业车或专用车辆在高铁接触网工程施工完毕的线路上移动运行进行竣工验收检测；

S4.将S3中检测完毕的检测数据拷贝到移动硬盘中并带回检测中心；

S5.对S4中的检测数据进行施工缺陷分析诊断，形成缺陷整治单；

S6.验收人员根据缺陷整治单进行平推整治；

S7.平推整治完成后再用4C检测监测装置进行复测销号。

优选的，所述4C检测监测装置包括定位装置及支持装置成像模块、附加悬挂成像模块、吊柱座成像模块、杆号成像模块、接触悬挂成像模块、智能识别模块、云台调节模块、分线箱及数据处理机。

优选的，所述定位装置及支持装置成像模块、附加悬挂成像模块、吊柱座成像模块、杆号成像模块、接触悬挂成像模块、智能识别模块、云台调节模块及分线箱均安装于接触网作业车或专用车辆顶部，所述数据处理机安装于接触网作业车或专用车辆内部。

优选的，所述4C检测监测装置还包括车体补偿系统。

优选的，所述S3中4C检测装置在有砟轨道上进行检测的过程中作业车的移动速度为50～ 70km/h。

优选的，所述S3中4C检测装置在无砟轨道上进行检测的过程中作业车的移动速度为80～ 100km/h。

优选的，所述S3中4C检测装置在有砟轨道上进行检测的过程中作业车的移动速度为60km/h。

优选的，所述S3中4C检测装置在无砟轨道上进行检测的过程中作业车的移动速度为 100km/h。

优选的，所述S4中的检测中心设有检测监测终端，所述检测监测终端通过局域网络设备连接有维护及病毒防护终端、储存系统及服务器设备，所述服务器设备连接有通信接口设备，所述通信接口设备连接有网络安全设备。

优选的，所述S5中施工缺陷分析诊断主要包括以下步骤：

(1)任务分配：将拷贝回的4C检测数据分发给检测人员，根据工程量以一个车站或者一个区间为基本单位，分配给每个6C检测分析人员负责分析具体几个车站或区间的检测任务；

(2)检测分析：检测分析人员依据提前编制好的接触网验收质量标准卡片，逐根支柱逐跨分析诊断是否达到验收标准卡片质量标准，对不符之处标记并录入缺陷库；

(3)检测分析互检：每个检测人员对已分析诊断完毕的缺陷整治单即检测结果交由复检人员审核；

(4)分析结果确认：检测分析自检与互检人员分别对检测分析结果确认无误后签字；

(5)出具正式的缺陷整治单：检测负责人和技术负责人分别对检测分析人员签字确认的缺陷整治单进行签字确认，出具正式的缺陷整治单。

优选的，所述S7中复测的次数为1次。

如上所述，本发明的一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术，具有以下有益效果：

1、本发明中，基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术不受时间限制，白天晚上均可进行检测监测，彻底改变了以往纯粹依靠人工上道以人工肉眼检查现场设备缺陷的高铁接触网竣工验收方式，解决了传统人工平推验收方式下作业效率低、劳动强度大、缺乏针对性的缺点。

2、本发明中，变传统长时间无针对性拉网式室外验收平推作业为哪里有缺陷整治哪里的有针对性的高效竣工验收方式，大幅度提高了作业工效，改善了作业环境；。

3、本发明中，通过基于4C检测的竣工验收方式，建立了验收区段每根接触网支柱上零部件、全区段接触网的“档案库”和“缺陷库”，相当于对竣工验收区段的接触网进行了一次“体检”，变传统人工验收作业为智能化验收作业方式。。

4、本发明中，变传统验收方式中完全依靠验收技术工人凭经验进行现场验收为通过技术水平精湛且同时熟悉6C检测技术的专业技术人员依据4C检测监测装置采集资料，对照高铁接触网细部验收标准卡片严格诊断分析缺陷有依据的现场验收方式，大幅度提高了验收质量，大大降低了二次平推验收率。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

本发明提供一种基于4C检测技术的高铁接触网竣工验收技术，主要包括以下步骤：

S1.将4C检测监测装置安装于接触网作业车或专用车辆的上；

所述4C检测监测装置包括定位装置及支持装置成像模块、附加悬挂成像模块、吊柱座成像模块、杆号成像模块、接触悬挂成像模块、智能识别模块、云台调节模块、分线箱及数据处理机。所述定位装置及支持装置成像模块、附加悬挂成像模块、吊柱座成像模块、杆号成像模块、接触悬挂成像模块、智能识别模块、云台调节模块及分线箱均安装于接触网作业车或专用车辆顶部，所述数据处理机安装于接触网作业车或专用车辆内部。所述4C检测监测装置还包括车体补偿系统，所述车体补偿系统设置于接触网作业车或专用车辆的下端侧壁。

所述4C检测监测装置还包括光切系统，所述光切系统用于对高分辨率摄像系统进行补光，当夜晚或穿越隧道光线不足而导致拍摄不清楚的情况下通过光切系统进行补光，保证高分辨率摄像系统能够拍摄到清晰的像，从而便于进行数据分析而进行高铁接触网的竣工验收。所述光切系统为LED频闪补偿光源。

其中，定位装置及支持装置成像模块主要用于抓拍定位装置及支持装置的高清图像，该模块在接收到智能识别模块发出的抓拍命令后，其内部的相机及高亮频闪光源能同时工作，完成高清抓拍任务。

附加悬挂成像模块主要用于拍摄附加悬挂图像，附加悬挂成像模块在接收到智能识别模块发出的抓拍命令后，其相机将自动工作，完成抓拍任务。

杆号成像模块主要用于抓拍杆位号牌计杆位周边图像，杆号成像模块在接收到智能识别模块发出的抓拍命令后，其相机及高亮光源将同时工作，完成补光抓拍任务。

智能识别模块能有效识别扫过该设备上方的物体，主要用于在行车过程中对经过车辆上方的杆位的识别，当智能识别模块识别到杆位时，会向各成像模块发出抓拍命令。

工业云台可以通过控制云台的上、下旋转角度，实现对安装与云台上成像模块的拍摄角度的调节。

分线箱内部包含多种电源、采集命令分发装置，可根据各设备模块所需的电源特征，将 AC220V输入电源进行处理，能实现电压电流转化，为处理设备提供电源，同时提供各种控制信号。

数据处理机柜内部包含高性能服务器、显示器、UPS等设备，主要用于处理成像模块抓拍的控制、抓拍图像显示与存储、设备控制等工作。

4C检测监测装置的功能要求包括：接触悬挂零部件高清成像、自动识别与分析、精确定位、历史记录对比及几何参数测量，其主要技术指标包括：接触网全景高清摄像、分辨定位器区域零部件的松、断、裂、腕臂部分图像不低于500万像素、及机车参数高测量(满足高铁验收标准要求)。

S2.检查4C检测监测装置是否正常；

主要包括以下几方面的检查：

(1)检查设备位置及外观是否正常，观察各部件紧固螺钉弹垫状态；紧固螺钉正常，则弹垫开口对齐；紧固螺钉松动，则弹垫开口错开；设备紧固螺钉如有松动，则用扳手及时拧紧。

(2)查看设备组成部分的线缆连接是否正常，有无松脱、断裂、破损等情况。

(3)查看相机防护罩玻璃透镜、散光灯透镜、识别模块玻璃透镜是否清洁无痕迹，如有痕迹，擦净后使用。

(4)依次打开各部件开关。

S3.接触网作业车或专用车辆在已施工完毕的有砟轨道上以60km/h的移动速度移动进行检测，接触网作业车或专用车辆在已施工完毕的无砟轨道上的移动速度可达100km/h；检测参数包括高清成像和几何参数。

其中，高清成像包括对接触网接触悬挂、绝缘部件、线路开关、附加导线、各种拉线、硬横跨、软横跨、上跨桥、交叉跨越线路情况、线夹、吊弦、定位管等零部件的技术状态检测；所述几何参数包括接触线的高度、拉出值、接触线的水平距离、接触线的垂直距离及定位器坡度等。

S4.将S3中检测完毕的检测数据拷贝到移动硬盘中并带回检测中心；所述检测中心设有检测监测终端，所述检测监测终端通过局域网络设备连接有维护及病毒防护终端、储存系统及服务器设备，所述服务器设备连接有通信接口设备，所述通信接口设备连接有网络安全设备。

S5.对S4中的检测数据进行施工缺陷分析诊断，形成缺陷整治单；施工缺陷分析诊断主要包括以下步骤：

(1)任务分配：将拷贝回的4C检测数据分发给检测人员，根据工程量以一个车站或者一个区间为基本单位，分配给每个6C检测分析人员负责分析具体几个车站或区间的检测任务；其中，两个车站之间的线路称为区间；

(2)检测分析：检测分析人员依据提前编制好的接触网验收质量标准卡片，逐根支柱逐跨分析诊断是否达到验收标准卡片质量标准，对不符之处标记并录入缺陷库；

(3)检测分析互检：每个检测人员对已分析诊断完毕的缺陷整治单即检测结果交由复检人员审核；

(4)分析结果确认：检测分析自检与互检人员分别对检测分析结果确认无误后签字；

(5)出具正式的缺陷整治单：检测负责人和技术负责人分别对检测分析人员签字确认的缺陷整治单进行签字确认，出具正式的缺陷整治单。

施工缺陷分析诊断的内容主要包括平腕臂、斜腕臂、承力索、定位器支座、线夹及其他图像区域的图像检测。其中，平腕臂的检测内容包括：腕臂上底座的开口销是否缺失、腕臂上底座的底座是否有裂损，U型环的开口销是否有缺失、螺母是否松脱，平腕臂绝缘子的绝缘子是否有闪络和/或裂损，套管单耳的螺母是否松脱，套管双耳的开口销是否有缺失、顶紧螺母是否有缺失、背母是否移位。斜腕臂的检测内容包括：腕臂下底座的开口销是否缺失，腕臂下底座的底座是否有裂损，U型环的开口销是否有缺失、螺母是否松脱，斜腕臂绝缘子的绝缘子是否有闪络和/或裂损。承力索的检测内容包括：套筒座(正下)的顶紧螺栓是否有缺失、背母是否移位、螺栓销是否松脱、套筒座是否有裂损和/或移位，套筒座(反上)的顶紧螺栓是否缺失、背母是否移位、开口销是否缺失、套筒座是否有裂缺和/或移位，承力索座的顶紧螺栓是否缺失、背母是否移位、承力索副线是否缺失、支撑线夹和托线夹是否有裂损和/或移位。定位器支座的检测内容包括：套管单耳的U型螺母是否有松脱、套管单耳是否有移位，双耳套筒1和双耳套筒2的顶紧螺母是否有缺失、背母是否移位、开口销是否有缺失、双耳套筒1是否有裂缺、双耳套筒2是否有裂损，定位环的螺母和开口销是否有缺失，电气连接线是否散股，定位支座的螺母是否松脱，定位销钉套筒是否有裂损和/或移位，限位定位钩是否有裂损。线夹的检测内容包括：防风定位环的螺母是否有松脱、防风定位环是否有裂损和/或移位，定位线夹的螺母是否松脱，防风拉线是否缺失。其他区域的图像检测包括：防风拉线受力异常、斜拉线受力异常、安装不规范及管帽脱落等。

S5.验收人员根据缺陷整治单进行平推整治；此过程中，现场平推整治人员在收到检测负责人签字的缺陷整治单后准备所需的材料和工具，并根据缺陷整治单到缺陷整治单所指处进行施工缺陷整治。

S6.平推整治完成后再用4C检测监测装置进行1次复测。为了保证整治后的高铁接触网满足使用需求，保证施工质量，在整治后利用4C检测监测装置再一次对高铁接触网进行1 次检测监测，确保高铁接触网的缺陷被全部整治，满足验收通过的标准。

本过程中，复测的次数不限于1次，根据复测结果确定复测次数。

综上即可实现利用4C检测技术进行高铁接触网竣工验收，代替传统的人工平推进行高铁接触网竣工验收，这样的验收方式劳动强度低、验收效果好、智能化水平高且针对性强，能直接有效的直奔缺陷处对缺陷进行整治，避免了从开通线路起点平推到终点。

采用装有4C检测监测系统的接触网作业车或专用车辆在开通线路上以60km/h速度进行检测，一条200公里的双线高铁线路不到7小时即往返检测完毕，检测中心6人5～6天即可分析完毕，依据检测数据分析处理得到的缺陷整治单2台梯车14人一周即可平推完毕，总耗时不超过14天。而人工平推验收方式1台梯车7人一天最多能平推2个锚段即3里，200公里的双线高铁需要134天，6台梯车42人需要22天，工效提高10倍以上。因此，本发明能大大提高高铁接触网竣工验收效率，节省劳动力，缩短工期从而节省成本，具有重大意义。

综上所述，本发明中利用4C检测技术进行高铁接触网竣工验收的技术不受时间限制，白天晚上均可进行检测监测，彻底改变了以往纯粹依靠人工上道以人工肉眼检查现场设备缺陷的高铁接触网竣工验收方式，解决了传统人工平推验收方式下作业效率低、劳动强度大、缺乏针对性的缺点；同时，本发明还可以变传统长时间无针对性拉网式室外作业平推为有针对性的高效竣工验收方式，大幅度提高了作业水平，改善了作业环境；变传统人工作业为智能化作业方式，直接推动高铁接触网竣工验收向智能化时代迈进。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。