一种基于2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术

技术领域

本发明属于高铁运营维护故障处理技术领域，涉及一种高铁弓网故障处理技术，特别是涉及一种基于2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术。

背景技术

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。

“火车跑得快，全靠电来带”。而高铁动车获得持续稳定动力供给的唯一途径是通过受电弓与接触网之间的高速滑动接触而获得；高铁运营速度时速高达250公里甚至是350公里，相应的受电弓在接触线上的滑动速度也高达250km/h甚至是350km/h；弓网之间很容易受温度、湿度、雷电、大风、结冰等气象因素影响而出现故障，弓网故障高发可以说是世界高铁的软肋。法国、德国、日本这些高铁运营了几十年的国家，目前依然避免不了频繁的弓网故障。而一旦发生弓网故障，将导致高铁动车组失电。失电后列车将失去动力，进而造成高铁动车大面积晚点甚至停运，严重影响铁路运输秩序。失电后车厢内空调也将无法运行，旅客在密封的车厢内可能会中暑，进而导致社会公共事件的发生。

现有技术中一旦发生弓网故障，一个受电弓损坏无法运行后，升起另外一个弓继续运行，一组高铁动车组仅有2个受电弓(两列高铁动车组重联时有4个受电弓)，如果两个受电弓均被打坏，整组高铁动车组将无法再继续运行。

依据《铁路技术管理规程·高速铁路部分》(铁总科技[2014]172号)规定，目前高铁弓网故障的处置方式为，在高铁动车组运行途中，本线挂有异物时，(1)如异物情况不影响行车，司机按正常行车方式通过；(2)本线降弓可以通过时，司机按降弓方式通过该地点，列车调度员向该线后续列车发布限速160km/h降弓通过故障地点的调度命令(不设置列控限速)，限速降弓位置原则上按司机汇报故障地点前后各2km确定；(3)不能降弓通过时司机应立即停车并报告，列车调度员(车站值班员)应立即通知本线后续列车停车，不得再向该区间放行列车；(4)如司机汇报不能确定异物是否影响邻线行车，列车调度员应立即向邻线尚未经过该地点的首列列车司机发布口头指示限速80km/h注意运行，限速位置原则上按司机汇报故障地点前后各2km确定。司机应注意观察接触网设备状态。

供电调度员接到报告后，应立即组织供电人员登乘本线或邻线列车巡视检查设备并处理。供电人员根据需要及时向列车调度员提出利用动车组列车运送人员处理故障的申请，列车调度员应及时安排。供电部门检查处理后，列车调度员按供电部门登记的行车限制条件组织行车。故障处理完毕后，列车调度员根据供电部门在《行车设备检查登记簿》内的销记，恢复正常行车组织。

现行弓网故障处理方法难点有两方面：(1)供电部门检查人员白天抵达弓网故障点检查较为困难；因高铁为全封闭线路，白天运营期间不允许进入线路，且高铁因高速运行要求线路曲线半径不能太小，在修建时为取直而穿山越岭，乘坐高铁动车组到故障点可能几分钟、十几分钟或者半小时可以抵达，而乘坐汽车抵达故障点往往需要几小时；(2)弓网故障点及弓网故障原因难以发现。司机一旦发现本线接触网挂有异物、受电弓自动降弓会立即停车并通知路局行车调度；路局调度会立即通知供电部门进行接触网故障排查，找到故障点并确认消除故障后，路局调度才会发布命令允许后续高铁动车组继续开行；受电弓是否损坏较容易发现，但在何处、是何原因导致受电弓损坏排查较困难，原因不容易找到而高铁动车车流密度大，设计追踪间隔为3～5分钟，一旦有弓网故障需要排查，动辄导致十几对高铁动车晚点，打乱高铁运输秩序，造成不良社会影响。因此，现有弓网故障处置技术存在两个弊端，(1) 故障处置花费时间较长；(2)故障点和故障原因确认时间较长。

受电弓打弓故障分为受电弓打伤和直接打坏两种情况。如果是受电弓在运行途中直接打坏，高铁动车组随车机械师可以通过动车组司机向路局行车调度要令申请下车检查受电弓状态，发生故障位置会被立即发现，受电弓损坏情况也会很快判明；但如果受电弓只是被打伤则排查起来非常困难，一般高铁动车组入库后每天或隔一天机务人员会对受电弓状态进行检查，被刮伤的受电弓如果有滑板掉块、滑板烧伤、裂纹等情况会被发现，但是因为高铁动车组运行交路里程非常长，受电弓具体是在什么时候被打伤排查起来非常困难，往往是供电部门在夜间天窗点内采用梯车人工上线，对受电弓发生故障高铁动车组整个运行交路区段几百公里甚至上千公里进行拉网式排查，也不一定能找到打弓点和原因，最后往往只能以“故障原因不明”将问题销号。

因此，为了提高故障排查效率、缩短工人夜间排查打弓故障点的时间。本发明提出了一种基于2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术。

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2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术，用于解决现有技术中高铁弓网故障排查效率低、工人夜间排查打弓故障点的时间长、排查难度大的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术，主要包括以下步骤：

S1.接受受电弓打弓故障信息；

S2.携带2C检测装置登乘动车组进行2C检测装置检测，采集受电弓损坏高铁动车组运行交路区段接触网设备的视屏数据；

S3.调取受电弓损坏高铁动车组运行交路区段5C检测装置的检测数据，判断打弓区段；

S4.调取受电弓损坏高铁动车组运行交路区段3C检测装置的检测数据，判断可能造成的打弓故障点；

S5.通过对2C检测装置、3C检测装置及5C检测装置的检测数据进行综合对比分析，确定故障排查区段；

S6.检修人员在故障排查区段内进行故障排查与处理；

S7.故障处理完毕后，消除行车隐患，迅速恢复正常行车组织。

优选的，所述S2主要包括以下步骤：

(1)供电部门接到铁路局调度受电弓打弓故障信息后，安排检查人员携带2C检测装置登乘动车组；

(2)检查人员将2C检测装置进行安装；

(3)2C检测装置进行高铁接触网线路视频高清成像录制；

(4)检测完毕后，检测人员将检测数据进行数据处理，并判断可能造成的打弓故障点。

优选的，所述2C检测装置安装于高铁动车组司机室指定位置。

优选的，所述数据处理的方法为在6C数据检测中心对数据进行人工处理或软件自动识别。

优选的，所述5C检测装置安装于电气化铁路的车站、车站咽喉区、重点隧道口、线岔及电力牵引列车出入库区域处。

优选的，所述S3中的判断方法为，供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后，调取 5C检测装置对动车组受电弓的实时监控数据，观察受电弓发生故障车次的前后共3～5趟车次高铁动车组经过5C检测装置安装处时的受电弓状态，锁定受电弓打弓的疑似区段。

优选的，所述S3中的具体判断方法为，先调取安装于K

优选的，所述S4中的判断方法为，供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后，调取受电弓故障的高铁动车组运行交路区段内的3C检测数据，通过对该区段红外视频、可见光图片、全景视频进行排查，判断可能造成打弓的故障点。

优选的，所述3C检测装置安装于动车组顶部。

如上所述，本发明的一种基于2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术，具有以下有益效果：本发明中，基于6C检测技术的故障排查方法一方面可以使故障排查区域大大缩小，快速找到打弓故障点，消除行车隐患；另一方面可以使检测人员的劳动强度大大降低，提高排查效率；同时，变传统室外排查作业为检测后室内分析，依据判断结果进行有针对性的进行排查；此外，还可以提高故障排查智能化水平，变传统依靠人工现场排查为依靠先进科技装备智能检测分析，提升了智能化运维水平。

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2C、3C、5C装置的高铁弓网故障处理技术，主要包括以下步骤：

S1.接受受电弓打弓故障信息；

S2.携带2C检测装置登乘动车组进行2C检测装置检测，采集受电弓损坏高铁动车组运行交路段接触网设备视频数据，通过数据处理，判断可能造成的打弓故障点；其具体判断方法主要包括以下步骤：

(1)供电部门接到铁路局调度受电弓打弓故障信息后，立即安排检查人员携带2C检测装置登乘动车组；

本过程中，供电部门接到铁路局调度受电弓打弓故障信息后的具体流程为：动车组司机发现有异常后通过车载GSM-R电话通知车站值班员或路局调度所行车调度员，路局调度所设有各个专业的调度员，有供电设备故障时行车调度员会立即通知调度所供电调度员，供电调度值班员以铁路电话通知供电设备管理单位(一般为供电段供电车间值班员)，供电设备管理单位上报应急值班干部进行故障处置。

本过程中，检测人员登乘动车组时，检测人员在动车组司机室内持GSM-R手持机与调度所通话，动车组司机据此确认检测人员为运维人员后同意其在司机室安装2C检测装置。

(2)检查人员将2C检测装置安装于高铁动车组司机室的指定位置；

(3)2C检测装置进行高铁接触网线路视频高清成像录制，2C检测装置运行过程中须有检测人员现场监控。

以贵广高铁南宁局管段410公里为例，动车以250Km/h运行，全线1小时39分钟即可跑完，大大节省了故障数据采集及故障排查时间，提高了故障排查效率，从而提高故障处理效率。

(4)检测完毕后，检测人员立即在6C数据检测中心对检测数据进行人工处理或软件自动识别，并判断可能造成的打弓故障点。

其中，2C检测装置是指通过在运营的动车组(或机车)的司机室内临时架设便携式成像录制设备，对接触网的状态及外部环境进行视频采集，用于判断接触网设备的松脱、断裂及异物侵入等情况的一种装置，采集结果可以分析接触网悬挂部件的技术状态。通过观看2C 检测装置拍摄的视频能分析判断出接触网设备脱落、断裂及异物等异常情况，如腕臂支撑脱落、承力索断股、吊弦载流环断开、吊弦松弛、引线驰度过松或过紧、AB值过小(坠砣落地或补偿失效)等。

因此，供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后检测人员通过携带2C检测装置登乘动车组并将2C检测装置安装于动车组司机室内指定位置进行视频高清成像录制后的数据处理操作可以对高铁动车组运行交路区段上接触网设备的松脱、断裂及异物侵入等情况进行判断，从而确定可能造成的打弓故障点，避免供电部门在夜间天窗点内采用梯车人工上线对几百公里甚至上千公里进行拉网式排查的困难。

S3.调取受电弓损坏高铁动车组运行交路区段5C检测装置的检测数据，判断打弓区段；其具体判断方法为供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后，通过网络远程调取安装在电气化铁路的车站、车站咽喉区、重点隧道口、线岔及电力牵引列车出入库区域等关键处所处的接触网支柱、硬横梁或专用支柱上的5C检测装置对高铁线路上通过的动车组受电弓的实时监控视频，观察受电弓发生故障车次的前后共3～5趟车次高铁动车组经过5C检测装置安装处时的受电弓状态，判断高速弓网的匹配关系，辨别受电弓碳滑板的磨损、断裂等异常情况，从而锁定受电弓打弓的疑似区段。

具体操作如下：先调取安装于K

如调取安装于K1公里处的5C监控视频，发现受电弓状态均良好，调取K30公里处的5C监控视频，发现受电弓滑板有打伤情况，则可以判断打弓区段位于K1～K30公里之间。

其中，异常情况主要包括：受电弓滑板上表面纵向贯通性裂纹、受电弓滑板边缘处严重磕碰、受电弓滑板大面积掉块、脱落及受电弓扭曲变形等。

S4.调取受电弓损坏高铁动车组运行交路区段3C检测装置的检测数据，判断可能造成的打弓故障点；其具体判断方法为，供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后，通过网络远程调取受电弓故障的高铁动车组运行交路区段内的3C检测数据，通过对该区段红外视频、可见光图片、全景视频进行排查，判断可能造成的打弓故障点。

其中，3C检测装置是加装在运营动车组(或机车)顶部的车载接触网运行状态检测装置，实现对接触网温度变化、动态几何参数超标和弓网受流状态异常进行实时动态监测，结果用于分析接触网和受电弓的配合状态，指导接触网运行维修。

因此，供电部门接到路局调度受电弓打弓故障信息后，立即通过网络远程调取受电弓故障的高铁动车组运行交路区段内的3C检测数据即可对该区段的接触网状态进行分析，从而判断出可能造成的打弓故障的。

S5.通过对2C检测装置、3C检测装置及5C检测装置检测数据的综合对比分析，确定故障排查区段；即根据5C装置确认的打弓区段及2C检测装置和3C检测装置确定的打弓故障点，判断故障排查区段，并形成检修单。

其具体方法为：供电部门接到铁路局调度受电弓打弓故障信息后，立即安排检测人员携带2C检测装置登乘动车组进行2C检测装置检测，采集受电弓损坏高铁动车组运行交路区段接触网设备视频数据。在进行2C检测装置检测过程中，通过网络远程调取5C检测装置和3C 检测装置的检测数据。首先，通过对5C检测装置检测数据的分析判断出打弓区段，然后分析打弓区段内的3C检测装置检测数据，判断出可能造成的打弓故障点；当2C检测装置检测完毕后，调取打弓区段内的2C检测装置检测数据，判断可能造成的打弓故障点。通过对2C 检测装置、3C检测装置及5C检测装置检测数据的综合对比分析，确定故障排查区段，并形成检修单。

S6.检修人员根据检测人签字的检修单准备材料和工具，并直接前往故障排查区段内进行故障排查与处理。

S7.故障处理完毕后，消除行车隐患，避免以往故障未处理前后续高铁动车组受电弓趟趟打伤的现状，迅速恢复正常行车组织。

综上，在铁路机务部门发出受电弓损伤故障信息后，通过综合采用2C检测装置、3C检测装置及5C装置进行综合检测的检测监测技术，能够很快分析判断出打弓区域，分析判断出打弓区域后，检修人员在动车组停运后夜间维修作业天窗点内有针对性的开展故障隐患点排查工作。而传统高铁弓网故障处理方法为一旦发生打弓故障，供电专业设备管理单位生产单位(车间)为了尽快找到故障点，只有全体作业人员倾巢出动在整个天窗点内(一般为 0:00-4:00间凌晨)进行现场排查，作业人员劳动强度较大，由此带来的劳动安全隐患也随之增多，且即使对整个运行区段几百公里甚至上千公里进行拉网式排查，也不一定能找到打弓点和原因，最后往往只能以“故障原因不明”将问题销号。相较传统全区段拉网式故障排查方法，本发明中基于6C检测技术的故障排查方法，一方面可以使故障排查区域大大缩小，能够快速找到打弓故障点，从而提高故障排查和处理效率，避免后续运行的高铁动车组受电弓趟趟被打伤乃至打坏，进而造成高铁动车晚点，确保高铁运输秩序；另一方面可以大大降低工人的劳动强度，节省劳动力。同时，本发明还可以变传统室外排查作业为检测后室内分析，依据判断结果有针对性的进行排查；此外，本发明还提高了故障排查智能化水平，改变传统依靠人工现场排查为依靠先进科技装备智能检测分析，提升了智能化运维水平。

综上所述，本发明基于6C检测技术的故障排查方法一方面可以使故障区域大大缩小，快速找到打弓故障点；另一方面可以使检测人员的劳动强度大大降低，提高排查效率；同时，变传统室外排查作业为检测后室内分析，依据判断结果有针对性的进行排查；此外，还可以提高故障排查智能化水平，变传统依靠人工现场排查为依靠先进科技装备智能检测分析，提升了智能化运维水平。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。