接触网运行状态检测监测系统研究与实践
张润宝1，杨志鹏2
【摘 要】摘要：高速铁路供电安全检测监测系统（6C系统）能够检测监测接触网状态，为精确施修提供支撑，是提高接触网可靠性的必要手段。分析国内外复杂大系统的监测体系特征，梳理6C系统发展历程和应用需求。通过加强总体架构深化设计、更新技术标准规范、细化安装实施方案、开展认证评定等工作的部署，形成了接触网运行状态检测监测体系全生命周期管理的态势。同时，重点针对第6C装置进行分析研究，探讨今后深化发展的方向。 【期刊名称】《中国铁路》 【年(卷),期】2019(000)009 【总页数】7
【关键词】接触网；6C系统；检测监测；总体架构；技术标准
基金项目：中国铁道科学研究院科技研究开发计划项目（2018YJ300、2018YJ149）
0 引言
铁路牵引供电系统主要由牵引变电所和接触网组成，担负向动车组、电力机车提供稳定、持续、可靠、强大电力能量的任务，是保证高速列车、电力机车安全、稳定运营的动力源[1]。接触网是电气化铁路牵引供电系统的主要组成部分，是十分重要的行车保障设备，其零部件种类繁多，机械结构复杂，类型多样，且处于风、雨、雪、雾、高低温、强光照、沙尘、盐污等复杂外部运用环境，与受电弓相互作用，长期工作于高速暂态冲击、高频疲劳振动的工况下，无冗余备用，高空作业维修难度高，发生故障时影响范围大。
截至2018年底，我国铁路营业里程超过13.1万km，其中高速铁路超过2.9万km，电气化铁路营业里程突破9万km，电气化铁路覆盖率超过65%，电力牵引完成全部运输任务的比重在80%以上[2]，为确保运输安全畅通，维护好供电设备至关重要。为建成世界一流的供电设备质量保障体系，使设备质量、运营维护效率效益指标达到世界领先水平，必须利用先进的科技手段，构建接触网运行状态检测监测体系，全面、准确、及时、高效地管理接触网运行状态，为建设先进的维护保养体系提供支撑。
1 国内外重点行业检测监测体系
1.1 航空系统
民航飞机的状态监测系统通过安装各种类型的传感设备，可及时、准确地获取各关键部件的状态数据，从而快速高效地掌握关键部件的状态故障信息，分析故障原因，减少维修时间[3]。目前，波音公司和空中客车公司生产的客机上安装了飞机状态监控系统（ACMS），主流通用大型民用客机监控系统包含50多个系统、500余个子系统，对上万个设备状态参数进行检测监测。采用预测与健康管理系统（PHM），通过引入深度学习、智能推理和故障预测等技术，大幅提高了飞机各系统的故障诊断和维修保障能力[4]。据波音公司的应用数据统计，使用健康监测系统可使因航班延误及取消而导致的费用节约25%[5]。 1.2 电网系统
智能电网是通过传感器把各种设备、资产连接到一起，形成一个客户服务总线，对信息进行整合分析，以此来降低成本，提高效率，提高整个电网的可靠性，使运行和管理达到最优化[6]。国内外智能电网理念基本相同，发展高效、安全、经济、环保的电网是建设智能电网的共同追求[7]。
从技术手段看，国家电网提出：以通信、信息与控制等先进技术为支撑，实现电网智能化技术的高水平应用[8]。设备状态监测系统是智能电网中重要的组成部分，GB/T 35697—2017《架空输电线路在线监测装置通用技术规范》明确了对监测装置分为通道环境和线路本体监测2类，并规定了典型监测装置的技术指标[9]。 1.3 铁路系统
国外铁路正逐步推进智能铁路的建设，日本提出CybeRail，即数字网络互连的铁路；欧盟倡导InteGRail，其目标是将检测、监测、控制和诊断数据与其他信息系统整合，信息智能集成，实现信息共享；英国Network Rail铁路公司提出智能基础设施管理理念；美国联邦铁路管理管理协会（FRA）提出以网络为中心的铁路综合集成体系。
2017年，原中国铁路总公司（简称总公司）提出“强基达标、提质增效”的新时期铁路工作主题，要求加大科技创新力度，广泛运用信息网络技术，加快推进智能铁路建设。智能铁路的目标是形成感知网络、数据规范、信息共享、互联互通、智能处理、协同工作的综合应用集成体系[10]。铁路各专业都在积极推进检测监测系统建设，促进智能铁路建设。
机车方面构建了机车车载安全防护系统（6A系统），6A系统的总体架构是以中央处理平台为核心，高度集成空气制动、绝缘检测、走行部、防火、列车供电、视频监控六大子系统，实现分布采集、中央处理、统一存储、综合诊断、集中显示和车地通信等功能[11-12]。
车辆方面构建了车辆运行安全监控系统（5T系统），5T系统由轴温探测、运行品质轨边动态、滚动轴承声学诊断、货车故障轨边图像检测系统和客车运行安
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