地铁网轨综合检测车接触轨标定工装研制探讨

何燕飞

昆明地铁运营有限公司 云南 昆明 650000

摘要：随着地铁工程的逐步发展，网轨综合检测车得到了广泛的运用。要想保证接触轨检测系统的精度，实现对接触轨几何尺寸更为精确的测量，必须对检测系统进行定期的校准和标定。然而传统的接触轨检测系统校准标定的方式存在着一些问题，给标定工作顺利进行带来了一定的难度，因此结合实际工作情况，研制适用于检测标定的工装是非常有必要的。文章从接触轨检测系统的测量工作原理和以往标定工作中存在的问题出发，对标定工装的研制进行了简单的探析。

关键词：网轨综合检测车；接触轨；校准标定；标定工装

网轨综合检测车接触轨检测设备能够对轨道、接触网、通信、信号等进行检测和维修，从而为地铁行车提供安全保障，是当前对接触轨实行科学管理的重要手段。接触轨检测的系统需要定期进行技术性校准，目的是增加检测系统的精确度，从而实现对接触轨尺寸更准确的测量。

1.接触轨检测系统的测量工作原理

网轨综合检测车接触轨检测系统主要利用的是非接触式光学测量原理，对位于道床两侧的接触轨相关参数的测量，并通过设置在车体转向架检测梁上的激光仪器和专业的高速相机，来对具体实际情况的图像采集。激光仪器和高速相机均放置在检测盒中，光学测量采用的是光断面技术手段，其基本原理是，利用激光仪器发出的光束，在道床两侧接触轨上进行投射，形成光亮的接触轨道轮廓，再由高速相机记录轮廓线状图像，并运用三角测量方法原理，高速相机所记录的图像会及时传输给检测车上的计算机中，计算机利用图像处理软件采集接触轨的中心点、最低点等重要信息，来对接触轨的拉出值和导高进行计算。另外，运用接触轨检测系统测量得出的数据，还能对车轮震动以及爬行等动态因素对接触轨导高和拉出值的影响进行补偿。

2.传统接触轨检测系统中存在的问题

为了确保检测数据的准确性，需要对接触轨检测系统中接触轨的设定值进行校准，并定期对接触轨检测系统数据进行精确的标定。然而在实际校准标定工作中会存在以下几个问题：第一，一些网轨综合检测车上的实时校准标定工具和设备不全；第二，一些地铁工程的车辆段库停车股道采用的是接触网供电方式，没有设置接触轨供电方式，因此无法在出车前对检测系统进行标定；第三，通常在校准标定的前两周，要做出相应的接触轨试车线或主线的具体作业点位置申请，在这期间还要反复进行线路协调，并且每次只能做单边的接触轨检测和标定。而由于试车线和主线接触轨都是单边安装，想要完成对两边接触轨的标定就需要进行两次的作业点申请，如此一来造成手续繁琐耗时较多的问题；第四，在利用综合检测车对试车线或主线进行校准标定过程中，至少需要两名人员负责检测、两名司机负责驾车、两名接触网专业人员负责停电挂线，而且还需要人员钻到车底对接触轨的几何尺寸进行现场测量，整个过程大约需要两个小时左右，不仅浪费人力资源和时间，并且工作效率不高，还存在一定的安全隐患。

3.接触轨标定工装的研制

在每次利用网轨综合检测车进行系统校准标定前，都需要浪费较多的人力和时间，完成将检测车调动至主线或试车线上，通过近几年的实际运用，相关操作人员急需一种标定工装，对真实现场接触轨环境进行模拟，从而实现对检测系统的标定。检测系统的检测原理主要是找到被检测接触轨的底部中心点以及最低点即可，并不需要考虑是否供电，因此只需要制造一个相同尺寸的接触轨模拟装置，就可以对真实接触轨进行代替，从而实现在无接触轨的环境下实施检测校准标定工作。标定工装采用两根T型架，一边固定在钢轨一侧，另一边托台用于拖放接触轨段，T型架的顶部贴近钢轨，用来确定两钢轨顶平面，从而对接触轨段底面离钢轨顶面的高度进行确定。对T型架的长度需要进行计算，计算结果用来确定接触轨段中心与轨道中心之间的距离。外侧挡板用于固定接触轨段的位置。最初为了使T型架更为轻巧便于携带和操作，使用铝合金对其进行制作，通过一段时间的实际运用后发现，将其放置在接触轨段后很容易发成变形，最终尺寸计算结果会存在一厘米左右的偏差，发现这个问题之后将制作材料改为强度更高的U型钢板进行制作，使用后发现U型钢板制作的T型架难以满足精度的需求，经过不断的探索和研究，最后发现在挡板外侧加装螺杆，有利于在接触轨段放置时进行微调。

经过不断的研究分析和实践发现，想要确保工装的适用性和精确度必须保证以下几点：第一，标定工装必须具有一定强度和刚性，才能保证接触轨段不会使工装发生变形而影响测量精度，目前主要采用刚性较好的U型钢板进行制作；第二，必须保证工装的尺寸可以调节，在放置在接触轨段后调节到导高在200毫米左右，拉出值为1510毫米左右，确保后续尺寸可调节；第三，工装根部可以固定在钢轨轨头一侧，要求工装卡下去之后，能够与钢轨之间的角度保持垂直，并且工装的根部不能发生离开钢轨表面而上翘的现象；第四，还要保证两个工装能够平稳的将接触轨段托起，使激光仪器和高速相机能够照到工装间接触轨段上。

4.实际测量结果对比分析

通过不断对工装进行制作、试用和精度调节，以及多次与接触轨段测量尺测量结果对比，能够验证接触轨段放在托台上的接触轨导高为(200±0.5)毫米，接触轨底面中心距离轨道中心点为(1510±1)毫米，通过对工装外侧螺栓进行调节能够满足标准标定的使用需求。用此工装进行标定后，将检测接触轨的几何尺寸与现场用接触轨测量尺所测出的接触轨尺寸进行比较，如果测试数据结果现实误差范围在两毫米之内，则可以满足使用需求。

5.接触轨标定工装的优点和不足

通过近年来地铁网轨综合检测车接触轨标定工装研制和试用结果表明，标定工装能够很好的解决地铁接触轨标定工作中的一些难题，主要具有以下优点：第一，可以实现在没有接触轨的地方随时进行标定，省去了提前申请试车线和主线工作点的繁琐流程；第二，能够随车放置，使用起来较为方便；第三，可以实现双边接触轨段同时进行标定，提高工作效率；第四，工装标定不需要司机开车和接触网专业人员的配合，只需要一到两个人员即可完成，节省了人力资源和成本投入；第五，传统的标定方式需要两个小时左右才能完成对单边接触轨的标定，使用工装只需要不到一个小时就可以完成双边接触轨的标定，极大缩短了标定时间；第六，工装标定时不需要到正线供电区，从根本上减少了工作中的安全隐患。但是，此标定工装目前还存在着一些不足之处：第一，此工装只能选择在简单正常的地段进行标定，不能运用在对曲线接轨轨段的标定上，否则会影响检测系统校准标定的精度；第二，由于调节螺栓较多，为了保证标定结果的精确性，需要定期对工装本身的精度进行校正；第三，由于标定工装是由材料强度较高的U型钢板制作而成，导致工装比较笨重，不易于搬动。

结语：地铁网轨综合检测车是通过非接触式光学测量原理，采集接触轨静态参数来完成系统标定的，但由于传统的校准标定接触轨系统中，存在着没有随时随地校准标定的工具；标定线路申请所需手续繁杂且耗时较多；对人力、物力、财力耗费较大；工作效率低下、存在安全隐患等问题，因此需要结合实际情况，依照接触轨设计几何尺寸，科学的研制有效工装，才能很好解决接触轨校准标定过程中出现的困难。

参考文献：

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