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地铁弓网关系检测方法及运用浅析

接触网系统是城市轨道交通牵引供电系统最重要的关键环节之一，电客车

通过车顶受电弓与接触网上的良好接触取流，从而给牵引电机供电，给电客车

提供动力。接触网与受电弓之间的匹配关系直接影响着电客车的取流质量。成

都地铁自开通以来，每天运送客流量达50万人次，顶峰期近100万人次，繁重

的运输任务使得机车受电弓与接触网频繁地磨损。随着新线建立脚步的加快，

成都地铁线网运营时代即将到来，也使得设备维护任务更加繁重。目前，成都

地铁接触网的检修主要采用传统的人工巡查及作业车车载式测试两种方式。前

者需要大量的人力、时间，作业效率低；后者需在作业效率上由显著进步，但

只能在运营车停运后进展检测，不能及时发现可能存在的平安隐患，同时作业

车与运营车在设计上存在一定得差异，因此不能真实、准确地反响运营车运营

过程中的弓网关系。因此，必需要一种科学、合理的检测技术，确保电力机车

的平安运营，进而确保乘客的人身平安。

一、影响弓网关系的主要因素

弓网关系是一个复杂系统，包含了空气动力、机械振动、电气传导等多种

学科知识。从目前的检测手段来看，我们关注的弓网关系主要有弓网几何参数

和受流质量。弓网几何参数主要指在列车运行过程中，受电弓滑板在接触网上

滑动，两者之间存在一定的相对位置关系，主要有拉出值、导线高度、一跨内

高差等。良好的弓网几何关系不仅可以保证接触导线在受电弓碳滑板平安范围

内均匀的过渡，也能保证受电弓在垂直方向的振动较小，受电弓滑板能抑制这

些影响并仍然保持与接触线的良好接触。假设拉出值较小，那么使得受电弓部

分磨耗较大，而拉出值较大，那么会造成接触线脱弓发生弓网事故，影响运行

平安。导高和高差不正常也会造成受电弓跟随性不好、导线部分磨耗过大、影

响受流质量等等。而受流质量主要包含弓网接触力、弓头程度及垂直加速度

〔冲击和硬点〕、燃弧等。良好的受流质量不仅可以保证电客车正常取流，也

可以防止受电弓和接触线产生强烈的冲击或者拉弧烧伤，有效延长弓头和线索

的使用寿命。

二、弓网关系的检测手段及原理

目前的弓网关系检测手段主要采用弓网参数动态检测装置来实现。通过在

接触网综合检测车、运营电客车、接触网作业车等车辆上安装参数检测设备，

实时对弓网参数进展实时动态检测，并能对检测结果进展分析报表，评估接触

网状态。

检测系统主要由接触网几何参数检测子系统、弓网关系检测子系统组成，

弓网关系检测子系统含弓网加速度检测及弓网燃弧检测。

接触网几何参数检测子系统、弓网关系检测子系统通过通过车载无线网络

系统实现与远程监控管理中心进展数据交互。信息交互系统由中央数据处理单

元、车载局域网及远程无线网络组成，车载局域网采用统一的千兆以太网传输

形式。

各子系统通过车载局域网及中央数据处理单元完成数据交融并实现数据共

享，并可通过3G网络与远程监控中心实现数据交互，实现远程监控及数据管

理，及时反响检测数据至相关部门，便于问题的及时处理。

1、接触网几何参数检测

接触网几何参数检测采用必威体育精装版机器视觉技术，结合数字图像处理技术、基

于接触网特征点的综合定位技术、数据交融与挖掘技术、专家评估技术等先进

技术，实现地铁刚柔性接触网几何参数高精度、实时检测，综合质量评定及故

障诊断。主要由视觉测量模块、车内数据采集与处理模块、车底运动补偿模块

三部分组成。通过线性CCD摄像机，对接触网几何空间状态进展实时、动态数

据采集并将采集数据转换为灰度值图像信息，进而通过千兆以太网传输至数据

处理系统，进展数据分析、处理。

2、弓网接触力及硬点的检测

弓网接触力及硬点的检测主要通过在受电弓上安装有称重传感器、加速度

传感器来实现。在受电弓滑条的四个支撑点分别安装称重传感器，可以测量受

电弓滑板和支撑点之间的互相作用力；在两根滑条下方各安装测量滑条前后和

上下方向的运动加速度的加速度传感器，测量滑条的上下振动和前后冲击；由

于电客车在高速度运行中，车体本身会产生的一定的振动和冲击，因此还在受

电弓底座上安装测量前后和上下方向的加速度传感器，以便于在计算弓网作用

造成的振动和冲击时滤去车体本身运动的影响。

3、燃弧检测

燃弧检测的根本原理是检测弓网燃弧紫外特征光的方法来实现。首先，通

过光学采集系统采集弓网燃弧的紫外光特征量，同时采用高清工业摄像机实现

对弓网运行状态的全程实时监控，同时记录存储弓网接触点以及受电弓弓头、

绝缘部件、线夹以及关键零部件等区域的高清图像以及基于高清