• ISSN 0258-2724
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城市轨道交通靴轨关系的安全测试评估方法

靳守杰 李鲲鹏 占栋 万永胜 钟尉 冯超

靳守杰, 李鲲鹏, 占栋, 万永胜, 钟尉, 冯超. 城市轨道交通靴轨关系的安全测试评估方法[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(5): 1029-1034. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200075
引用本文: 靳守杰, 李鲲鹏, 占栋, 万永胜, 钟尉, 冯超. 城市轨道交通靴轨关系的安全测试评估方法[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(5): 1029-1034. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200075
JIN Shoujie, LI Kunpeng, ZHAN Dong, WAN Yongsheng, ZHONG Wei, FENG Chao. Safety Assessment Method of Collector Shoe-Rail Relationship in Urban Rail Transits[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(5): 1029-1034. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200075
Citation: JIN Shoujie, LI Kunpeng, ZHAN Dong, WAN Yongsheng, ZHONG Wei, FENG Chao. Safety Assessment Method of Collector Shoe-Rail Relationship in Urban Rail Transits[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(5): 1029-1034. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200075

城市轨道交通靴轨关系的安全测试评估方法

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200075
基金项目: 广州市科技计划项目(201704030048)
详细信息
    作者简介:

    靳守杰(1965—),男,教授级高级工程师,研究方向为城市轨道交通牵引供电系统,E-mail:jinshoujie@gzmtr.com

  • 中图分类号: U231+.8

Safety Assessment Method of Collector Shoe-Rail Relationship in Urban Rail Transits

  • 摘要: 为实现城市轨道交通初期运营前靴轨关系的安全评估,采用激光摄像、紫外光电传感、光纤光栅应变传感技术对接触轨动态几何参数、靴轨燃弧、靴轨动态接触力、集电靴硬点进行检测. 根据各项检测参数的特征分别确定各参数评定标准;选择接触轨工作高度、接触轨偏移值、靴轨燃弧率和靴轨动态接触力4项检测参数,采用Topsis评价方法构建接触轨质量指数评价函数;基于各参数评定标准和质量指数评价函数提出一套城市轨道交通初期运营前靴轨关系安全评估方法;利用运营车靴轨关系检测装置对广州地铁21号线镇龙西—员村段进行了全线数据检测. 研究结果表明:全线接触轨动态几何参数与设计值偏离均不超过 ± 5 mm,最大燃弧时间为53 ms,最大燃弧率为0.025%,区间平均接触力最大值和最小值分别为135.6 、119.8 N,集电靴硬点最大为29.8 g,全线质量指数评分 大于 92.89分.

     

  • 图 1  全线集电靴最大硬点

    Figure 1.  Maximum hard spot of collector shoe for all sections

    表  1  靴轨关系各参数测试方法

    Table  1.   Test methods for each parameter about collector shoe-rail

    测试参数测试内容测试原理测试方式
     接触轨动态
    几何参数
     工作高度、偏移值  激光摄像  非接触式
    靴轨燃弧  燃弧次数、燃弧持续时间、燃弧率  紫外光子  非接触式
     靴轨动态
    接触力
     接触力平均值、标准差  光纤光栅
    应变传感
     接触式
     集电靴硬点  集电靴垂向加速度(硬点)  光纤硬点
    传感
     接触式
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    表  2  靴轨关系各参数评定标准

    Table  2.   Evaluation standard for each parameter about collector shoe-rail

    测试参数评定标准
     接触轨动态几何参数  与设计值偏离不超过 ± 5 mm
    靴轨燃弧  燃弧次数 < 1 次/160 m,含端部弯头区域;一次燃弧最大持续时间 < 100 ms;燃弧率 < 0.1%
     靴轨动态
    接触力/N
     ${F_{{\rm{m}},\max }} < 0.000\;228{V^2} + 145,\;{F_{{\rm{m}},\min}}< $115;$\sigma \leqslant 0.3{F_{{\rm{m}},\max }}$.
     集电靴硬点/
    (m•s−2
     < 294
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    表  3  全线接触轨的工作高度、偏移值各等级偏离点统计

    Table  3.   Deviation point quantity of different contact rail operation heights and different offsets for all sections

    区间下行区间/mm上行区间/mm
    [0,3)[3,4)[4,5)[5,∞)[0,3)[3,4)[4,5)[5,∞)
    1 1239 (1159) 115 (169) 63 (89) 0 (0) 174 (168) 59 (80) 53 (38) 0 (0)
    2 1179 (1134) 138 (184) 89 (88) 0 (0) 547 (593) 140 (116) 118 (96) 0 (0)
    3 581 (567) 53 (74) 35 (28) 0 (0) 384 (360) 55 (93) 73 (59) 0 (0)
    4 384 (418) 84 (61) 46 (35) 0 (0) 208 (223) 44 (37) 31 (23) 0 (0)
    5 484 (523) 71 (50) 40 (22) 0 (0) 393 (344) 77 (104) 43 (65) 0 (0)
    6 341 (405) 68 (22) 26 (8) 0 (0) 612 (530) 123 (172) 58 (91) 0 (0)
    7 676 (708) 78 (64) 36 (18) 0 (0) 314 (332) 79 (61) 38 (38) 0 (0)
    8 373 (448) 79 (45) 55 (14) 0 (0) 452 (404) 89 (120) 49 (66) 0 (0)
    9 201 (230) 46 (43) 37 (11) 0 (0) 421 (295) 52 (107) 42 (113) 0 (0)
    10 375 (445) 62 (49) 68 (11) 0 (0) 558 (349) 80 (177) 36 (148) 0 (0)
    11 545 (649) 133 (98) 121 (52) 0 (0) 1178 (679) 143 (360) 79 (361) 0 (0)
    12 182 (238) 53 (31) 52 (18) 0 (0) 1159 (865) 147 (301) 80 (220) 0 (0)
    注:括号内数值为接触轨偏移值各等级偏离点统计.
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    表  4  全线靴轨燃弧率与最大燃弧时间

    Table  4.   Arcing rate and maximum arcing time of collector shoe-rail for all sections

    区间下行区间上行区间
    燃弧率/
    %
    最大燃弧
    时间/ms
    燃弧率/
    %
    最大燃弧
    时间/ms
    10.0225300
    20.0082600
    30000
    40000
    50.0051000
    60000
    70000
    8000.02546
    90000
    10000.02549
    11000.00939
    12000.00820
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    表  5  全线靴轨动态接触力的平均值与标准差

    Table  5.   Mean value and standard deviation of dynamic contact force of collector shoe-rail for all sections N

    区间下行区间上行区间
    平均值标准差平均值标准差
    1123.920.9126.216.8
    2128.525.9124.520.8
    3123.621.3130.311.4
    4119.819.6125.519.9
    5123.522.8129.712.3
    6130.823.2128.819.7
    7125.925.8128.626.8
    8133.223.7128.521.5
    9130.126.3128.722.2
    10126.728.9126.527.9
    11135.630.8124.228.0
    12126.228.5120.631.8
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    表  6  全线权重系数与CRQI得分率

    Table  6.   Weight coefficients and score rates of CRQI for all sections

    区间里程/km权重
    系数
    CRQI
    得分率
    加权CRQI
    得分率
    11.00.03570.890.03
    21.80.06430.880.06
    31.80.06430.910.06
    40.80.02860.920.03
    51.60.05710.930.05
    62.80.10000.920.09
    71.00.03570.940.03
    82.10.07500.960.07
    91.80.06430.970.06
    102.60.09290.920.09
    115.40.19290.930.18
    125.30.18930.940.18
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-07
  • 修回日期:  2020-04-06
  • 网络出版日期:  2021-06-19
  • 刊出日期:  2021-10-15

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