《高速铁路弓网系统运营安全保障成套技术与装备》

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高速铁路受电弓-接触网系统(简称“弓网系统”)是动车组获取电能的唯一途径。弓网系统服役性态直接关乎中国2.5万公里高速铁路的运营安全。围绕高速铁路弓网系统在高速滑动、持续振动、频繁拉弧、恶劣气候等复杂环境下服役性态的检测监测、诊断评估与检修维护等系列重大技术难题,开展系统的理论研究、技术创新与工程应用,对于保障高铁安全运营与效能提升具有重大意义。

揭示了接触网结构位移与几何参数畸变的内在关系和动态电弧对弓网受流性能的影响规律,解决了弓网服役性态和受流性能的表征难题。建立弓网耦合振动模型,揭示了接触网结构位移与几何参数、接触压力的内在关系,提出了接触网平顺性表征参数及其指标;建立弓网动态电弧模型,揭示了动态电弧演变对弓网受流性能的影响规律,提出了弓网受流性能表征参数及其指标。

突破了高铁弓网系统检测监测与诊断评估系列关键技术,解决了接触网零部件松脱断裂智能识别、弓网服役性态诊断评估的国际难题。发明弓网高速滑动、车体与弓网持续振动的动态补偿方法,解决了几何参数精确检测难题;发明图像处理与机器学习相结合的系列智能识别方法,攻克了全天候、多目标、多尺度弓网零部件松脱断裂的快速识别难题;发明弓网机-电-热检测参数的关联评估方法,实现了频繁拉弧时弓网受流性能的准确评估;提出不同时空、多源异构检测监测信息的融合技术,实现了弓网服役性态的综合评估。

研制了首套高铁弓网系统运营安全保障成套技术装备,支撑了世界规模最大高铁网的安全运营。开发了全天候、全方位的高铁弓网系统检测监测系列装置;建立了基于大数据技术的供电段、铁路局和铁路总公司三级架构的数据处理与诊断评估中心;研制了“检测-维护-抢修”一体化和高空、跨线、多工位作业的贯通式接触网检修列等检修维护重大技术装备。

首创了高铁弓网系统运营安全保障技术体系,提升了高铁安全运行与运维管理水平。建立了涵盖检测监测、诊断评估、检修维护的高铁弓网系统运营安全保障技术架构;制订了高铁弓网系统运营安全保障装备的技术规范16项;提出了“预防为主、重检慎修”和“定期检测、状态维修、寿命管理”等系列运维管理思想,制订了检修维护、事故抢修和安全控制规则11项。

授权发明专利25项、实用新型专利39项、软件著作权66项;出版著作3部,发表SCI、EI期刊论文56篇。填补了高铁弓网系统运营安全保障技术体系的国际空白;动态几何参数误差、振动补偿误差、缺陷误判率、燃弧功率密度分辨率等核心技术指标优于国外。鉴定意见为“整体上达到国际领先水平”。

已应用于全国所有的18个铁路局集团有限公司,为保障中国高铁安全运营发挥了不可替代的作用,并推广到重载、普速电气化铁路和城市轨道交通。近三年新增销售额34.34亿元,新增利润5.14亿元,全路减少接触网大修成本支出约10亿元,其它间接经济效益逾18亿,社会经济效益显著。

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