【4.1】(不平顺谱)刚性接触网的不平顺分析_韩柱先
沪昆线与金温线轨道不平顺谱的分析
动加速度进行 相干分 析 ， 并结 合 车体加 速度 功率 谱分 析 ， 归 纳出轨道 不平顺 不利波长的范 围， 为轨道 的养护 维修 和管理
提供 了理论 和实践 指导． 然后再对 各项轨道 不平顺 谱值进 行
积分 ， 得出 Ｔ Ｉ Ｑ 单项指数 与各 轨道不平顺谱 面积值具有 很好 的相关性 ， 从而验证 了用 功率谱 评价 轨道 质 量 的可靠 性． 最 后建议将轨道不 平顺 功率谱 作 为控制 提速线 路 轨道质 量 的
ｔａ ｋ ｉｒ ｇ ｌｒ ｔ ｐ ｃ ｒ ｍ ｒ ａ Ｃｏ ｓ ｑ ｅ ｔｙ ｉ ｐ ｏ ｅ ｈ ｒ ｃ ｒ ｅ ｕａ ｉｙ ｓ ｔ ｕ ａ ｅ ． ｎ ｅ ｅ ｕ ｎｌ ，ｔ ｒｖ ｓ ｔｅ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ ｏ ｐ ｒ ｉｉ ｇ ｔ ｅ ｔａ ｋ ｑ ａ ｉ ｔ Ｓ ａ ａ ｙ ｉ ． ｅ ｉ ｉ ｔ ｆ ａ ｐ ａｓｎ ｒ ｃ ｕ ｌ ｙ ｗｉ Ｐ Ｄ ｎ ｌｓｓ ａ ｉ ｈ ｔ ｈ Ｆ ｎ ｌ ｔ ｅ ｔａ ｋ ｉｒ ｇ ｌ ｒｔ ｐ ｃ ｒ ｍ ｓ ｐ ｏ ｏ ｄ ｔ ｎ ｉ ａ ｌ ｈ ｒ ｃ ｒ ｅ ｕ ａ ｉｙ ｓ ｅ ｔ ｕ ｉ ｒ ｐ ｓ ｏ ｂ ｏ ｅ ｙ， ｅ ｅ ｏ ｈ ｉ ｎ ｉｅ ｏ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｔａ ｋ ｇ ｏ ｔｙ ｆ ｒｓ ｅ ｄ ｕ ｆｔ ｅ ｍａ ｎ ｉ ｄｃ ｓ ｔ ｏ ｔｏ ｒ ｃ ｅ ｍｅ ｏ ｐ ｅ — ｐ ｈ ｔ ｒ
ｅ ｃ ｔ ａ ｋ ｒ ｅ ｕ ａ ｉ ｓ ｃ ｒ ｖ ｌ ｅ ｉ ａ ｃ ｌ ｔｄ ａ ｈ ｒ ｃ ｉｒ ｇ ｌｒｔ ｙ ｐ ｔｕ ｅ ｍ ａｕ ｓ ｓ ｃ ｌｕ ａ ｅ ．Ｔｈ ｅ
ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ａ ａ ｈＴ Ｉｈ ｓａ ｃ ｓ ｅ ｔ ｎ ｈ ｔ ａ ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｔ ｔ ｃ Ｑ ａ ｌ ｒ ｌ ｉ ｓ Байду номын сангаас ｗｉ ｅ ｃ ｓ ｈ ｅ ｏ ｅ ａｏ ｐ ｈ
隧道内刚性悬挂接触网汇流排振动参数的监测与分析
河南科技Henan Science and Technology 电气与信息工程总第812期第18期2023年9月隧道内刚性悬挂接触网汇流排振动参数的监测与分析王小刚高金山（中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司，新疆乌鲁木齐830092）摘要：【目的】探索隧道内刚性接触网汇流排对运行速度为200km/h及以上动车组的适应性，通过监测汇流排的振动参数，来完善我国刚性悬挂接触网汇流排养护体系。
【方法】构建汇流排振动监测系统，并将其应用于某隧道内的实车试验中，对接触网分段绝缘器处、悬挂点跨中处汇流排的振幅和振动频率进行监测，并通过监测系统对监测数据进行分析。
【结果】试验数据表明，随着列车行驶速度的加快，汇流排的振幅逐渐增加，振动频率稍有增加，分段绝缘器旁的振幅和悬挂点跨中的振幅接近，跨中的振动频率比分段绝缘器旁的振动频率要更加集中。
【结论】研究结果为应用在200km/h及以上运行速度的动车组中的刚性悬挂接触网汇流排的设计、施工和运维提供数据支持。
关键词：刚性悬挂接触网；汇流排；振动监测；惯性测量；隧道中图分类号：U221文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）18-0004-05DOI：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.18.001Monitoring and Analysis of Vibrational Parameters of Rigid SuspendedCatenary Busbar in TunnelsWANG Xiaogang GAO Jinshan（China Railway Urumqi Bureau Group Co.,Ltd.,Urumqi830092,China）Abstract:[Purposes]This study aims to explore the adaptability of the rigid catenary bus bar in the tun⁃nel to the EMUs with a running speed of200km/h or above,and to improve the maintenance system of the rigid catenary bus bar in China by monitoring the vibration parameters of the bus bar.[Methods]The vibration monitoring system of the bus bar is constructed and applied to the real vehicle test in a tunnel. The amplitude and vibration frequency of the bus bar at the segment insulator of the catenary and the mid-span of the suspension point are monitored,and the monitoring data are analyzed by the monitoring system.[Findings]The test data show that with the acceleration of the train speed,the amplitude of the bus bar increases gradually,and the vibration frequency increases slightly.The amplitude of the section insulator is close to that of the suspension point,and the vibration frequency of the middle span is more concentrated than that of the section insulator.[Conclusions]The research results provide data support for the design,construction,operation and maintenance of rigid suspension catenary bus used in EMUs with running speed of200km/h and above.Keywords:rigid suspended catenary;busbar;vibration monitoring;inertial measurement;tunnel收稿日期：2023-03-17基金项目：中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司“通过监测设备掌握隧道接触网刚性悬挂运行状态”（2021-kj-11）。
接触网的检测及数据处理与分析
0.35 0.3
京津 武广 郑西
弹性(mm/N)
0.25
0.2
0.15
0.1 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
距离 (m)
二、检测的内容及评价
接触网弹性
弹性实测值与计算值比较，可找出施工精度不够的地方
二、检测的内容及评价
接触线磨耗
接触线磨耗过大会导致接触线抗拉强度下降 接触线磨耗的测量一般测量接触线底面宽度，计算残存 高度，磨耗面积
二、检测的内容及评价
燃弧
EN50367要求的最大速度下的燃弧率
——小于250km/h线路 燃弧率不超过0.1%
——大于等于250km/h线路 燃弧率不超过0.2%
考虑燃弧的最小持续时间 5ms
局限性 取流情况下才有电弧产生
弓网接触过紧的情况不能反映
二、检测的内容及评价
定位点处的接触线抬升
在接触网支柱上安装固定的测量装置测量受电弓通过 时定位点处接触线的抬升，运用于以下情况
接触线空间几何位置参数
接触线不能离开弓头的工作范围 接触线在滑板上的往复运动范围应尽可能大 接触线坡度变化满足弓网动态性能要求
二、检测的内容及评价
接触线空间几何位置参数
检测结果评价标准为设计值及其施工误差要求
郑西客专
接触线高度: 预弛度：
5300 m 无
允许误差 接触线高度 支持点之间高度差 结构高度
二、检测的内容及评价
燃弧
电弧是指通过滑板和接触线之间的电流流动，通常伴 有强光产生。
测量燃弧应记录的数值：
——每个电弧的持续时间
——测试期间的列车运行速度
铁路轨道复合不平顺的分析与整治汇总
轨道复合不平顺的分析与整治轨道复合不平顺是指铁路轨道同一地点存在多种病害或相邻地点存在连续多处同一种病害。
轨道复合不平顺比轨道单项不平顺对行车安全威胁性更大，对于此类病害应引起高度重视，特别是在铁路第六次提速区段，建议将此类病害提级处理，即一级病害按二级及以上病害处理；二级病害按三级及以上病害处理。
迄今为止，我国铁路尚未对轨道复合不平顺规定过安全标准值，但是因其对行车安全威胁性大，有必要对其加以探讨。
轨道复合不平顺的形式很多，按照引起机车车辆横向力、垂向力复合方式不同，分为逆相位复合不平顺、顺相位复合不平顺、谐波振动复合不平顺等主要三种形式。
一、轨向、水平逆相位复合不平顺当存在轨道方向不平顺引起的车辆横向力与轨道水平不平顺引起的车辆横向力作用一致时（如图1所示：方向为正，水平为负），为轨道轨向、水平逆相位复合不平顺，对列车运行安全威胁最大。
图1 轨向与水平逆相位复合不平顺示意图1、轨道方向复合复合不平顺的计算公式如下：△y = ∣y―1.4△ h∣（公式1）式中：△y ---方向不平顺复合值y ----- 方向不平顺值△h --- 水平不平顺值2、轨道轨向、水平逆相位复合不平顺对行车安全指标的影响我们直接引用西南交通大学翟婉明教授著《车辆—轨道耦合动力学》对此项病害的计算结果（见表1）。
需要说明的是，这里选用的是一个波长为10米的方向不平顺，对应波长为12.5米的水平不平顺的逆相位复合不平顺。
表1：轨道复合不平顺对行车安全指标的影响表中：△h ----水平不平顺值y ----- 方向不平顺值P ------ 轮轨垂向作用力Q ------ 轮轴横向水平力Q/P ------ 脱轨系数△P/P ----轮重减载率a cy--------- 方向不平顺引起的水平加速度a c△h ------- 水平不平顺引起的水平加速度从表中可以看出，对轨道水平和方向逆相位复合不平顺安全限值起主控作用的动力学系数是轮重减载率，将轮重减载率静态指标控制为≤0.60，准静态指标控制为≤0.65，动态指标控制为≤0.80，脱轨系数动态指标控制为≤0.80。
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺
不平顺的随机特性。所以轨道不平顺波形不能用单一的简谐、三角、指数或抛物
线等规则的波形来描述，可以看作是由许多无法预知的不同频率、不同幅值、不 同相角的简谐波迭加而成的复杂的随机波。本质上讲，轨道不平顺是一个随机过 程，是里程位置的随机函数，任一特定区段的轨道不平顺可看成随机过程的一个
样本，波幅（轨道不平顺的深度）和波长（轨道不平顺的长度）都是随机变量。
轨道不平顺实例波形
性质：
(1) 普遍性：由于铁路轨道结构的复杂性以及在建造、运营、管理等方面各种 因素的共同作用，任何轨道结构都普遍存在不平顺，只是幅值大小不同而已。铁 路工务部门对线路用轨道检查车进行长期、大量检查，证明无论是有缝线路还是 无缝线路，轨道的轨距、高低、方向、水平总是存在不平顺。 (2)随机性：轨道不平顺的形成和发展是诸多具有随机性的因素共同作用的结 果，这些因素包括：钢轨的初始平直性，钢轨磨耗、损伤，轨枕间距不均、质量 不一，线路施工高程偏差，道床的级配和强度不均、松动、脏污、板结，路基下 沉不均匀、刚度变化，道床、路基的不均匀残余变形积累，机车车辆时刻变化的 动力作用，以及雨雪、气温、地震等自然环境因素，它们综合作用，造成了轨道
作为单元区段，分别计算单元区段内左、右高低、左、右轨 向、轨距、水平、三角坑七项几何参数的标准差。各单项几
何不平顺幅值的标准差称为单项指数，七个单项指数之和作
为评价该单元区段轨道平顺性综合质量状态的轨道质量指数。 其计算公式为：
TQI i
i 1 i 1
7
7
1 2 ( xij xi ) n j 1
变化。这种短时间（通常几秒钟）的车体以某一自振频率进行大振幅的共振现
象可在试验波形中测得。
6.2 轨道不平顺的类型
基于数据建模的铁路弓网接触力辨识
Vol.42No.4July ，2021中国铁道科学CHINA RAILWAY SCIENCE第42卷，第4期2021年7月基于数据建模的铁路弓网接触力辨识郭剑峰1，柯在田1，刘金朝1，张文轩1，杨志鹏1，崔玮辰2（1.中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所，北京100081；2.北京交通大学电气工程学院，北京100044）摘要：在对载荷辨识技术应用情况进行分析的基础上，基于铁路弓网综合检测数据，先结合数据特征进行时域分析、频域分析、趋势项消除及区段融合等预处理，后分别采用机器学习中的BP ，ELM 和LSTM 神经网络3种数据建模方法，分别以4个受电弓振动加速度和2个硬点振动加速度为输入，对弓网接触力进行数据建模载荷辨识，并与试验结果进行对比。
结果表明：采用3种神经网络建立的数值模型均可通过受电弓和硬点振动加速度数据辨识出弓网接触力的区段大值；采用4个振动加速度建立的数值模型较采用2个硬点加速度有更好的辨识效果；采用LSTM 神经网络建立的数值模型避免了训练过程中的梯度爆炸和梯度消失等问题，具有较高的辨识相关性。
关键词：数据建模；弓网接触力；载荷辨识；受电弓；硬点；振动加速度；神经网络中图分类号：U225.1文献标识码：Adoi ：10.3969/j.issn.1001-4632.2021.04.17电力机车通过受电弓滑板与接触网接触线之间的滑动接触获取电能。
列车运行中当受电弓通过相对静止的接触网时，接触网受到外力激励后在受电弓与接触网2个系统之间产生动态的相互作用力，即弓网接触力。
受电弓弓体振动剧烈时，可能造成受电弓滑板与接触网接触线脱离接触，弓网间形成离线，产生电弧和火花，加速设备的损伤并对通信产生电磁干扰；此外，还可能直接影响受电弓受流，造成供电瞬时中断，使列车失去牵引力和制动力。
为保证弓网可靠接触，弓网间必须保持一定范围的接触力。
因此，保持弓网接触力在标准范围内可以提高弓网接触的可靠性，进而保障列车的运行安全。
探究轨道交通刚性接触网接触线抽脱事故应急处置措施 韩青
探究轨道交通刚性接触网接触线抽脱事故应急处置措施韩青摘要：刚性接触网是地铁系统安全运行的关键部件，接触线抽脱是最为严重的故障之一，轻则造成长时间瘫痪，重则造成塌网事故危及人身安全。
本文研究了接触线在不同位置出现抽脱后的处置办法，具有一定的指导意义。
关键词：接触线、抽脱、锚段关节、应急汇流排1事故案例及处置分析2015年3月10日11点26分，国内某地铁2号线世纪公园至张江高科区段往广兰路方向突发供电故障，最终导致该区段列车停运5小时，同时还造成2号线其他区段列车限速运行。
事故具体原因为列车受电弓故障，导致接触网大面积抽脱,供电中断。
此次事件根据《运营事故（事件）调查处理规则》，定性为一般事故。
城市轨道交通正线刚性接触网弓网故障发生时，无法选择替代线路恢复运行，故线路抢修恢复速度将直接影响线路中断时间。
事故处理情况分析此次事故的处理所需时间较长，主要体现在现场清理及设备安装方面。
主要步骤有：①受电弓拆除→②电客车牵引出清→③脱落接触线剪断出清→④受损锚段汇流排更换→⑤接触线放线→⑥接触网参数调整。
从接触网专业角度出发，此次事故关键点主要为：脱落接触线剪断出清（需使用放线小车对受损接触线进行放线脱出）、受损锚段汇流排更换、接触线放线（需使用放线小车对新接触线进行放线入槽）、接触网参数调整。
其中受损锚段汇流排更换以及接触网两次放线为此次抢修事故抢修难点及主要耗时点。
由于在发生此类故障时，局部接触线损伤将导致接触网整锚段（约250m）接触线的重新放线，工艺要求高，耗时长。
如何规避故障范围内接触网放线作业，将成为缩短抢修时间的关键所在。
综述原因，结合接触网先通后复的抢修原则，本文将讨论通过模块化的备品备件抢修组装，快速恢复客车运行基本条件，从而减少抢修时间，将彻底恢复性工作挪移至夜间施工作业时间段内完成，从而减少事故抢修时间，最大可能保障运营，缩小事故影响。
2处置方法探究抢修模块的制定主要根据故障发生时，受损接触网设备情况及设备所处位置进行分类讨论。
铁道工程-第六章 轨道几何形位之轨道不平顺功率谱密度
和林建辉（2002），曾志平、 余志武（2008）等所做工作。
七、轨道不平顺功率谱密度
长铁院随机振动研究室建议的轨道谱
Sv ( f ) 2.755 103 f 2 8.879 101 f 4 2.524 102 f 2 9.61 107
Sa ( f ) 9.404 103
2 /
( 3m) ( 3m)
A和B为系数，对于高低不平顺，有
A 2 10
6
B 0.36
七、轨道不平顺功率谱密度
日本轨道谱 G( f ) Af
n
七、轨道不平顺功率谱密度
美国六级轨道谱
kAv S v ( ) 2 2 2 ( c )
2 c
kAa S a ( ) 2 2 ( 2 c)
铁科院王澜——20C80Y, 0.01～1m 短波
铁科院罗林课题组——20C90Y，主要干线
和不同轨道结构、质量状态以及曲线、桥梁、 焊缝等特殊地段的轨道谱
陈宪麦——21C10Y，秦沈线，干线铁路
此外，夏学文和谢世浩（1991），李成辉（1997），陈 果、翟婉明等人（2001），王福天、周劲松（2002），赵桦
Ag c Aa 2 c Sa () S g () 2 2 2 2 2 2 2 ( 2 2 )( ) ( 2 )( )( r c r c s)
2 2
七、轨道不平顺功率谱密度
2 国内研究现状
国内：长沙铁道学院——20C60～70Y，京广线
七、轨道不平顺功率谱密度
（一）轨道不平顺功率谱密度的基本概念
2、轨道不平顺的功率谱密度估计 对于长度为（0～x）的轨道不平顺平稳样本 x 的功率谱 ˆ f 定义为： 密度估计值G x 在频率 f 到 f f 微小带宽内的均 2 ˆ f , f 除以带宽 f ，即 方值 2 ˆ f , f ˆ
刚性接触网汇流排的有限元分析
效果明显，原后坝坡常年湿润 的情况 已经不存在，集中出水 点 已经干涸 ，总渗透量 由帷幕灌浆前的 １ ２ ． ３ Ｌ ／ ｓ降至帷幕灌
浆 后的 ０ ． ５ ９ Ｌ ／ ｓ ，防 渗 效 果 显 著 。
参考 文献
［ １ ］范 美师 ， 何 向英， 张 忠福 ． 会 泽 县驾 车水 库岩 溶防 渗处 理工 程实 例［ Ｊ 】 ． 人
岩石 节理 、裂 隙发育 、碳酸盐岩 的可溶性使岩石 中形成大量 溶隙，溶洞 ，并由裂 隙、层面沟通 ，形成 网状渗流通道 ：由 于河 谷的侧 向侵蚀 ，形成 了枢纽 区一带 的河 曲，大坝成为凸 岸 ，加速 了纵 向岩溶通道的发育，并产生绕坝渗漏；基于岩
溶 发 育 对 河 流 排 泄 基 准 面 的适 应 性 ， 渗 漏 主 要 部 位 位 于 高 程
大坝渗漏主要 为以下 ４ 个方面 ；岩层走 向与河谷走 向一致，
并沟 通 上 下游 ，形 成 了沿 层 面 渗 漏 的 通 道 ；地 质 构 造 复 杂 ，
分４ Ｏ 段进行压水试 验， 其透水率在 １ ． ８ Ｌ ｕ －５ ． ６ Ｌ ｕ之问， 完
全 符 合 设计 要 求 。大 坝 通 过 帷 幕 灌 浆 处 理 之 后 ，坝 体 的 防渗
２ ． ４ 渗 漏 分 析
１ １ ９ Ｌ ｕ ，其 中，Ｚ Ｋ ２ １孔在 高程 １ ９ ３ ９ ． ９ ～１ ９ ３ ７ ． ６ ｍ、１ ９ ３ ３ ． ２ ～
１ ９ ３ ２ ． ０ ｍ、１ ９ ３ １ ． ４ ～１ ９ ３ ０ ． ４ ０ ｍ 以下 见 方 解 石 及 脉 充 填 小裂 隙 ， 未 见 溶 洞 及 张 口裂 隙 。 高 程 １ ９ ２ ０ ． ０ ０ ｍ 以下 直 到 终 孔 高 程
不平顺谱对列车轨道系统动力性能影响的对比分析
不平顺谱对列车轨道系统动力性能影响的对比分析张重王[越南];刘学毅;苏成光;赵林【摘要】Track irregularity is one of the main factors affecting train-track system dynamics response. In order to analyze contrastively the influence of irregularity spectrum on train-track system, train-ballastless track-roadbed system vertical coupling dynamics model is established based on fundamentals of wheel-rail system dynamics, and the influence of irregularity spectrum of different tracks on train-track system dynamics response is analyzed. The results show that train-track system dynamics responses are different remarkably under different track spectrums. American track spectrum has the most impact on train and track system dynamics response, while Wuhan-Guangzhou track spectrum has minimal impact, but its track system dynamics response is similar to that of Germany spectrum. Reasonable track spectrum shall be selected accordingly. The existing Wuhan-Guangzhou irregularity spectrum was tested at the early age of operation and its irregularity spectrum applies only to the initial operation stage of high-speed lines. In view of Wuhan-Guangzhou high-speed rail which has been in service for several years, irregularity spectrum should be retested to reflect accurately actual situations.%轨道不平顺是影响高速列车-轨道系统动力响应的主要因素之一，为了对比分析不平顺谱对列车轨道系统的影响，运用轮轨系统动力学的基本原理，建立列车-无砟轨道-路基系统垂向耦合动力模型，计算分析3种不平顺谱下车辆和轨道系统的动力响应。