摘要：在城市轨道交通中，接触网作为牵引供电系统的重要组成部分，其运行状态直接决定了车辆运行安全性。本文首先阐述了城市轨道交通接触网测量方式的优劣势，然后，提出了接触网系统全方位监测方法，具有重要的理论意义和实用价值，为城市轨道交通行业接触网状态检测提供了参考。
关键词：城市轨道交通接触网; 状态检测技术; 监测方法;
接触网的主要功能是通过受电弓为车辆提供电能，以保证车辆的正常运作。由于车辆运行中受电弓与接触网处于高速动态摩擦状态，弓网匹配关系复杂，接触网在车辆长期运行中可能会发生过热现象，甚至导致接触网机械结构损坏，严重时，会造成行驶车辆断电、网络瘫痪等故障，引发安全事故问题。因此，接触网的运行状态是车辆检测的一项重要任务，也是车辆安全运行的基础条件。为了及时掌握接触网运行状态、消除事故隐患，必须采用高效准确的检测方式对接触网运行状态进行检查，分析接触网运行状态是否能满足车辆运营要求。基于此，本文探讨了城市轨道交通接触网状态检测技术，为城市轨道交通行业接触网状态检测提供参考。
1 接触网测量方式
1.1 静态测量
该检测方法是指测量接触悬挂部位的静态尺寸，根据静态数据来判定实际参数和标准参数之间的差距。在车辆停止运行时，检修人员协调便携式装置来测量接触线抬升至、高度等各类静态参数，并进行对比分析。静态测量方法可以保证列车运行初期接触网达到设计标准，在根源上减少了事故发生率，一种最为基础的检测数据，有助于确保机车行驶安全。但静态测量方案可以保证接触网几何尺寸数据的客观性，可以为动态测量提供参考依据。
1.2 接触式检测方式
接触式检测要使用结构检测装置、性能检测装置、灵敏检测装置、误差与线性度检测装置，将这四个装置分别安装到受电弓的四个测角部位。
在接触网和受电弓受流运行中，作用在受电弓的顶部位置，这样受电弓、接触线之间的压力会产生相互作用，形成形变，对应得到弓网两侧的接触力。而四个检测点通过形变数据可以得出拉出值。接触式检测方案运行原理十分简单，可以实现全天检测，但对安装设备要求较高，增加了后期维护难度，所以在一定程度上影响了该方法的测量精度与范围。
1.3 激光雷达扫描法
如图1所示，激光雷达扫描法作为一种非接触式检测方法，主要是利用了激光反射原理。雷达激光扫描技术具有速度快、穿透性强、测量距离长等优势。采用计算机处理雷达信号保证了效率和精度。但是，在列车行驶中，还存在着其他电磁波，可能会干扰雷达信号，在一定程度上会影响电磁波精度。
图1 激光雷达扫描法
1.4 三维图像测量法
在实际应用中，接触网主要是融合了红外线技术，可以全天候检测接触线运行状态。在成本方面，三维图像测量方案通过收集图像信息、经过计算机处理、系统分析，从中获取多项检测数据，可以取代很多的传统检修设施，减少了装备投入量，降低了整体检测成本和运维成本。此外，系统的信息采集和信息处理是两个独立系统，在很大程度上提升了计算精度和效率。随着计算机硬件功能不断强大，该项技术的应用范围也会更加广泛（如图2）。
图2 三维图像测量
1.5 动态测量法
车辆行驶过程中，运行速度、状态随时都在变化，这也促进了动态测量法的生成，要通过动态采集数据获取实时信息。网轨检测车应用了非接触式光学采集方案，并配合线阵摄像机三角形检测技术实现相应功能。动态检测对象是受电弓滑板和接触线之间的动态接触力、分布状态，对二者的实际情况精准测量、定量分析，从而保证系统运行的可靠性、安全性。
2 接触网系统全方位监
2.1 全方位检测技术
(1）智能化监测。如图3所示，接触网系统全方位检测采用了智能化监测设备，可以通过监测到受电弓、接触网相互作用性能，对二者关系优劣进行评估，并结合三维图像测量法得到高清录像以及燃弧监控系统，为受电弓、接触网检修提供数据参数。整个智能化系统采用自动通电运行功能，将所检测到数据信息存储到计算机硬盘中，并自动发布异常数据信息，根据用户实际要求定制4G网络传输信息，以文件形式存储到硬盘中。整个系统由受电弓高清录像与接触网动态导高测量、弓网电弧检测、定位系统、数据传输系统构成。
(2）安全管理监测系统。在智能化系统基础上，全线车辆配备了受电弓运行安全监测管理系统，整个系统可以分为三类配置，包括高配、中配、低配。其中，高配是指受电弓运行安全监测管理系统；中配是受电弓与弓网运行关系监测系统；低配是弓网摄像监控系统。整个监测管理系统中包括车载设备、地面数据设备构成。车载设备可以采集、分析原始图像数据的核心，内部设置了车内处理单元、车顶采集单元、车底补偿单元（高配）；地面服务器是整个系统的数据核心，主要是对不同车次、线路对数据信息进行分别存储，也可以调出用作信息查询和对比分析。
图3 接触网检测系统框架
2.2 功能实现
整个监测系统中，通过激光相位扫描设备获取刚性接触网和柔性接触网导高数据，同时，也可以获取接触线垂直距离、水平距离、拉出值等。弓网受流参数监测主要利用了传感器，获取接触线得动态线高、偏移、硬点、冲击、接触力、燃弧性能、电压、车网侧电流、电位点、跨距监测等，通过高清摄像头可以获取精准信息。接触网检测数据综合分析通过检测数据的传输、管理，对系统终端历史数据、日常运维数据进行对接，通过线路名称、检测车号、行别、起止日程与里程等，获取接触网缺陷分布状况、变化趋势等，进而得出接触网运行质量指数CQI计算。
3 结语
综上所述，不同接触网状态检测方法的特点、优劣势不同，结合接触网实际检测要求和标准，采取有效的状态检修方法，将静态检测、动态检测、接触式检测、非接触式检测等方法组合应用，能够提升接触网状态检测性能。同时，在计算机技术不断发展背景下，接触网系统全方位监测技术势必会成为主流，应跟上时代发展趋势，积极采取先进的检测技术，保证机车行驶安全。
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