关于铁路供电安全检测监测系统（6C系统） 检测数据分析的探讨

吕广

摘 要：牵引供电系统是电气化铁路的重要组成部分，其运行品质直接决定电气化铁路的安全和效益。为确保牵引供电系统安全稳定运行，增强供电的可靠性和连续性，就需要一个优质高效的牵引供电运行状态检测系统和分析评价方法，对牵引供电系统的运行状态及问题缺陷进行快速、正确的分析。

关键词：铁路;供电;检测;分析

中图分类号：U229 文献标识码：A

1 铁路供电安全检测监测系统（6C系统）检测数据的分析的重要性

随着铁路供电安全检测监测系统（以下简称“6C系统”）在电气化铁路接触网运行和检修中推广运用，其检测数据分析与评价为接触网运行和检修提供了可靠依据，大大提高了接触网检测、监测和运行、检修水平;同时在电气化铁路接触网故障处理中有效应用6C系统的检测数据分析，提高了故障查找处置效率和分析水平，最大限度地压缩故障停时，6C系统检测结果数据的分析与诊断就变得尤为重要。

分析诊断是根据接触网检测结果，判断设备运行状态、预测设备状态变化趋势、判定缺陷等级，为维修提供依据的基础。接触网设备应充分利用6C系统等手段，定期进行检测，开展即时、定期分析诊断，按照标准值、警示值、限界值界定设备状态，划分缺陷等级，为设备维修提供依据。

2 6C装置及检测特性

6C系统目的是对高速铁路的牵引供电系统进行全方位、全覆盖的综合检测监测，主要功能包括對高速接触网悬挂参数和弓网运行参数的检测，对接触网悬挂、腕臂结构、附属线索和零部件的检测，对接触网参数的实时检测，对动车组受电弓滑板状态及接触网特殊断面和地点的实时监测等，对接触网运行参数和供电设备参数的实时在线检测。

（1）高速弓网性能综合检测系统（C1）。高速弓网综合检测装置，在综合检测列车安装的车载式接触网检测设备，随着综合检测列车在高速铁路上巡回检测运行，对高速铁路接触网的参数和状态、高速弓网关系进行综合性检测。

检测项目：弓网动态作用参数;接触网几何结构参数;供电参数;弓网运行环境图像监视系统;定位参数及辅助信息。

（2）接触网安全状态巡检系统（C2）。接触网安全巡检装置，在运营动车组上临时安装的检测设备，对接触网的状态进行检测，统计分析接触悬挂部件技术状态，指导接触网状态维修。

检测项目：监测接触网设备有无明显脱、断、偏移及其他异常情况，有无鸟巢、危树等可能危及接触网供电的周边环境因素，有无侵入机车车辆限界、妨碍列车运行的障碍等。

（3）接触网运行状态检测系统（C3）。在运营的动车组加装车载接触网运行状态检测装置，随着运营动车组的运行监测接触网的运行状态，以实现高速铁路接触网状态的全覆盖、全天候的动态检测。系统同时为动车运行过程中出现的异常提供可靠的分析依据和预警信息。

检测项目：接触线动态拉出值、高度、接触线的相互位置;燃弧次数、燃弧时间、燃弧率;接触网温度。

（4）接触网悬挂状态检测监测系统（C4）。安装在接触网作业车或专用车辆上，周期性地对接触网支持装置、接触悬挂等零部件进行高分辨率成像，对接触网潜在缺陷进行预测和判断。装置包括多组高清晰摄像机、相阵相机、图像采集、分析处理设备等。

检测项目：接触线几何参数、接触网接触悬挂、绝缘部件、线路开关、附加导线、各种拉线、硬横跨及软横跨、上跨桥及交叉跨越线路情况、线夹、吊弦、定位管等技术状态检测。

（5）接触网与受电弓滑板监测系统（C5）。在高速铁路的车站、动车组出入库区域、车站咽喉区加装受电弓滑板监测装置，对受电弓滑板的损坏、断裂等重要隐患的动态自动检测和车顶异物及关键部件状态的室内可视化观测，及时发现运营动车组受电弓滑板的异常状态，指导故障消缺，确保接触网和受电弓的运行状态良好。采用高速、高分辨率、非接触式图像分析测量技术。

检测项目：监测动车组受电弓滑板的技术状态。

（6）接触网及供电设备地面监测系统（C6）。在接触网特殊断面（如：定位点、隧道出入口）及牵引变电所设置的监测设备，接触网及供电设备地面监测装置主要包括测量传感器、数据采集装置、数据传输装置、电源系统等，指导接触网及供电设备的维修。

检测项目：接触网张力、振动、抬升量、线索温度、补偿位移;供电设备的绝缘状态、电缆头温度等参数。

3 6C系统检测数据的分析诊断

数据分析方法有多参数分析、多源分析、阈值分析、对比分析、波形图分析等方法;图像分析方法有经验分析、对比分析、标准设备对比分析、正反方向分析、智能辅助分析等方法。

下面就运用对比分析的方法对检测数据的分析评价进行探讨。

检测数据分析方法——对比分析：对比分析法是数据分析中最常见也是最基础的分析方法，对比分析法也会被称之为比较分析法，是将两个或两个以上相互联系的目标数据进行比较，分析其变化情况，了解目标的本质特征和变化规律。对于检测数据分析中，我们从标准对比，时间对比以及空间对比三个方面入手。

（1）标准对比，根据检测结果的多个参数，特别是拉出值、导线高度、接触线坡度、定位器坡度，线索的相对位置等几何参数的分析，对各个参数的变量进行绝对数对比与相对数对比，动态检测与静态测量相对比。

例如，弓网综合检测装置的检测数据结果，可以对比一杆一档资料进行缺陷数据的位置确认及复核;对比接触网平面布置图查找设计形式及设计数值;对比设备供电分段示意图分析从供电方式上引起的电气方面产生过的影响;分析设备履历，对比实际设备从施工结束到现在运营期间的技术改造和设备大修情况;对比设备动态检测结果与静态检测记录，从而分析设备在几何位置、机械关系以及电气关系方面的数据变化和原因。

在数据分析中，绝对数对比一般是指正数之间的对比，而相对数对比一般是相对数之间的对比，如转化率、增长率、完成率等。从而分析出数据的本质以及引起数据变化的原因，综合分析线，不孤立分析点，从而判断供电设备的实际运行状态。

（2）时间对比，依据时间轴对比分析检测结果。

分析诊断包括即时分析诊断、定期分析诊断。

即时分析诊断：数据分析人员对车上（移动）及地面（定点）检测、监测装置获取的数据报警、异常信息的及时分析判断;出现接触网跳闸、自动降弓及其它弓网异常情况时调用6C检测装置获取数据的及时分析诊断。即时分析诊断要判断缺陷等级及影响程度，即时分析人员当发现设备异常、严重缺陷时，应及时将相关信息通知设备管理单位技术主管部门及其它相关单位、部门。检测过程中对历史缺陷趋势变化进行追踪分析。

定期分析诊断：定期分析诊断是指按照缺陷数据、全面分析、季节性关键性问题分析项点，在规定的时限内完成分析任务，并填写分析日志形成分析报告。

时间对比，依据时间轴对比分析检测结果侧重于环比分析，环比分析一般体现该时间段对比上个连续时间段的数据变化情况。通过分析项目波形曲线，并细分为：浏览行为，轻度交互，重度交互等事件，即可以提高数据分析的实效性，需要的数据可立即提取，又大量减少数据分析人员的工作量，从而提高分析效率。特别是对于6C检测结果的电气参数以及几何参数的分析。如接触网电压、接触网温度、离线率、弓网接触压力、垂直加速度等不同参数间对比，例如C1的动态曲线，利用当前数据与历史多个时间段检测数据的对比，同一区段设备静态检测记录，最近周期与以往不同周期的数据对比，从而比对出检测数据变化的规律，判别设备缺陷根本原因，治标又治本。

（3）空间对比同比分析波形图。我们不仅在时间轴上环比分析，还可以将C1、C2、C3、C4、C5、C6装置的检测结果多源性空间对比。空间对比应侧重于同比分析，本期与上年同期的量级变化比，例如本日、本月、本季、本年度内的量级变化对比往年同日、同月、同季、同年度内的量级变比。例如，C1装置出现的超标数据，在环境因素方面可以同比C2装置的检测结果，分析环境方面产生的影响;在电气参数及动态几何数据方面，同比C3装置的报警数据，分析设备超标数据有无重合点;设备机械关系方面，同比分析C4装置的检测结果，同比设备结构有无变化异常状态，从而引起检测数据超标;与受电弓有关及弓网之间的参数，同比C5装置的监测结果，同比是否由于受电弓的原因引发超标数据;充分利用C6装置的监测数据，同比相关超标数据，及时准确分析设备的实际运行状态。

同比主要是为了消除可能存在的周期变动的影响，当连续两个周期波动特别大的时候，就不能只用环比去进行效果评估了，则需要将同比与环比放在一起进行分析。比如同一线别各个检测参数的平均数、中位数、最大值、最小值等。在选择具体使用哪个数据指标时，需要考虑结果的取向性，提取季节性关键性数据。

4 结语

本文从运用对比分析方法探讨了6C系统检测结果分析方法，为了充分发挥6C系统作用，提高供电设备安全风险超前防控能力，分析人员要综合运用各种检测数据与结果，充分了解各个检测装置特性，熟练掌握分析方法，靈活使用分析模式。通过各装置的数据库对检测监测数据进行综合分析、专家诊断，最终成为综合处理功能的安全检测与监控平台，更好的为铁路供电设备运行维修以及安全生产运输服务，使之成为全路高速铁路供电设备安全运行的技术保障。

参考文献：

[1]高速铁路供电安全检测监测（6C系统）系统总体技术规范（铁运[2012]136号）.

[2]高速综合检测列车检测系统暂行技术条件（铁总科技[2014]37号）.

[3]速铁路接触网运行维修规则（铁总运〔2015〕362号）.

[4]中国铁路北京局集团有限公司供电安全检测监测（6C）系统标准化建设管理办法（京铁供〔2019〕230号）.