别碧勇

(中铁磁浮交通投资建设有限公司 湖北武汉 430060)

1 引言

综合联调(简称联调)是轨道交通工程建设过程中的重要环节，主要目的是验证各系统设备接口功能，检验人与设备的协同运转，为试运营打好基础[1]。中低速磁浮是一种新的轨道交通制式，其联调内容、联调重难点与轮轨制式有所不同。国内外目前关于这些方面的研究成果和可借鉴的经验极少。鉴于此，笔者在完成长沙磁浮快线综合联调的基础上开展研究，总结分析了中低速磁浮交通工程综合联调重难点，介绍了联调相关设备仪器研发与试验情况。

2 长沙磁浮快线综合联调简介

长沙磁浮快线起于长沙南站，止于黄花机场，线路长18.55 km[2]，全线设3座高架站，预留2站，工程于2014年5月开工，2016年5月6日开通试运营。长沙磁浮快线综合联调内容包含21个调试项目，见表1。

表1 长沙磁浮工程综合联调项目与类别[3]

联调方案于2015年12月通过专家评审并开始实施，历时3个月，完成了全部21项调试项目、1 949个具体测试项的测试。一次测试合格率96%，问题项统计中软件和设备问题占比居多[4](见图1)；二次复测合格率100%，为后续开通运营打下良好基础。

图1 联调问题库属性统计

3 中低速磁浮综合联调重难点分析

3.1 与轮轨制式联调的主要差异

中低速磁浮交通一般采用短定子制式，列车悬浮于轨道上8 mm运行，运行方式的变革带来联调方面的较大差异，在列车、轨道、信号、供电、道岔等系统设备的联调方面都有其特殊性。例如，对轨道的平顺度要求提高，轨道动态调试的测试项和指标要求相应提高；列车与轨道无接触，测速和定位方式差别较大，信号系统与道岔、站台门的联动测试项目差别较大。

另外，中低速磁浮列车比一般轮地铁列车的速度高，最高运行速度可达120～160 km/h，这也会带来一些差异。例如，同样是DC1500V接触轨供电，中低速磁浮列车因为运行速度更高，对受电靴性能、靴轨耦合性的要求更高，与之对应的调试项目和评价标准也要求更高。

3.2 联调重难点分析

中低速磁浮与轮轨地铁差异性较大之处，也是其联调重难点所在，下面列举几例分析。

(1)轨道及车轨耦合调试

中低速磁浮列车沿轨道“飞行”，虽然不接触轨道，但轨道平顺性直接影响行车安全、运行效率和乘坐舒适度。所以磁浮轨道的精度要求更高，例如轨距允许偏差±1.0 mm，水平允许偏差±3.0 mm。

轨道调试主要是测试安装精度和变形控制是否达到列车的需求。首先静态精调，需考虑承轨梁静活载，增设等待荷载，以尽可能同动态调整量接近；然后在系统联调中，结合车辆运行情况完成动态精调。轨道检测的各项参数，是磁浮列车悬浮控制参数设置的重要依据，如果两者不匹配，车轨耦合性就不达标，就可能出现异常振动、悬浮控制点失稳甚至“砸轨”等现象，影响行车稳定和安全。

(2)供电系统调试

中低速磁浮供电系统与轮轨制式供电系统主要差异在于接触轨形式、回流方式、杂散电流防护等[5]。供电系统调试重难点有接触轨冷滑、热滑，以及靴轨耦合性测试。冷滑需要结合工程实际情况，针对性地制定调试方案，还需要有专业调试设备。热滑调试重点在于发现集电靴过中间接头、膨胀接头、分段等柔顺程度不达标的位置，进一步精细调节，从而达到最佳运营条件。由于磁浮列车运行速度更快，靴轨耦合性调试也是一个重难点，调试不到位，就可能出现频繁拉弧、供电不稳、碳滑块磨损过快等问题。

(3)信号系统联调

中低速磁浮信号系统的构成、功能与轮轨交通基本一致[6]，主要差异体现在计轴与测速方式、道岔控制方式。信号系统列车自动防护(ATP)功能测试中的列车定位、测速、倒退防护、零速检测是调试的一个重难点；信号与列车、信号与站台门的联动功能调试也很重要，需要反复调试校验。

信号系统与磁浮道岔的接口功能调试非常关键。中低速磁浮道岔采用关节型轨道梁道岔，与信号联锁、信号监测系统均有接口(见图2)，两个接口功能调试全部通过，方能保证道岔进路控制、位置和状态反馈均无误。磁浮道岔控制模式分为联锁集中控制、现场控制和强控三类[7]，信号系统负责联锁集中控制。此外，还要控制道岔转撤时间，磁浮道岔转撤动作包括接受信号、解锁、横移、锁定、反馈表示信号[8-9]，整个过程要求不超过15 s[10-11]。

3.3 调试标准与规范对联调的影响

在长沙磁浮快线建设时，中低速磁浮相关设计规范、建设和验收标准尚未发布，国家及行业层面也没有对综合联调做技术上的具体要求[12]，给调试方案编制带来困难。磁浮综合联调究竟应该覆盖哪些测试项、如何设定评判标准，都颇具争议，只能“摸石头过河”，通过专家评审会“一事一议”的方式来确定。

目前，中低速磁浮交通设计规范(CJJ/T 262—2017)、磁浮铁路技术标准(TB 10630—2019)已相继出台，2019年中国铁建还发布了中低速磁浮交通企业标准体系，涵盖中低速磁浮交通设计、施工、建设、运营等各领域共15本标准[13]。这些标准规范的出台，为磁浮交通工程的联调提供了参考和指导。

3.4 调试相关设备仪器对联调的影响

长沙磁浮快线综合联调初期，由于调试、检测相关设备仪器缺乏也给联调实施造成一定困难。例如，由于缺乏合适的工具和检测手段，冷滑测试无法开展，只能跳过冷滑测试直接开展热滑调试；F轨、接触轨的调测只能人工测量，效率不高，还存在一定操作风险。

长沙磁浮快线、北京S1线相继运营，掀起了中低速磁浮交通的一股热潮，可用于磁浮交通联调的设备仪器也不断地被研发出来，使得联调可开展的内容更加丰富。例如，清远磁浮旅游交通工程项目开发了相关设备仪器，首次将冷滑、磁浮车辆故障救援等纳入联调项目。

4 中低速磁浮联调设备研究与实践

关于联调设备仪器开发，一个较好的思路是与后期运营维护相结合，以便共享资源、节省成本，既立足运营维护，又可用于联调。基于此思路，中铁磁浮交通投资建设有限公司开展了相关科研，联合有关设备制造商共同开发，目前已研制出了F轨动态检测仪、接触轨检测仪等专用仪器设备。

4.1 F轨动态检测仪

F轨动态检测仪由H型测量架、C字型托臂、支撑轮、导向轮、驱动轮、测速从动轮等部件组成，如图3所示。

图3 F轨动态检测仪结构

其主要功能是用于F轨动态检测，包含里程、高低、水平、三角坑、轨距、轨向、轨缝、错牙等项目；搭载限界模板之后，还可同步开展限界检测。其突出特点是简洁实用，体积小、重量轻、拆装快捷、携带方便。

目前，该设备实测效果良好，满足测试精度要求。例如在清远磁浮工程的轨向实测情况如图4所示，可以看出轨检仪测量结果与手工测量结果变化趋势基本一致，实测值与设计值吻合度较好。

图4 轨检仪轨向测试数据对比

4.2 接触轨检测仪

接触轨检测仪采用H型结构，三点支撑，自带走行动力(见图5)，主要用于接触轨的几何参数检查，包括轨高、轨偏、触轨受流面平顺性(硬点检测)等，在工程调试期可兼作冷滑测试工具。该设备采用高精度激光位移计，测试精度高，采用自走行方式，可自动上传数据、实时开展大数据分析。

图5 实验线上运行中的接触轨检测仪

目前，该设备在实验室模拟测试及工程实测，效果良好，轨高、轨偏检测精度达到±1.0 mm，硬点测量精度达到±1 g。

5 结束语

中低速磁浮综合联调的重难点主要在于磁浮列车、轨道、信号、供电、道岔等系统，其调试方法、评测标准有别于传统轮轨制式，部分联调项目需要专用的仪器设备支持。随着长沙磁浮快线、北京S1线的运营，相关标准规范和专用设备仪器不断推出，有望推动中低速磁浮联调乃至磁浮交通产业快速、健康发展。