中老铁路动态检测实施方案与关键技术

中老铁路动态检测实施方案
与关键技术
马良德，左自辉，刘世鹏，余文博
（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）
摘要：动态检测是铁路建设项目竣工验收的必要程序，中老铁路动态检测首次将我国联调联试及动态检测的相关技术和标准应用到海外160km/h的客货共线项目中。

通过开展方案定制化设计确定了检测项目、评价标准、测试列车及速度；提炼了轨道、电力牵引供电、通信系统、信号系统、振动噪声与电磁环境等关键检测技术，突出系统间的匹配关系，在实践中推广专业数据融合分析；因地制宜，创新开展动态预检测，提高克缺整改效率；通过现场试验的安全管控，灵活组织试验方案保证测试范围的全面性。

梳理中老铁路动态检测经验，对今后海外项目联调联试及国内时速160km/h客货共线的动态检测具有借鉴意义。

关键词：中老铁路；磨万铁路；动态检测；预检测；数据融合分析
中图分类号：U216.3文献标识码：A文章编号：1001-683X（2022）01-0013-07 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.12.10.002
0引言
中老铁路是“一带一路”倡议提出后，首条全线采用中国标准、使用中国装备并与中国铁路网直接联通的国际铁路。

作为“一带一路”、中老友谊标志性工程的国际铁路，其全线开通运营将为加快建成中老经济走廊、构建中老命运共同体提供有力支撑。

线路开通运营前，需按照铁路建设项目竣工验收办法完成静态验收、动态验收、安全评估等必要程序。

动态检测是工程动态验收的重要组成部分，动态检测的目的是采用专业检测列车、货物检测列车等测试列车和相关检测设备，根据设计和相关技术标准在规定速度范围内对系统功能、动态性能和系统状态进行检测和验证，为动态验收提供技术依据［1］。

1工程概况
中老铁路磨丁至万象段（简称磨万铁路）位于老挝境内，起于中老边境口岸磨丁，向南经老挝北部的南塔省、乌多姆赛省、琅勃拉邦省、万象省后到达线路终点首都万象市。

北接中国境内在建的玉溪—磨憨
基金项目：中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计划项目（2021YJ261）
第一作者：马良德（1984—），男，副研究员，硕士。

E-mail：
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
线，南连泰国境内规划的曼谷—廊开线。

沿线80%为
山地和高原，线路跨越河流均属老挝境内最大河流湄
公河流域。

工程孟赛以北为中低山区，与中国云贵高
原相接；孟赛—万荣为中高山、中低山区，地形起伏
较大；万荣—丰洪为低山丘陵地貌；丰洪—万象为河
谷平原及缓丘区，地形平坦开阔。

全线海拔高程160~ 1320m，最大相对高差约800m。

沿线属热带和亚热带季风气候，雨量充沛，年平均降水量1250~3750mm，
雨季为5~10月，集中了全年90%的降雨量。

磨万铁路采用中国标准建设，为客货共线Ⅰ级单线
铁路，正线全长422.441km，设计速度160km/h（其中
万荣—万象段预留200km/h的提速条件）。

最小曲线半径一般地段为2000m，困难地段为1600m。

限制坡度为12‰（磨丁—万荣加力段为24‰），到发线有效长度为650m（预留850m条件）。

牵引供电采用带回流线的直接供电方式；正线接触网采用全补偿简单链形悬挂。

通信系统采用GSM-R无线通信系统，正线采用单网覆盖方案。

信号区间闭塞采用自动站间闭塞方式，设置计轴设备检查区间空闲，行车指挥方式为CTC。

磨万铁路设计货物列车牵引质量3000t，磨丁—万荣段区段货物列车设计最高速度为90km/h，万荣—万象南区段货物列车设计最高速度为105km/h。

工程新建32座车站，先期开通运营磨丁、孟赛、琅勃拉邦、万荣、万象、万象南等20座车站，线路走势及车站布置见图1。

2动态检测方案
2.1方案设计
磨万铁路动态检测从工务、供电、通信、信号、环境等方面确定检测指标及方案，突出各系统间的接口功能测试［2］，在保障安全的前提下使整体系统的功能达到最优。

动态检测采用系统工程方法［3］，分析各系统间的相互关系，轨道、电力牵引供电、通信系统、信号系统、振动噪声与电磁环境等方面确定检测方案。

磨万铁路依据中国铁路标准建设，动态检测方案参照中国同类技术标准铁路项目，并按照如下原则定制化设计动态检测方案：（1）结合工程实际特点；（2）满足动态验收需求；（3）保障规定速度的行车安全性、平稳性；（4）突出系统间的匹配；（5）兼顾境外组织管理模式。

2.2检测项目
按照上述原则确定的磨万铁路动态检测项目包括轨道、电力牵引供电、信号系统、通信系统、振动噪声与电磁环境等5大类19个子系统，各子系统既各自独立又相互依存、相互制约，系统之间在时间、空间、物理以及功能等方面存在很多相互衔接的接口。

其中，轨道测试项目主要包括轨道几何状态、客车动力学响应和货车动力学响应；电力牵引供电主要测试项目包括接触网、牵引供电、远动系统和分相装置；信号系统主要测试项目包括轨旁信号设备状态、机车信号相关功能、计轴与自动站间闭塞相关功能、CTC系统接口功能和车站联锁系统接口功能；通信系统主要测试项目包括GSM-R场强覆盖、GSM-R网络服务质量、调度通信业务和GSM-R 应用业务性能；振动噪声与电磁环境测试项目主要包括环境噪声、振动和电磁环境（见图2）。

2.3测试列车及速度
磨万铁路动态检测采用检测列车、货物检测列车和信号测试列车对全线各系统功能、性能、状态和系统间匹配关系进行综合测试、验证、调整和优化［4］。

检测列车逐级提速采用电力机车牵引的相关专业检测列车进行检测，各专业检测列车编组方案见图3。

检测列车逐级提速测试速度为80~176km/h，按照10、20km/h的速度级差掌握，测试数据正常情况下，每个
速度等级运行3个往返。

图1磨万铁路线路走势及车站布置
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
货物检测列车逐级提速测试采用23t 轴重C 70货车和21t 轴重C 64K 货车组成的空重混编货物检测列车［5］，具体机车车辆为：3台电力机车、27辆C 70重车、1辆C 70重车（更换测力轮对）、7辆C 70空车、1辆C 70空车
（更换测力轮对）、1辆C 64K 重车、1辆C 64K 空车、1辆试验客车，牵引总质量约3000t 。

货物检测列车逐级提速测试速度范围在磨丁—万荣段区段为80~90km/h ，在万荣—万象南区段为80~105km/h ，按照10km/h 的速度等级差掌握；测试数据正常情况下，每个速度等级运行3个往返。

信号系统测试采用装载机车信号和列车运行监控
记录装置（LKJ ）设备的客运电力机车及客车组成的测试列车。

信号测试列车采用LKJ 控车模式，在不高于线路设计速度的前提下，按照LKJ 设备允许速度行车。

3
关键检测技术
3.1
轨道
3.1.1
轨道几何状态
轨道几何状态是反映轨道平顺性的项目，通过动
态检测验证轨道平顺性是否满足列车以160km/h 及以下速度运行时的安全性相关标准要求。

采用装备有陀螺仪、磁电式加速度计组成的惯性基准平台和激光测
量装置，同时具备精确定位功能的检测列车进行轨道几何状态检测。

磨万铁路轨道几何状态动态检测项目主要有（左右）高低、（左右）轨向、轨距、水平（超高）、三角坑、轨距变化率、车体垂向加速度、车体横向加速度等。

轨道几何检测系统信号处理流程见图4。

3.1.2车辆动力学
磨万铁路运行的旅客列车为动力集中型动车组，其动力车轴质量为19.5t ，列车通过路桥过渡段、道岔、轨道焊缝等薄弱地段时，轮轨间的作用力较大［6］，本次动态检测专门设计了车辆动力学检测内容。

采用装备有测力轮对、横向加速度计及横向和垂向加速度计的测试列车，对轮轨作用力、构架的横向振动、车体的振动进行测量，计算脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力及车辆的运行平稳性指标；判断车辆在线路上运行时的稳定性和平稳性，验证轨道状态是否满足列车运行稳定性和平稳性的要求。

3.2电力牵引供电
磨万铁路动态检测中，在检测列车不同运行工况
下测试牵引供电系统的电压、电流等性能参数，评价
牵引供电系统的供电能力和质量水平；模拟接触网短路故障，校核故障点标定精度，记录保护启动时序，
指导变电所保护定值参数的优化。

图2磨万铁路动态检测项目
注：●代表测力轮对。

图3专业检测列车编组方案
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
采用接触网检测车，通过在车顶和受电弓弓头安装摄像头、位移传感器和压力传感器等设备，对接触网几何参数、接触线平顺性以及接触网性能进行测试，分析、评价接触网系统的性能指标。

通过测试远动系统控制站以及牵引变电所、分区所、AT 所、电力变（配）电所、箱式变电站等被控站的遥控（调）、遥测、遥信等功能，指导远动系统调试，验证系统功能。

分析电力机车磁感应器控制方式自动过分相的断电和合电位置、主断路器动作状态，计算电力机车过分相时的速度损失和时间损失；根据测试结果，指导地面磁感应器分相系统调试，验证系统功能。

3.3通信系统
磨万铁路GSM-R 系统在万象新建核心网设备，包
含MSC 、BSC/PCU 以及同址设置的TRAU ，正线基站子系统采用单层网覆盖方案。

动态检测采用配有无线通信检测系统的检测列车按规定速度运行条件下，对通信系统GSM-R 场强覆盖、GSM-R 网络服务质量、调度通信业务及GSM-R 应用业务性能（调度命令信息无线传送成功率和列车无线车次号校核信息传送成功率）进行测试［7］。

根据检测数据指导通信系统调试和网络优化，检验各项测试内容是否满足设计和相关标准要求。

3.4信号系统
磨万铁路信号系统由行车指挥、区间闭塞、联锁、
信号集中监测等子系统构成。

地面信号为主体信号，车载机车信号与LKJ 作为辅助信号。

动态检测信号系统主要测试了轨旁信号设备状态、机车信号设备与LKJ 功能、计轴与自动站间闭塞相关功能、车站联锁系统接口功能及CTC
系统接口相关功能等内容。

通过动态检测检验轨旁信号设备状态，验证机车信号、计轴与自动站间闭塞相关功能以及连锁、CTC 系统的接口相关功能是否满足标准要求。

3.5振动噪声及电磁环境
检测列车以不同速度通过典型桥梁、路基区段时，
采用按标准布设的传感器测量列车运行辐射噪声、铁路边界噪声、环境振动及声屏障降噪效果，评价噪声、环境振动以及典型减振降噪措施是否满足相关标准要求，为环境管理及降噪、减振设施的进一步优化提供依据。

桥梁声屏障降噪效果测点布置见图5。

对检测列车运行时铁路系统对外的电磁辐射和牵引变电所对外的电磁辐射进行测量，验证磨万铁路对外电磁辐射场强是否满足相关标准要求。

3.6专业融合分析
磨万铁路动态检测不仅测试和评价列车在轨道上
运行的安全性、平稳性，弓网受流性能，通信信号系
统的安全性、稳定性，振动噪声、电磁辐射的环境影响和总体系统功能是否满足运营需求，而且对全线的
各系统和系统之间的匹配进行充分地测试、检验、调
图4轨道几何状态检测系统信号处理流程
图5
桥梁声屏障降噪效果测点布置
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
试、优化［8］。

跨系统间的专业数据融合分析是验证系统之间匹配关系的重要手段之一。

轨道几何状态检测发现部分站内区段高低不平顺呈现比较明显的周期性下降，周期间隔约为90m。

为分析原因，对高低幅值进行滤波处理，并结合轨旁信号设备状态中补偿电容检测数据进行融合分析；该轨道电路区段共设有10处补偿电容，其中8处（圆点标记）与高低不平顺的位置正相关，由此可以判断是电容枕的设置引起了轨道高低不平顺（见图6）。

在后续运营维护中将重点关注电容枕处的轨道平顺性。

另外，在磨万铁路动态检测过程中，货车检测列车通过长大坡道时，连续出现3次接触网断电现象。

结合机车牵引、司机操控、线路技术参数、接触网动态检测以及供变电监测等多专业、多角度的数据融合分析，判断问题出现的原因。

通过调整牵引变电所相关参数定值并且辅助改进机车操纵等方式，最终顺利完成该区段的货车动力学检测。

4试验组织实施
4.1组织架构
为全面做好磨万铁路动态检测，建设单位、委托运营单位和测试单位三方共同协作配合做好动态检测工作。

成立动态检测指挥部，具体负责动态检测的日常组织实施。

与国内项目不同的是，指挥部总指挥由建设单位负责人担任，副总指挥分别由委托运营单位和测试单位负责人担任。

指挥部下设综合协调（后勤）、安全应急保障、运输组织、试验测试、机辆保障、工务（房建）保障、电务保障、牵引供电电力保障、建设问题整改督办9个工作组。

各现场专业保障组负责本组人员的细化分工和安全管理。

其中，测试单位负责执行动态检测和数据分析汇总；运营单位负责
专业技术管理和测试问题整改复核；设计、施工、监
理等工程建设单位的安全管理、测试问题整改的督促
等由建设单位负责监管、约束。

4.2预检测
通过在工程车辆加装检测设备的方式，首次在工
程建设阶段开展了动态预检测。

磨万铁路共开展3轮预
检测，预检测阶段轨道几何状态共消缺10处三、四级偏
差和421处二级验收偏差，轨道质量指数TQI由4.1mm
下降至3.9mm；接触网几何状态共消缺9处一级缺陷和15处二级缺陷。

通过预检测数据及时指导线路的精调维修，做到有问题早发现早克缺，大大提高了施工单
位精捣、精调的工作效率，为后续正式检测的顺利推
进奠定了基础。

4.3安全管控
指挥部以工作例会的形式每日传达运输组织计划，
每日对检测中发现的问题与验收偏差进行分析，并建
立整改问题库。

问题整改情况作为重点内容进行跟进，
实现闭环管理［9］。

为保障试验行车安全，检测列车每
趟开行前，行车指挥明确试验要求，并组织完成各方
对试验速度表的共同签认。

在动态检测试验逐级提速
过程中，检测人员全程监控检测数据和关键视频显示，
一旦发现危及试验安全的异常或突发性变化立即报告试
验指挥，试验指挥按照超限应急处置措施进行处置，并
组织后续试验的开展。

超限应急处置措施见表1。

4.4试验组织
试验开始前，建设、运营和测试单位三方对检测试
验的试验项目、工作量和检测时间进行测算，为动态检
测整体推进提供标尺。

现场指挥部在计划执行过程中根
据试验条件、检测结果、问题消缺等情况变化，动态优
化调整试验计划，及时安排停轮克缺并同步开展未完工
程施工，平衡推进试验计划，根据现场克缺进度，充分
考虑每次试验影响范围和作业环节及时长，动态优化总
体试验方案，有效提升了检测效率。

此次动态检测范围包含中老国境位置，该位置位
于隧道内，国境点附近老挝境内设置了1处电分相，另
外此处存在10‰的坡道（见图7
）。

这些不利因素的叠
加给试验组织带来很大难度，为完成大纲中的测试范图6轨道不平顺与补偿电容检测数据融合分析
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
围，现场组织对接检测方案，经过多方论证，最终采用内燃机牵引检测列车和货物检测列车尾部顶推的方式，实现了检测范围的完整测试。

4.5检测结果
此次动态检测采用检测列车、货物检测列车和相
关检测设备在规定测试速度下，对各系统及相关系统间接口、匹配关系进行综合测试，共开行测试列车98列次，累计检测里程超过15000km ，最高检测速度达176km/h 。

经过系统优化、调试和动态验证，轨道、供电、通信、信号等系统检测结果均满足设计及相关标准要求
［10］。

5结束语
通过方案定制化设计、关键检测技术实现、专业
数据融合分析、动态预检测以及现场的试验安全管控及组织，中老铁路动态检测在有限时间内顺利完成，为全线开通运营提供了数据支撑，为今后海外项目联调联试及国内时速160km/h 客货共线的动态检测积累了工程实践。

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［10］中国铁道科学研究院集团有限公司.新建铁路磨
丁至万象段动态检测报告［R ］.北京：中国铁道科学研究院集团有限公司，2021.责任编辑
曲昳
收稿日期2021-12-10
图7国境线附近线路技术状况示意
表1
检测指标超限应急处置措施
中老铁路动态检测实施方案与关键技术马良德等
MA Liangde,ZUO Zihui,LIU Shipeng,YU Wenbo
(Infrastructure Inspection Research Institute,China Academy of Railway Sciences Corporation Limited,
Beijing100081,China)
Abstract:Dynamic inspection is a necessary procedure for completion acceptance of railway construction projects.Chinese technologies and standards of integrated commissioning&test and dynamic inspection have been first applied to an overseas160km/h mixed passenger and freight railway project in dynamic inspection of China-Laos Railway.The customized plan was made to determine the test items,evaluation criteria,test trains and speeds,to refine key test technologies regarding the track system,power supply system of electric traction, communication system,signaling system,vibration noise and electromagnetic environment,to highlight the matching relationship among systems,and to promote specialized data fusion and analysis in practice.Dynamic pre-inspection was made in an innovative way and in line with local conditions,so as to improve the efficiency of overcoming shortcomings and making rectification.The test plan was flexibly organized by implementing safety management for field tests,so as to ensure that tests are conducted in an all-round way.This paper sorts out the experience of dynamic inspection of China-Laos Railway,providing references for integrated commissioning&test of overseas railway projects in the future and dynamic inspection of160km/h mixed passenger and freight railways in China.
Keywords:C hina-Laos Railway;Boten-Vientiane Railway;dynamic inspection;pre-inspection;data fusion and analysis。