案例概況
宏虹MSR165振動記錄儀
前言
在全球軌道交通系統中，地鐵列車在運行中需要持續獲取穩定電力。目前，主要的供電方式包括接觸軌（第三軌）和接觸網兩種。例如，天津地鐵採用接觸軌系統，而上海地鐵主要依賴接觸網供電。
在列車運行過程中，接觸件與第三軌的頻繁接觸为其提供運行所需的電力，但這一過程也可能對第三軌施加額外的力，從而導致其使用壽命縮短。因此，對軌道進行振動監測，對於分析振動來源及損壞原因至關重要。
宏虹MSR 165振動記錄儀
合作背景
泰國曼谷地鐵（MRT）自2004年投入運營，構建了覆蓋城市東西南北的重要軌道網絡。2023年6月3日，其最新路線——MRT黃線開放試運營，路線全長30.4公里，設有23個站點，並與藍線、機場快線及BTS素坤逸線等多個系統實現互通。
起初黃線設計為地下路線，後因成本考量改為高架建設。該路線由全球某知名電力設備供應商提供第三軌供電方案。 在實施過程中，為進一步驗證系統穩定性及軌道結構可靠性，客戶引入了宏虹MSR165振動記錄儀，用於監測供電軌在列車運行過程中的實際受力狀況。
圖2 曼谷地鐵黃線列車與其第三軌
現場實際應用
考慮到地鐵第三軌為高壓導體，存在較強電磁干擾及安全風險，項目團隊在設備選型與安裝位置上進行了多輪評估。
雖然MSR165 已通過嚴苛的 EMC 電磁相容測試，具備抵禦 8kV 電磁干擾的能力。但為確保人身及設備安全，我們最終採用非金屬絕緣硬板作為安裝基底。我們將記錄儀隔離於金屬導軌之外，並透過螺絲固定方式安裝於第三軌相鄰的安全區域。該方式既避免了記錄儀直接接觸導軌表面，也便於後續的拆卸和數據讀取。
圖3 EMC測試中的MSR165記錄儀與安裝在第三軌上進行振動測試
宏虹MSR165 的採樣頻率設定為 200Hz，根據奈奎斯特採樣定理，可有效捕捉 100Hz 以下的振動訊號。透過記錄儀採集的加速度時域數據（如圖4所示）發現：
- 列車前半段時間以640秒間隔進出站台；
- 後半段運行頻次加快，間隔縮短至 350 秒；
- 在運行過程中，第三軌承受最大衝擊加速度達 3G，平均衝擊加速度為 1.5G 左右；
- 對單個振動進行放大，發現列車對第三軌造成的振動為高頻與低頻的疊加，超過2G的強烈衝擊的持續時間較短。
圖4 第三軌所受加速度的時域訊號
為了進一步確定第三軌異常振動的來源與對應振動源所造成的影響，技術人員進一步使用傅立葉轉換技術，將時域訊號轉換為頻域訊號。如圖5所示，經傅立葉轉換後得到第三軌受到的加速度的頻域訊號。將其中的幅度與功率的相關數據提出後得到圖6。 分析結果顯示，列車對第三軌造成的加速度主要集中在18.4Hz、31.7Hz 與64.7Hz，這三個振動頻率也是第三軌受到的外部衝擊能量的主要來源。
圖5 第三軌所受加速度的頻域訊號
圖6 幅度與功率隨振動頻率變化的訊號
案例總結
泰國曼谷地鐵集團成功藉助宏虹MSR165 振動記錄儀監測了列車運行中第三軌（供電軌）遭受的異常振動和衝擊，定性分析了振動來源，定量計算了振動強度，為後續供電系統的優化提供了重要數據支援。
MSR165 振動記錄儀
- 靈活採樣頻率：記錄儀支持1-1600Hz可調頻率設定，對應最高800Hz的實際振動訊號採集；
- 三軸加速度監測：內建三軸加速度感測器，可同時分析三個方向上的振動狀態；
- 高電磁相容能力：經過EMC測試，設備能在高電磁干擾環境下穩定工作。
宏虹科技致力於為物流運輸、軌道交通、電力能源、工業自動化等領域提供高精度、可靠的振動與環境監測解決方案。宏虹MSR系列產品已廣泛應用於全球多項基礎設施專案，協助客戶實現從數據感知到深度洞察的跨越發展。
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