铁路列车控制系统

铁路列车控制系统（精选11篇）

铁路列车控制系统 篇1

我国铁路随经济发展的需要正向高速, 重载方向发展“十二五”期间国家已将高铁技术定为优先发展的高端装备制造业, 以后三年每年投资约7000亿元, 加快了与国际先进水平接轨的步伐, 列车运行速度的提高, 更要求铁路信号系统核心设备--列车运行控制系统 (CTCS) 能在高速列车运行中控制其速度, 并调整与前行列车之间距离, 原有的铁路信号显示和区间闭塞设备均有较大的变化。

1 发展列车运行控制系统的必要

列车制动距离与其速度成正比, 当列车速度140km/h时, 紧急制动距离为1100米, 速度增到160km/h时制动距离为1400米, 而提速到200km/h时紧急制动距离达2000米, 速度愈高其制动距离将更长。当人的视距小于列车制动距离和操作所需的时间 (司机视觉能力对信号做出判断的最小时间为3-5秒) 时, 传统的信号控制系统以及随着列车速度的提高和密度的加大, 必须装备列车控制系统, 以确保行车安全, 我国借鉴世界发达国家经验, 制定了我国CTCS的技术标准, 并用于提速后的列车上, 这是铁路信号从车站联锁中心, 向以列车运行控制中心转化。列车进行调度指挥从车站联锁中心, 向以列车运行控制中心转化, 列车运行调度指挥从调车员——车站值班员——司机三级管理向实现由调度员直接控制移体化 (列车) 转化, 列车运行由以人为主确认信号和操作向实现车载设备的智能化转换, 区间闭塞由固定闭塞方式向准移动闭塞方式转化;信号显示制式由速差式向速度式 (目标距离) 转化。现今就区间列车运行自控制进行介绍。

2 列车控制系统的构成及应用等级

列控系统用于控制列车运行, 主要由车载子系统及地面子糸统两大部分组成地面子系统由应答器, 轨道电路, 无线通信网络, 列车控制中心等设备组成:见下图

针对不同线路, 不同传输信息方式和闭塞技术将其分为5个等级在同一条线路可以综合应用, 较高等级的列控系统兼容较低等级的列控系统, 以满足不同列车的速度需求。零级、1级较为落后现介绍160km/h以上速度的后三级CTCS功能:

2.1 CTCS 2级:该设备基于轨道传输信息的列车控制系统面

向提速干线和高速新线采用车--地一体化设计。CTCS2级适用于各种限速区, 地面不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。

2.2 CTCS 3级:该设备是基于无线传输信息并采用轨道电路

方式检查列占用的列车控制系统, 它面向提速干线, 高速新线和特殊线路, 基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞, 适用于各种限速区段, 地面不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。

2.3 CTCS 4级:

该设备是完全基于无线通信的的列车控制系, 它面向高速新线或特殊线路, 基于无线通信传输平台, 可实现虚似闭塞或移动闭塞, 地面不设通过信号机、机车乘务员凭车载信号行车。

CTCS设备完成了列车对速度、间隔、目标距离、速度控制。适用于各种不同性能速度列车混合运行, 其追踪运行间隔要比分级速度控制小, 减速平稳, 旅客舒适度好, 现各大城市轨道交通均亦采用了该项技术。

3 CTCS的主要功能

3.1 基本功能

3.1.1列控系统的车载信号是列车运行的凭证。

3.1.2按运行列车安全制动距离自动调整列车运行间隔。

3.1.3防止列车运行时超过各种规定速度保证行车安全并实现加、减、缓速的自动控制。

3.1.4实现自动驾驶防止冒进信号

3.2 安全功能

3.2.1环境状况监督, 通过报警信号传输给车站和区段调度所, 列控系统根据这些信息发出限速或停车指令。

3.2.2列车状态检测, 将轴温报警信息, 传给列车, 使列控系统发出各种防护或限速命令对设备或人员进行安全防护。

3.3 其它功能

列控系统不仅具有列车速度控制功能, 根据需要其控制中心还应对所辖区间内渡线道岔及中间道岔进行控制, 实现信号基础安全设备一体化, 并将设备故障及信息传到区段调度所或车站操作员处。

4 列车运行控制模式及超速防护

列车运行控制系统按照人机关系分类, 分为设备优先和司机优先级控制两种类型, 按照速度防护模式分为阶梯速度模式和曲线防护模式两种。司机优先级阶梯防护模式现今已很少采用, 我们介绍曲线控制方式的速度--距离曲线模式, 该模式称一级制动模式如图所示:

它不在对每个闭塞分区规定一个目标速度而是向列车传送目标速度, 列车距目标的距离信息, 列车实行一次制动控制方式, 列车追踪间隔可以根据列车制动性能、车速、线路条件进行调整, 可以提高线路的通过能力是一种理想的运行控制模式CTCS二级以上即属于此种控制模式。

列车运行中, 地面设备不断地将速度控制命令, 运行地段的实时参数等信息, 通过信息传输媒体传送给车载设备。车载设备根据从地面设备接收到的信息, 实时计算得出列车运行的最大允许速度依此信息实时监督控制列车运行。若列车运行速度超过最大允许速度, 车载设备将自动实施不同等级制动, 迫使列车降速或停车, 保证列车始终在安全速度下运行。

列车运行控制系统为高速列车的运行提供了可靠的安全保证, 随着高速铁路的建设, 铁路信号装备将发生巨大变化并得到迅速发展。

铁路列车控制系统 篇2

铁路列车到发信息管理系统的研发

列车到发信息管理系统是针对行车指挥发展的.新形势研发的.对行车告知板操作进行了统一和规范.介绍该系统研发过程及功能.

作 者：范津杰 FAN Jin-jie  作者单位：北京铁路局,南仓站,天津,300402 刊 名：铁路计算机应用  ISTIC英文刊名：RAILWAY COMPUTER APPLICATION 年，卷(期)： 16(11) 分类号：U212.6 关键词：告知板   列车到发   信息管理系统   开发  

铁路列车控制系统 篇3

巴中市位于四川东北部大巴山腹地，曾是川陕革命根据地的中心，由于山高路远和经济落后，巴中市在很长一段时间里都没有铁路。2002年，广巴铁路乐坝至巴中段开始规划，2006年开工建设，2009年底，广巴铁路乐巴段正式建成，结束了巴中不通铁路的历史，但限于当时的通行条件，这条线路上仅开通了货运列车。

2012年3月，400万巴中老区人民终于实现了铁路客运梦。巴中车站负责人介绍，巴中至成都间每天开行1对旅客列车，途中停靠绵阳、江油、广元南站，全程用时8个半小时。

乐巴铁路通车后与普（济）乐（坝）、广（元）普（济）铁路相连，在广元火车站与宝成铁路和在建的兰渝铁路接轨，连接全国铁路网。它将构建一条新的北向出川通道，对于突破制约巴中的发展瓶颈，从根本上改变巴中的区位条件，改善投资环境，开发红色旅游资源和矿产资源，推动巴中经济社会加快发展和老区群众脱贫致富，实施西部大开发战略具有重要意义。

巴达铁路建成后，在达州火车站可与襄渝铁路相连，与重组和扩能改造后的普乐、广普、乐巴铁路一起，形成横贯川北连接东西的广元至达州铁路。巴中人在家乡就能坐上火车走四方了。

打开一扇对外的窗户

巴中行路难—交通基础设施落后是巴中经济社会发展滞后的主要原因，而不通铁路又是巴中行路难的主要原因。

从所处的区位来看，巴中城与成都、重庆、西安的距离是400公里至600公里。巴中市东邻襄渝铁路上的达州市，南邻达成铁路上的南充市，西邻宝成铁路上的广元市，北邻阳安铁路上的汉中市，距离都在200公里左右。

“左邻右舍”都有铁路为经济发展鸣锣开道，唯独巴中是铁路运输空白区，听不到火车的风笛声。当地人说，以前我们去成都只能坐汽车，天不亮出发，晚上才能到。

巴中除了有丰富的旅游资源，还有储量丰富的矿产资源和天然气资源。可由于交通不便，尤其是不通铁路，资源开发的步伐十分缓慢。

巴中有上百万人外出务工，是务工“川军”的重要组成部分。由于不通铁路，人们外出务工只好坐汽车，或者先坐汽车到广元、达州再转乘火车，多花钱又多花时间。

也正是由于地处偏远，让很多人不了解巴中，更别说来巴中旅游了。然而，时光倒流回到70多年前，这里是一片热土，在中国革命史上赫赫有名。

1932年至1935年，红四方面军以现巴中市管辖的通江、南江、巴中为中心，创立了中国第二大苏区—川陕革命根据地。在如今的巴中市，当年有12万人参加了红军，其中4万多人英勇献身。新中国的446位将军曾在这里留下了战斗足迹。

巴中城南的南龛山，山壁上当年红军留下的“平分土地”、“赤化全川”等巨幅石刻标语仍十分醒目，山顶现建有占地约7万平方米全国最大的将帅碑林—川陕苏区红军将帅碑林。碑林内设红四方面军纪念馆、红军将士英名纪念碑、红军碑林长廊等。

铁路客运开通后，巴中人不仅方便“走出去”，更多人也能方便“走进来”。

带来致富新希望

据巴中市发改委负责人介绍，巴中市的经济社会发展主要指标与全国、四川及周边地区、革命老区比，有很大差距，而且差距在不断扩大，属于贫困地区。

巴中市制定的发展战略第一条就提出“构建大交通”，并且将目光投向了铁路，提出了修建乐巴铁路的设想。乐巴铁路从立项到建设，处处体现了党和国家对革命老区经济社会发展的重视，饱含了中央和各级领导对老区人民的深切关怀。

历史上巴中人民为中国革命作出了重大贡献，现实中老区的发展和人民脱贫致富问题受到中央和四川省、铁道部的高度重视。2001年3月和2005年4月，温家宝总理先后两次到巴中视察，要求各级组织要解决好巴中群众的行路难等问题。

2002年10月，在四川省的支持下，由巴中市政府和四川省地方铁路局共同发起、启动前期工作，到2003年底完成了乐巴地方铁路预可行研究调查报告的编制、评估和批准。铁道部对此高度重视，同意支持乐巴地方铁路建设，决定出资合资建设乐巴铁路。

2005年7月15日，巴中市数千名人民群众载歌载舞，庆祝乐巴铁路奠基。

乐巴铁路将进一步完善四川铁路网，提高铁路运输能力，对改善巴中革命老区交通条件，将巴中的资源优势转化为经济优势，促进老区人民脱贫致富，加快巴中地区经济社会全面发展，具有十分重要的意义。

坐上脱贫致富的快车，改变家乡的落后面貌，是巴中人多年来的梦想。2012年3月23日，徐徐驶出巴中火车站的列车，满载着巴中人们的希望和梦想，奔向前方。

高速铁路列车运行控制技术探讨 篇4

1高速铁路列车的概况

在铁路运输发展的过程中, 我国经历了一段漫长的时间, 在这一过程中也逐渐凸显出了一些符合我国社会主义特色的特点。在研究铁路发展的工作中, 往往研究者都将如何提高运行速度, 使人们更加快捷的到达目的地作为重点课题, 但却忽视了对列车运行控制的相关研究, 可以说在这方面还处于空白阶段, 但是在关注度逐渐提高的基础上, 人们开始醒悟而对这方面进行更加深入的研究, 对高速铁路的建设提出了不少观点以及建议。正是因为如此, 我国才更加应该借鉴国外发达国家的相关经验, 进一步提升其技术控制。

2高铁列车的运行控制系统

2.1控制系统的概述

高铁列车在运行的过程中已经普遍应用了控制系统, 这一系统出现的前提条件是我国科学技术水平的不断提升。正是因为如此, 这一系统的应用才会为列车的运行带来重要的贡献, 一方面其运行时速具有更进一步的提升, 另外一方面, 在安全性上也具有突出的表现。控制系统是由几部分组成的, 分别是计算机信息技术, 控制技术以及通信技术, 具体应用在地面与车载的运行过程中。从我国当前应用的控制系统上进行分析, 主要采用了CTCS系统, 这是目前标准最高的一种控制系统, 在计算机技术的基础上, 通过无线电的联系, 可以实现地面与车载的有效沟通, 正是有了控制系统的应用, 高铁列车的运行才具有更加安全与稳定的特点。从功能上分析, 控制系统的作用主要是能够有效的防止溜逸现象的产生, 避免发生超速运行的状况以及防止列车无证运行, 这一切功能的核心就是控制列车更加安全的行驶。

2.2控制技术的应用

首先, 列车在运行的过程中主要是对速度进行测量, 并且进行定位, 确保列车正常行驶, 由此可见, 控制系统对于列车的运行状况是十分直接的。准确度在高铁列车运行的过程中十分重要, 其直接影响着列车的安全性, 如果不加以有效的控制, 极有可能造成严重的影响。所以在目前的测速方式中, 普遍选用了准确度最高的GPS以及雷达两种技术, 上述两种技术都是运用无线电为基本原理的, 所以在实际应用的过程中起到了重要的作用。

在定位方面, 主要具备了四种定位手段。一是运用轨道环线进行定位, 这种方法主要是利用了环线的作用, 通过在特定位置上进行电缆交叉, 从而实现信号的转变, 这样一来整个环线就形成了无形的电磁场, 通过对信号的测量就能实现对列车的定位, 是一种十分普遍的定位方法。二是运用计轴器进行定位, 将计轴器安装在固定的位置上, 通过对列车的占用或出清进行计算, 不断推导出列车的具体位置, 是一种应用价值较高的定位方式。三是运用轨道电路绝缘节进行定位。同样也要将其放置在固有的位置上, 并且事先对区域进行有效的划分, 然后通过传输回来的数据进行计算, 得出相应的差距, 在差异性的作用下计算出列车穿过绝缘节的时间段, 同时将绝缘节当做信标以及检验列车位置的重要依据。四是运用查询反应器进行定位。在特定的物理位置上安装查询反应器, 当列车经过时就可以获得相应的坐标, 也就能求出列车的具体位置。

2.3地车信息传输技术的应用

从当前的列车控制系统进行分析, 主要具有三种不同的信息传输方式。一种是进行连续性传递。这种传递方式的特点当然是连续性的, 不断接收地面发出的信号, 例如列车间隔以及交错方面的信息等, 这些信息对于列车驾驶员具有重要的作用, 可以帮助他们有效的控制列车时速, 保证通行安全。另外一种传输技术是通过连续交叉点进行传输。在连续传输的过程中, 有时也会发生受到阻碍的情况, 此时通过连续交叉点的方式进行传输就能满足实际控制过程中的需要。还有一种是点式传递的方式。通常点式传递包含轨道环线、感应器以及反应器这三种形式, 具体是指列车运行过程中经过的线路中装设多个感应点, 一旦列车经由感应点, 立即将地面信息传送至列车中。综上所述, 以上三种信息传输形式, 在连续式传输形式中, 列车可间歇性地接收各种地面信息, 以此来实现对运行列车的全程、动态控制。对于点式信息传输形式, 如若地面信息出现变动, 列车也只能在到达感应电位置时, 才能接收相关信息, 由此可知, 此种传输形式具有一定的滞后性, 缺少时效性。

3运行控制技术在今后的发展

现阶段, 已经研制出了某些列控制系统, 然而, 在具体的运行过程中仍然存在一定的缺陷, 无法满足日新月异的高速铁路运行需求, 因此, 急需研制出一种智能化控制系统, 该系统是指在列车正常运行过程中, 通过智能系统完成控制工作, 列车司机应及时提供各种信息、有效监控列车运行情况, 一旦出现故障, 应及时控制, 采取针对性的解决对策, 也可以重新设置智能系统。为实现这一目标, 应将人的实践经验、理论知识、控制手段等有效应用于控制系统中。科学技术是社会发展的动力源泉, 同样, 对于列车运行控制系统而言, 其发展崛起离不开现代技术, 更需要一定的市场需求支撑。伴随着微处理器以及网络信息技术的蓬勃发展, 为运行控制系统的成长奠定了一定的基础, 并将影响或者左右运行控制系统的前景。

4结论

现阶段, 铁路在国民经济发展中发挥着重要的作用, 其在交通工作中的地位不断提升, 在其发展壮大的同时, 也对相关部门提出更加严格的要求, 使铁路部门面临巨大的挑战。因此, 我们应加大在高速铁路中的研究力度, 着重做好铁路信号工程, 加强技术创新, 积极探索, 进而促进高速铁路的健康、稳定发展。

参考文献

[1]王素姣.客运专线列车运行控制系统[J].铁道标准设计, 2007 (8) .

[2]吕永宏, 刘红燕.客运专线信号系统基本组成[J].铁道标准设计, 2006 (12) .

铁路列车控制系统 篇5

单线铁路列车运行调整计算机辅助决策系统研究

列车运行调整计算机辅助决策系统,是铁路行车调度指挥自动化系统的关键环节.本文构造了单线铁路列车运行调整的.混合0-1线性优化模型,该模型较好地体现了列车运行计划调整、机车交路调整和车站到发线利用的协调与配合.鉴于列车运行计划调整为NPC问题,结合问题的实际背景,提出了一种有效的大系统分解算法--动态区域局部优化算法.该算法应用分枝定界法实现局部问题的优化.讨论了同向列车越行优化问题,并给出了同向列车越行最优性条件.对机车交路调整与车站到发线利用分别提出了复杂性为O(n)和O(pn)多项式算法.

作 者：赵强 严余松  作者单位：赵强(成都铁路局,运输处,四川,成都,610082)

严余松(西南交通大学,交通运输学院,四川,成都,610031)

刊 名：铁道学报  ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF THE CHINA RAILWAY SOCIETY 年，卷(期)： 22(4) 分类号：U292.42 关键词：列车运行调整   阶段计划   模型   局部优化   计算机辅助决策   到发线   机车交路  

铁路列车控制系统 篇6

关键词：旅客列车 空气质量 调查

近年来， 随着国民经济的飞速发展， 人口流动更加频繁，作为大众化经济、便捷、舒适、快速的交通工具，乘坐火车成为旅客的主要出行方式。为确保旅客在旅行期间的卫生安全， 定期开展旅客列车车厢环境和空气质量检测成为铁路疾控部门的重要职责。为了解旅客列车车厢空气质量， 2011年4月18日至29日，我们选择客流较大的9趟长途列车进行温度、相对湿度、风速、co、co2、新风量、噪声、照度和空气细菌总数9项指标进行抽样检测和综合评价。

1、对象与方法

1.1检测对象 2011年4月18日至29日，在某铁路局始发列车中选择客流量较大的至北京、青岛、南昌、哈尔滨、杭州、银川、沈阳北、广州、北京（西线）9趟列车进行现场采样和现场检测。

1.2 检测项目 温度、相对湿度、风速、co、co2、新风量、噪声、照度和空气细菌总数，

1.3检测仪器 温度、相对湿度、风速、co、co2、新风量检测仪器为Q-TRAKTM7565型室内空气品质检测仪（北京宝云兴业有限公司）；噪声检测仪器为AWA6270+AB型噪声分析仪（杭州爱华仪器有限公司）；照度检测仪器为1330B型数字式照度计（北京宝云兴业科贸有限公司）；

1.4 检测方法 检测人员在列车开出始发站2h后， 按GB/T 17220- 1998《公共场所卫生监测技术规范》[1]和《公共场所卫生标准》要求， 每趟列车选取3-4节不同种类车厢，即硬座、硬卧、软卧、餐车各设一点，每节车厢布设1个点， 即中部位置坐席通路， 检测温度、相对湿度、风速、co、co2、新风量、噪声、照度和空气细菌总数，每个项目检测2次， 取平均值。空气细菌总数采用自然沉降法进行采样[2]，将营养琼脂平板置于采样点处，打开皿盖，暴露5min，盖上皿盖，带回实验室置于37±1℃恒温箱48h后， 计数菌落总数。

1.5评价依据 评价标准按照GB 9673-1996《公共交通工具卫生标准》进行。

2、结果

在9趟列车检测的9个检测项目中， 相对湿度、新风量不达标率分别为100%、88.57%，CO2超标率为11.43%；其余项目均合格。具体情况见表1、表2。

表1：2011年某铁路局长途旅客列车

车厢环境卫生与空气质量检测情况

表2. 2011年某铁路局长途旅客列车

车厢环境卫生与空气质量超标情况

3、讨论

相对湿度100%不达标，主要原因是北方气候干燥，列车加湿条件不好和空气流通不佳的情况下出现的。相对湿度是指空气实际所含水蒸气密度和同温下饱和水蒸气密度的百分比值。人体在室内感觉舒适的最佳相对湿度是49%～5l%，相对湿度过低或过高，对人体都不适甚至有害。在我国北方一般气候干燥相对湿度较低，在这种环境，人易患呼吸道疾病和出现口干、唇裂、流鼻血等现象。这是因为，鼻子内部、呼吸道、肺部连同网状肺泡是由支撑发状纤毛的黏膜覆盖，当空气相对湿度低于40%时，纤毛的运动就会变得十分缓慢，于是灰尘易粘在粘膜上，刺激咳嗽，不利于排除病菌，从而导致呼吸道疾病的发生。另外，由于相对湿度低，人体表皮水分大量散失，导致人的皮肤弹性下降，加速皮肤衰老，出现表皮粗糙、细胞脱落等现象，一定程度上降低了皮肤抵抗病菌的能力。

新风量是指不从空调系统进入的，而是从门窗进入的新鲜空气总量。新风量是衡量室内空气质量的一个重要标准，主要根据人体的生理需要确定，新风量不足主要是由于送风方式不十分合理[3]和列车运行时在车厢周围形成负压区，即车速越快、负压越大、对新风量会产生极为不利的影响。人长期处于新风量不足的室内易患“室内综合症”，出现头痛、胸闷、易疲劳的症状，还容易引发呼吸系统和神经系统等疾病。

CO2 的浓度可以反映出人体代谢产生气体污染物的综合水平，主要与旅客数量和车厢的通风换气状况有关。CO2 的浓度超过标准值，说明随着运行时间的延长，车厢内CO2 不能得到有效稀释而不断聚集而引起。新风量直接影响到空气的流通和车厢空气的污染程度。当CO2 含量达到0.07%时， 敏感者就感觉有不良气味和不适感； 当含量达0.1%时， 出现不舒服感觉[4]。

4、建議.

本次检测的9趟长途列车中相对湿度和新风量不达标率分别为100%和88.57%；CO2 超标率为11.43%。调查结果表明：长途旅客列车封闭的车厢使得空气流通不畅，存在危害旅客身体的健康隐患，特别是在传染病的流行季节，很容易成为病原微生物传播的场所，成为疾病的扩散源。因此提出如下建议：（1）铁路部门应采取必要的措施如加强机械通风换气， 保证新风量；（2）严格控制旅客超员，禁止旅客吸烟， 减少有害气体的排放；（3）在情况允许情况下短暂开窗换气。总之要特别加强和改善旅客列车微小气候和空气质量， 将保障广大旅客的身体健康作为今后铁路疾病预防控制工作的重点。

参考文献：

[1]中华人民共和国卫生GB/T17220-1998，公共场所卫生监测技术规范[S].北京： 法律出版社， 1998

[2]GB/T18204.1～30-2000，公共场所卫生标准检验方法

[3]卢纪富.空调列车中的空气品质问题及其改善措施[J].青岛建筑工程学报，2003.24（4）.91-95

铁路列车控制系统 篇7

1 Nport在现场的应用情况

在实际的应用中, Nport的两端分别连接其他系统的RS-422串口线和网线, 由交换机连将其接TDCS系统的采集机上。而Nport随机光盘中的自带的安装程序可以对Nport进行设置、将端口映射到其他主机上。笔者在这里指出的是:例如IP地址, 各端口的基本配置信息等Nport的基本信息可在使用前进行配置, 并可保存;而端口的映射只能在本地主机上才能完成, 这是因为Nport并不能保存所有的信息, 要使信息被主机记录, 工作人员必须将端口映射到运行该程序的主机的某个串口上。因此, 采集机映射Nport时, 必须在本地采集机进行, 操作只能遵照两种方式才能完成:一是通过外接键盘、显示器操作;二是通过远程登录的方式操作。

笔者现将详细对Nport在现场车站的具体应用情况进行说明。

1.1 与无线车次号系统的连接

无线车次号的传输过程如图1。

通常情况下, 五芯屏蔽线是铁通将接收到的无线车次号传送到Nport上的材料。传送的过程中, 五芯屏蔽线常被连接到Nport的端口P1上, 而端口P2留作备用。图2中的虚线并不是一条真正的连线, 它代表的是一种映射的关系。Nport的端口P1和端口P2口分别映射到采集机的串口3和串口4。在做好映射关系后, 在采集机里增加一个RadioTID.ini的配置文件也是必做的步骤。我们要在c:sampcfg文件夹下放置指定接收无线车次号信息的串口号, 用来被coll2k程序所使用。

1.2 与微机联锁系统的连接

与微机联锁系统的连接如图2。

控显机与Nport之间通过四根五芯屏蔽线采用2×2方式交叉冗余连接, 以保证任何一条线断不会影响设备正常使用。两个Nport分别映射到两个采集机上。Nport的P1口和P2口分别映射到采集机的串口5和串口6。采集机里与联锁有关的配置文件名为comset.ini, 文件中指定与联锁系统进行通信的串口号, 放在c:sampcfg文件夹下, 供coll2k程序使用。

与列控设备的连接方式和与微机联锁系统的连接方式类似, 只是Nport的P1口和P2口分别映射到采集机的串口9和串口10。采集机里与联锁有关的配置文件名为tcc.ini。

2 Nport的故障处理

2.1 几个与Nport有关的操作以及显示信息的含义说明

按下列步骤通过telnet命令远程登录到N po rt上。

点击开始菜单→运行, 在对话框中输入telnet 172.21.56.45 (Nport的IP地址) 后回车, 弹出Nport的操作界面, Nport所在列的01和02表示该Nport有两个端口, 5232系列的Nport具有两个端口。Type所在列表示端口类型, 可以在Nport的基本配置中进行选择设置, 在这里需要设置成real com类型。后面的4个IP表示Nport每个端口最多可以连接到4台主机, 也就是说每个端口最多可以同时作为4台主机的串口使用。在Nport的基本配置信息中可以对最大连接数进行选择, 范围为1～4, 需要注意的是, 如果最大连接数设置过小, 一些主机映射到该Nport的串口便不能被打开, 在界面上则会显示IP地址已被连接到此IP的主机上, 将其作为主机的串口被使用;如果显示listen, 则表示端口未连到主机。然而, 需要特别说明的是:这里的“连接”与“映射”有很大的差别。连接的顺利进行的前提是正确的映射关系。在做映射关系时, 本地主机的某个串口指向了指定Nport (根据IP地址) 的指定端口这是一定要被明确的。只要指明它们的对应关系, 进行连接时, 便可通过Nport成功通信。

我们一般来这样规定:Txcnt表示端口发送的数据量, Rxcnt表示端口接收的数据量。Txcnt和Rxcnt的变化情况是我们需要观察的。理论上来讲, 当端口有数据通信时, 它们的数值应增加。这足以说明, 在与无线车次号系统相连时, TDCS系统只接收数据, 其发送数据量的数值为0;当与联锁系统连接时, TDCS系统都会增加接受和发送的数值。

至于其它多功能的选项, 如查看和更改Nport的基本设置, 重启等, 读者可自行尝试, 笔者在这里便不再一一实验。

2.2 故障处理实例

(1) 某一新增车站不能接收到无线车次号。工作人员在登录Nport查看其端口接收数据的情况后, 发现:Nport端口2上在接受数据。进过询问、监查, 最终找到了原因, 即端口1故障, 五芯屏蔽线被接到端口2。采集机中的RadioTID.ini文件, 指定的串口号是端口3, 而对应的则是端口1, 将其修改保存, 重启便恢复。

(2) 某站不能接收无线车次号, 登录到Nport上查看其端口接收数据的情况, 端口上无数据接收, 且联系铁通发送模拟车次号也收不到, 判断为Nport故障, 更换并正确设置后恢复。

(3) 某站采集A故障后, 切换到采集B以后, 接收不到无线车次号, 查看采集B的配置文件正确, 映射也正确。登录到Nport上发现端口上只有采集A的IP, 重新查看Nport配置信息, 发现最大连接数设置为1, 更改为4后恢复。

2.3 处理思路及引申

一般情况下, 处理信息传输类故障时, 应按信息流向逐级查找, 逐步缩小范围, 确定故障点。

处理故障时, 首先查看Nport是否有数据接收, 如果没有数据接收, 不能判断是铁通问题还是Nport问题, 需联系铁通共同处理, 通过发送模拟车次号来进一步判断。

摘要：在铁路列车调度指挥系统中, 因为系统功能的需要都要与其他系统进行通信, 而Nport就是通过把RS-422串口标准的数据转换为网络标准的作用。

关键词：Nport,故障处理

参考文献

[1]侯启同, 张国侯.调度集中和列车调度指挥系统[M].北京:中国铁道出版社, 2008.

铁路列车控制系统 篇8

列车制动系统故障或未按规定工作是影响列车安全运行的重要原因之一。随着货物列车提速与重载的全面实施, 列车制动系统正常工作越来越引起铁路运营部门的关注。

我国铁路货物列车制动装置采用压缩空气作为动力, 以空气压力的变化形成制动机的控制信号, 控制制动机的作用, 并通过空气系统将空气压力转变为机械力, 使闸瓦压紧车轮踏面而产生摩擦力, 形成制动作用。

为了确保列车运行安全, 列车中的机车和车辆的自动制动机, 均应加入全列车的制动系统, 并按规定进行试验 (包括全部试验、简略试验、持续一定时间的全部试验) 。目前除了半自动闭塞区段少数挂有列尾装置的列车由司机负责试验外, 多数列车在无列检人员、运转车长和车辆乘务员的情况下的简略试验由车务人员负责 (在中间站基本上都是车务人员负责) 。

车务现行简略试验作业流程是:车站值班员在发出须简略试验列车前布置助理值班员进行试风作业→助理值班员使用“列车尾部试风记录装置”进行相关作业→车站值班员在得到助理值班员试风作业完成的报告后组织发车。本作业流程存在巨大安全风险:一是助理值班员是否按规定进行试风作业车站值班员掌握不了;二是列车尾部试风记录装置 (即现场采集设备) 只具有简略试验风压采集、过程记录、查询监测等功能, 可为“事后”分析提供信息, 在简略试验不符合要求时, 该装置不能实时向车站值班员发出预警。

1 系统设计方案

1.1 设计原则

(1) 严格遵守《铁路列车制动系统简略试验检测装置》规章制度;

(2) 为确保可靠性, 延续使用现有风压检测装置的无线传输协议;

(3) 在原有基础上, 实时监测, 增强系统可控性, 有效规避风险;

(4) 增大发射功率, 延长前端设备和终端设备间无线传输距离。

1.2 系统结构

铁路列车车辆制动系统简略试验检测装置由自主研发的现场采集设备、前端采集设备和终端设备这三部分组成。现场采集设备结构如图1所示, 高精度压力传感器将采集的风压值经过A/D转换器模拟量与数字量的转换后传递给微处理器, 然后微处理器将风压数据通过无线模块传输给终端设备。直流电源模块为处理器提供电源。前端采集设备结构如图2所示, 列车的车次信息通过按键模块传递给微处理器, 此时微处理器同步将车次信息显示在LCD液晶屏上, 然后微处理器通过无线模块将车次信息传输给终端设备。终端设备的结构图如图3所示通过无线模块的接收, 车次信息以及采集的风压值传递给了数据处理计算机, 计算机处理以后将确认信息通过无线模块发给前端采集设备。

2 系统功能实现

2.1 实时将风压数据传给上位机

现场采集设备和前端采集设备所构成的采集设备部分具有显示和按键操作功能, 人为设定完成后开始自动采集列车制动系统风压的实时数据, 采集完成后前端采集设备对采集的数据进行运算处理、故障判定和显示, 现场采集设备将数据采集完成后通过无线通信将风压数值实时传输到行车室 (信号楼) 终端设备上, 可以使风压数据实时的在上位机上进行显示, 方便工作人员操作提高了工作效率。

2.2 终端设备自动进行故障的决策

终端设备不但可以实现数据显示和语音播报, 同时还具有对测量数据实时曲线绘制、存储、查询等功能。终端设备通过智能算法进行故障判断即采用支持向量机 (SVM) 进行故障的判定, 其主要原理是建立一个分类超平面作为决策平面, 使得正例与反例之间的隔离边缘被最大化。支持向量机的理论基础是统计学理论, 更精确的说支持向量机是结构风险最小化的近似实现。SVM是一种监督学习方法, 主要用于小样本数据分类和回归分析。

样本的所有信息都蕴藏在训练样本的维数中, 用SVM进行回归分析时, 一般用FPE准则来评价SVM模型的适用性和嵌入位数, FPE准则的表达式如下:

其具体步骤如下:

(1) 将样本数据输入SVM进行预处理, 即所谓的归一化处理, 根据FPE准则计算数据维数, 产生训练样本和测试样本;

(3) 根据得到的训练样本建立预测模型, 利用改进的方法求得模型函数, 从而确定拉格朗日乘子αi, αi*和阈值b;

(5) 计算误差函数, 当误差的绝对值低于设定值时, 中断整个学习过程;否则返回继续学习直到低于设定值。其中SVR故障预测试模型的流程程序流程图如图4所示。

在模式分类问题上支持向量机能提供较好的泛化性能, 这个属性是支持向量机特有的。支持向量机的自学习过程可以利用线性映射来处理维数高的特征空间, 用最优化的学习算法来训练样本, 如果空间中有一个平面可以无误差的划分将数据分为两类样本, 并且两类样本中距离该平面最近的样本与该平面的距离最大时, 称为最优分类超平面 (OSH) , 简称最优超平面;该距离称为分类间隔 (MARGIN) 。

设有样本集

在用于对风压数据的故障判定之前需要先对支持向量机进行训练, 即找出20组不正常的风压数据和20组正常的风压数据训练支持向量机, 再将训练好的支持向量机用10组风压数据 (包含正常与不正常的数据) 进行测试验证。当正确率满足要求后即可对未来的风压数据进行故障的判定。并且终端设备的语音报警功能又可提醒工作人员注意, 避免了工作人员可能由于疏忽造成故障信息的遗漏。终端设备故障判定功能可做为制动机试验过程控制、作业质量监督、列车管系故障判别、事故责任分析的依据。

3 结语

目前国内虽已有同类型产品出现, 但存在一定的技术缺陷, 采集列车制动系统风压数据时, 数据不能及时传输, 而列车制动系统风压检测由工作人员执行, 从而在发车之前不能确定是否已经检测完成, 而本科研项目设计的检测装置通过无线传输方式将简略试验的过程和信息, 实时传输到行车室 (信号楼) 终端设备上, 车站值班员在监测到列车简略试验作业已完成, 制动系统完好后再组织发车, 将事后分析改为超前防范, 可有效规避安全风险。

此系统具有广泛的推广使用价值, 对确保列车安全运行具有重要意义, 也是铁路安全风险管理的客观要求, 应用前景十分广阔。

参考文献

[1]徐世武, 王平, 施文灶, 徐雄伟.基于Zig Bee节点的按需时间同步算法[J].信息与电子工程, 2011 (05) .

[2]谢琦, 刘兰涛, 弋俊超.用于Zig Bee网络的同步休眠与唤醒算法[J].计算机应用, 2010 (S1) .

浅析铁路客运列车火灾扑救 篇9

一、铁路客车的火灾特点

(一) 火势蔓延快

客运列车起火, 在初始阶段尚容易扑救。如果发生在车厢顶棚, 墙板夹层内或引起易燃品燃烧, 由于火势蔓延迅速, 扑救工作难度很大。运行中的列车如果处于高速行驶中, 其行驶过程中形成的气流压力也会加速火势的蔓延。据试验测定, 客运列车运行中燃烧速率极高, 0.5min火焰燃烧到顶棚, 2min浓烟体量达到100%, 7min车窗玻璃破碎, 8min车厢燃烧面积达到一半, 11到14min车体全面燃烧, 18min全部烧毁[2]。

(二) 易造成伤亡

由于客运列车车厢内人员集中, 平均每列1000人以上。火灾发生时, 旅客急于逃生, 厢内通道狭窄, 车门少, 再加上列车在行驶中无法及时停车等原因, 易造成旅客拥堵, 互相踩踏, 特别是双层客运列车的人员疏散, 更为复杂。旅客砸窗逃生, 加速空气对流和火势蔓延, 复线区段如遇邻线列车通过, 还会增加意外伤亡。

(三) 扑救难度大

1. 道路环境复杂

铁道线路两侧环境复杂, 地势高低不平, 消防车一般无法驶近列车, 有些情况下根本无法前往现场扑救。现场灭火救援战斗也很难展开, 人员和装备资源得不到有效利用。救援现场环境复杂。列车交通事故发生后, 救援任务点多、线长。

2. 火场供水困难

现场一般情况下处于野外或山区, 消防水源缺乏, 而且由于交通的限制运水车难以发挥作用, 不能保证火灾扑救的正常用水。铁轨的纵横交错也对水带的铺设产生非常不利的影响。火场供水非常困难。这对及时控制火势, 疏散救人都十分不利。

二、铁路客运列车火灾扑救措施

扑救列车火灾时, 要坚持救人第一的指导思想, 根据不同着火部位和不同情况, 采取相应的灭火措施, 疏散抢救人命, 合理分解列车, 控制火势蔓延, 迅速扑灭火灾。

(一) 火情侦察要迅速准确

火情侦察是指消防队到达火场后, 采取的全面了解火场情况的一项任务, 它是灭火作战行动的重要保障。首批到场力量到达火场后, 要立即组织侦察人员迅速准确的查明下列情况:

1) 起火车厢位置、燃烧车厢数量、蔓延主要方向和速度。2) 是否有人员受到火势威胁, 所在地点、数量, 和抢救、疏散通道。3) 车厢内是否断电, 以及切断电源以预防触电的措施。4) 要保护的物资和人员受火势威胁的程度5) 列车周边道路交通情况, 进攻和撤离通道。

(二) 疏散救人很关键

消防部队到达现场后, 要求应要求列车工作人员配合对旅客进行疏散。利用喷雾水枪对疏散乘客进行掩护, 一是防止热辐射伤害, 二是可以稳定旅客情绪。同时指示疏散方向和路线, 力量不足的话可以组织自愿者清理疏散通道上的杂物, 防止惊慌的旅客看不清道路而绊倒发生踩踏事故。如果是夜晚的话还应利用照明车为疏散旅客提供照明。对受高温威胁的铁轨要进行冷却, 以防止变形影响列车转移。对以颠覆尚未起火的车厢体实施冷却保护。对第一线水枪手实施掩护.迅速在起火车厢两侧设置水枪阵地堵截火势, 阻止火势向列车前后蔓延。

(三) 扑救战术要灵活

对于铁路客运列车火灾, 消防部队一般坚持先控制后灭火的基本原则, 对列车着火车厢实施分解脱离。控制火势并救出所有人员后采取外攻灭火的方式扑灭火灾。

1. 堵截火势

铁路客运列车起火, 火一般集中于一节或相连的几节车厢上, 消防部队到达现场后应立即在着火车厢两端设置水枪阵地堵截火势, 防止火灾向两侧车厢蔓延。同时对受困人员进行抢救, 并对着火车厢和未着火车厢的连接钩进行冷却保护以方便下一步的摘钩分解列车。

2. 分解车厢

在铁路客运列车火灾扑救中, 为了防止火势向着火车厢两端蔓延, 应该对着火车厢进行分解。客车在行驶途中或停车时发生火灾, 在疏散完人员后, 应采取摘钩的方法分解未着火的车厢, 控制火势蔓延。中部车厢着火, 先停车摘掉着火车厢后部与未着火车厢链接的挂钩。机车牵引火车车厢向前行驶百余米再停车摘掉着火车厢。机车将其与车厢牵引至安全路段。前部和尾部车厢着火参考中部车厢着火分解方法。分解列车要由列车专业人员操作, 热辐射强烈时, 应用水雾掩护, 防止不合理分解, 发生溜车事故。

(四) 火场供水要有力

铁路客运列车火灾通常发生在远离城市、乡镇的山区、旷野, 应充分利用就近江河、湖泊、水池等水源, 利用手抬泵、消防车、抽水机及其它机械设备组织好供水。附近无水源迅速可调集水罐车运水, 可公路铁路同时进行。可利用平板列车载运消防车、手抬泵等器材前往扑救。火灾扑救时间长、用水量大, 在扑救中应确保供水不间断, 特别是在前期到场后, 一旦供水问断, 很有可能导致火势蔓延, 造成更大损失。指挥员进行布置水枪阵地阻截火势蔓延, 同时安排人员寻找水源, 组织科学供水。火场现场指挥部应及时了解力量部署情况, 统一合理安排供水, 保证火场科学供水不间断。

三、结论

针对铁路客运列车火灾, 消防人员不仅要重视火场灭火战术, 平时还要加强对铁路站台、站厅和车厢及周边环境的“六熟悉”, 制定周密的灭火预案, 和铁路局方面多开展联合灭火演习。在火灾发生后迅速赶到现场, 并展开战斗, 力争在火势还没有发展起来之前把火消灭。

参考文献

[1]马宗晋主编.中国交通灾害.湖南人民出版社, 1998.

铁路旅客列车自动上水设想 篇10

中国铁路发展的100多年里, 铁路旅客列车上水方式确基本上没有发生过变化, 在目前科技代表生产力的年代里, 我们的铁路客车上水却还在采用原始的最古老的人工手动上水装置, 严重制约了铁路提速和铁路运输安全, 目前有些有识之士已认识到了这个问题, 但是无一例外均没有研制出比较成熟的上水技术, 不过部分企业设计的客车上水自回卷系统倒是基本上能满足上完水后上水管的自动脱落及回卷, 本文拟结合有关调研及工程实践, 就客车自动上水的发展设想作一探讨。

1 关于对客车上水的认识和态度

客车上水是铁路运输的一个重要工作, 是为了满足客车上旅客洗漱及饮用水的唯一途径, 它深刻影响着旅客在旅途中的舒适、安全、方便。如果列车上没有水, 那么列车上的龙头、厕所、洗脸池也将无法使用, 所以如何利用火车停靠在车站的短暂时间完成旅客列车的上水任务, 是一个非常重要的问题, 目前我国铁路主要采用列车进站后, 旅客上下车的时间由上水工人拿出布置在股道间的上水软管接到旅客列车的上水口, 等上完水后, 上水工再拆下管道, 火车出发。这样的方式在早期铁路运输比较少时, 采用这种人工方式成本低、可操作性强, 但是在铁路运输任务越来越繁忙的今天, 这种人工操作的弊端已经越来越明显。而且目前这种落后的人工上水方式无形中造成了水资源的巨大浪费。因为现在客车越来越多, 每个工人负责两个车厢已经忙不过来了, 所以他们为了节约时间大多采取了, 先开开关然后在连接;停水时先断开连接, 再关水, 这样每次在从开关走到列车车厢的过程中, 水资源就这样白白浪费掉了。

我国已进入铁路快速发展的时期, 为铁路自动客车上水的发展创造了有利时机。各级政府应该积极采用新技术新工艺, 改变我们目前这种落后面貌, 为铁路运输创造更好的条件, 为铁路工人工作环境创造条件, 安全责任重于泰山, 让我们切实作好各项工作, 为铁路安全运行创造更好条件。

2 我国在旅客列车上水方面存在的主要问题

尽管我国在发展铁路客车上水方面也已有了近60年的历史, 在技术储备、管理政策等方面都已积累了不少的经验, 但也要客观地看到, 目前铁路客车上水工作仍然面临严峻的挑战。笔者曾于2005~2009年对全国各大城市车站客车上水工作进行了深入地调研, 普遍存在的问题有:

2.1 科研方面

我国铁路建设普遍采用粗放性, 细节做的不够, 因此到目前为止在列车给排水方面可以说基本上没有投入, 目前运营的基本上都是很陈旧的给排水方式, 近年某些公司研制的客车上水自回卷系统已经被铁道部及业主所接受, 正在逐步推广中, 但是这个还是属于半自动的控制方式, 仍然不能满足高速铁路的发展要求, 不断研究, 不断努力, 客车完全实现自动化上水才是我们的最终目标。

2.2 建设方面

因缺乏足够的经济鼓励政策, 业主单位投资积极性不高, 加之一般其不是更换设施真正的管理者和受益者, 其重视程度不够, 造成客车上水设施与主体工程不能做到同时设计、同时施工 (主要为土建部分) , 降低了客车上水设备的建设质量;客车上水设备的施工和验收缺乏明确的规范依据, 会导致责任不清, 给其正常运行埋下了隐患。此外, 因为业主单位对工程造价的限制, 使得一些工程选用的设备质量欠佳, 将会造成设施停运或故障频发。既有车站的站台很难改造成满足自动上水装置的站台。目前车站运力紧张的情况下, 也没有时间及精力去改造。

2.3 运行方面

目前既有的列车上水均采用人工上水的方式, 因为目前我国的劳动力比较充沛, 所以建设方宁可用原始的人工方式, 也不愿意采用新技术、新装备, 目前有新建列车上水的车站基本上都采用了列车上水自回卷系统, 在今后当我国劳动力越来越短缺的问题出现后, 以人为本, 解放生产力, 采用自动上水将是唯一的选择。

3 旅客列车自动上水的可行性

3.1 技术可行性分析

经过近100年的积累和发展, 我国铁路设计及建设各方面的技术取得了长足进步, 电气化高速铁路技术储备已基本完成。随着国内大批客运专线的修建, 新建的火车站大多数都采用了一系列新技术, 新标准, 列车给排水也采用了一系列新技术, 新标准, 但是令人遗憾的是, 列车上水的自动控制问题依然没有改观, 还是延续了多年来的人工上水方式。笔者通过思考有了一种新的思维方式, 试探解决这一制约铁路列车上水的措施。

制约列车自动上水的最主要问题是列车停靠位置的不确定性, 因为每列客车不可能停靠位置都一样, 导致接口的无法对应, 因而无法完成列车的自动上水, 因此我们需要换一种思维方式, 为何我们不把列车上水的接口也做成移动式的呢, 假设我们将列车自动上水的接口也做成移动式的, 在列车进站后会自动搜索寻找装置在车体上水接口上的信号源, 那样这个问题将得到解决, 如何将上水的接口做成移动式的呢, 笔者曾设想, 目前国内的新建客运车站都采用的高站台, 如果我们将旅客列车上的进水口放到比站台稍低的位置, 那么我们将客车上水的接口利用滑轮安置在高站台的侧面上, 当然高站台需要做成中空的, 里边放置给水管道及给水自动上水控制的设备, 当列车进站后, 停靠在站台上, 处在中央控制室的上水工作人员按动按钮, 自动上水装置开始自动检索 (可以采用红外检测手段, 目前红外检测技术已经相当成熟) , 当他们自动检索到列车上的上水接口时, 处于滑轮上的移动式上水接口自动移动到对应的位置, 伸出伸缩接头, 完成与列车接口的对接, 开始上水, 当上水结束时候, 接口松动, 弹簧接口自动松动弹回站台下的接口位置, 列车离开。

3.2 经济可行性分析

列车自动上水设施不同于其他设施, 他在节约用水的同时, 保证了列车上水的水质, 避免了目前人工上水的铁路职工的安全, 解放了劳动力, 为高速铁路运行节约了时间, 同时避免了在冬季大量积水造成车站股道间的结冰问题。

(1) 直接效益。

笔者根据有关统计数据, 目前每个中型车站一般最少需要配备30个上水工人 (10人每班, 3班倒) 每个工人每个月2000元 (含有三金等) , 那么每个月将需要支出6万元, 每年将需要支出72万元。

(2) 间接效益。

以1m3水为单位进行计算, 城市自来水的平均制水成本为3.70元/m3, 则如果每个工人每天用水节约2立方计算每年可节约水费2*30*365*3.7=8.1万元。

同时由于高速列车运行速度越来越快, 人们对出行时间要求越来越高的今天, 自动上水的时间将会大幅度缩短, 对运营及列车提速将会产生重大影响, 将彻底避免上水工人出事的惨剧发生。由此可见, 无论从直接效益还是从间接效益来看, 自动上水装置均具有较好的经济可行性。

4 结论

作为一个新兴产业和新的课题, 社会接受还需要一定的时间, 但是, 铁路给水技术向自动化、信息化、系统化方面的提升势在必行。经过相关的技术研究, 可以快速实现铁路旅客列车上水的自动化升级。在通过科学的管理, 大幅的减少人力成本、提高运营效率、保障安全快捷的供水, 改变我国列车上水的面貌, 在取得经济效益的同时, 对环境和社会也会产生很大效益, 为推进我国铁路事业的发展起到更积极的作用。

参考文献

[1]给水排水铁路工程设计技术手册[M].三版.中国铁道出版社.

[2]TB10621-2014, 高速铁路设计规范[S].

[3]TB10010-2008, 铁路给水排水设计规范[S].

浅谈矿区铁路重载列车牵引试验 篇11

关键词：重载列车,矿区铁路,牵引试验

平顶山矿区铁路东段设计运送能力为1 700万t/a, 国铁平东口列车交接牵引定数为3 500 t。受线路、站场、牵引动力和行车组织方式等条件的制约, 目前一般牵引质量为1 000～2 000 t, 线路状况最好的地段每次只能牵引3 000 t。随着集团公司煤炭产销量逐年地大幅度提高, 矿区铁路运输运能与运量的矛盾凸显。为此, 在黄榆店至平顶山东站区段试运行路企直达6 000 t及5 000 t重载列车, 为逐步提高其他区段的牵引质量, 以提高整个矿区铁路煤炭对外运输能力积累了经验。现结合矿区铁路运行重载列车的实践, 就重载牵引需要注意的问题进行探讨。

1 黄榆店至平顶山东站区段运输现状

1.1 线路情况

黄榆店车站中心里程为40 km+26 m, 至平东站接轨点线路正线长40.801 km。有4个区间:黄榆店车站—襄县车站区间, 区间距离21.9 km;襄县车站—范庄车站区间, 区间距离8.5 km;范庄车站—八矿车站区间, 区间距离6.23 km;八矿车站—平东车站区间, 区间距离4.5 km。

线路设计技术标准:企业铁路Ⅱ级;设计速度70 km/h, 目前实际线路限速为30 km/h;下行线路限制坡度为10.8‰, 上行线路限制坡度为6.0‰。

1.2 站场情况

(1) 黄榆店车站1道为正线, 有效长770 m, 容车数51辆;2道线路有效长735 m, 容车数48辆;3道为安全线。

(2) 现在货场配备有50型铲车8台, 在货场站台上装载, 一批次最多装30辆车, 50辆车装车无影响时需5.5 h。

1.3 牵引情况

目前, 黄榆店—平顶山东站区段由蒸汽机车牵引, 前进型单机牵引质量为2 500 t (C62、C64货车30辆重车) , 双机牵引5 000 t, 限速30 km/h, 区段运行时间为90 min。

2 重载牵引方案的选择

2.1 内燃机车单机牵引

采用均衡速度法计算牵引质量。黄榆店站—襄县站区间, 以持续速度23.4 km/h通过6‰上坡道, 东风4DD型内燃机车单机牵引质量为4 950 t (C70型货车52辆重车) 。以下襄县—范庄区间、范庄—八矿区间、八矿—平东区间限制坡度分别为6.0‰, 4.0‰和3.2‰, 统一后的牵引质量东风4DD型应为4 950 t。牵引质量G计算过程如下:

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式中, w′0=3.06 N/kN;w″0=1.10 N/kN;λy=1;ix=6‰;Fj=358 kN;P=150 t。

按启动地段坡道验算牵引质量:

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式中, w′q=5 N/kN;w″q=3.5 N/kN;iq=6‰;Fq=480.9 kN。

Gq>G, 故取牵引质量为4 950 t。

2.2 内燃机车单机牵引、补机推送坡

东风4DD内燃机车牵引5 960 t (C70货车63辆重车) , 蒸汽机车补机推送坡。从黄榆店车站出发起车, 以24 km/h的速度通过6.0‰坡道坡顶, 推送4.6 km到35 km+649 m处至平道的起点, 停车摘掉蒸汽机车补机。内燃机车单机牵引运行, 加速运行闯坡通过黄榆店—襄县站、襄县站—范庄站区间2个6.0‰的限制坡道。范庄车站—平东车站以下线路最大坡道为4.0‰, 列车可以顺利通过。整个区段运行时间为60 min, 列车运行速度曲线和计算过程略。

3 线路、站场改造及运输组织

(1) 建设黄榆店车站3道装车线, 延长1道、2道线路长, 加装轨道衡及装车铁牛, 以满足重载列车运输的需要。

(2) 对铁路线路部分钢轨、轨枕进行更换, 全线进行机械捣固, 安设、恢复沿线各种标志及设施, 拆除部分简易道口, 保证列车运行速度。

(3) 黄榆店车站2、3道间设置货位70个, 货场配置50型铲车8台, 全自动平车器1台, 动态轨道衡1台。装载完毕63个C70货车时间为3 h, 列车匀速过轨道衡称重。

(4) 加强运输计划和组织。路矿行车部门密切协调配合, 落实空车到矿和重车交路日计划, 按计划组织抢装、抢运, 保障重载列车开行, 加快车辆周转。

4 防止断钩操纵要点

4.1 列车冲动和断钩的机理

重载货物列车的开行使列车冲动加剧, 断钩的可能性增加, 列车平稳操纵的难度增加。列车在运行中, 由于机车牵引力、列车制动力以及线路纵断面的变化, 都会引起列车纵向运动的变化。列车的纵向运动分为稳态和非稳态2种。稳态运动是指列车在常力或缓变力作用下的运动, 对列车的纵向运动没有明显的影响。非稳态运动包括列车启动、牵引力骤变、列车的制动与缓解以及调车作业时车辆之间的冲击。

除上述作用力以外还有车辆之间的相互作用力, 在这些力的作用下, 发生车钩间隙、车钩受力的大小及方向的变化, 并使缓冲器产生压缩变形。由于缓冲器的容量和行程有限, 当车钩力增大到一定程度, 和缓冲器容量趋于饱和, 行程达到最大值, 车钩被完全压死。如果车钩力再继续增加, 出现所谓“刚性冲击”, 形成冲动。当冲击造成的拉力超过钩缓装置的强度时, 就会拉断车钩或损坏缓冲装置的某些部件。

理论研究和试验表明, 空气制动时车辆之间的压缩反应力大致与列车的编组辆数的平方成正比。最大的纵向力往往发生在空气制动及其缓解工况, 低速缓解和紧急制动时。

4.2 机车功率调节

功率调节总的要求是, 尽可能减少车钩间隙的变化, 特别是拉压之间的急剧变化。应注意几点:

(1) 平稳地施加和撤销牵引力, 防止手柄位置的快速变化, 以免列车产生快速而突然的冲动。

(2) 要避免不必要的惰行后又重新加载, 因为惰行时产生压缩, 再加载时间隙被拉开。这种情况发生太快, 会产生冲动。

(3) 在坡度相差很大的起伏坡道地段, 列车越过变坡点时, 应调节机车功率, 以缓和因坡度变化引起车钩力的较大变化。

4.3 途中调速

为防止拉断车钩, 调速操纵应遵循以下原则:

(1) 使用空气制动时, 减压量要尽量小, 提倡“早减压、少减压”, 或实行阶段制动。

(2) 空气制动缓解速度不能低于20 km/h。列车缓解后降速量很大, 如果在20 km/h以下缓解, 缓解后速度可能降到5 km/h以下, 或缓解未结束列车就停止了。这时闸瓦摩擦系数大, 列车尾部车辆缓解晚于前部, 必然造成很大的纵向力, 极易断钩。如果遇到极低速度的慢行, 宁可停车后再开, 也不要采取低速缓解的办法。

(3) 紧急制动。重载列车在低速紧急制动时, 断钩的可能性极大。速度低于40 km/h 时, 尽可能不要使用紧急制动。

5 列车牵引试验要点

5.1 试验的组织

列车牵引试验必须有严密的组织、周密的计划。根据试验目的成立试验管理小组, 明确责任和分工。

5.2 运行时分试验和牵引质量试验

运行时分试验总原则是充分发挥机车功率并充分利用各种限制速度。

(1) 在启动加速阶段以及线路纵断面有困难的区间, 应着重充分发挥机车功率, 但要适当留有余地。如内燃机车柴油机转速比最高转速低40～50 r/min。

(2) 在线路纵断面比较平缓、机车功率有富余的区间, 着重于充分利用限制速度, 包括线路限速、机车车辆限速和制动限速。

(3) 长大下坡道区间, 要利用电阻制动调速, 并充分发挥电阻制动的功率, 如使用最大制动电流的90%。

牵引质量试验的原则是:在困难区间的限制坡道上, 坡顶速度必须大于或者等于该型机车的持续速度。

5.3 机车运行工况的监控和记录

要密切监视列车在困难区间的速度和牵引电机电流, 机车通过6‰限制坡道坡顶速度v≥23.4 km/h, 牵引电机电流I≤840 A。当同步牵引发电机在额定工况运转时, 牵引电动机电流分配不均匀度不大于8%。

试运站停, 测量电气设备热态下的绝缘电阻, 检查机车轴箱温度和牵引电机轴承温升, 这些参数应在限度范围内。同时记录好区间运行速度、运行时分及一个单程区段机车燃油消耗量。

参考文献