淺析機(jī)車走行部檢測(cè)裝置運(yùn)用中存在的問(wèn)題和對(duì)策

王高波 倪德興 上海鐵路局上海機(jī)務(wù)段

JK00430型走行部檢測(cè)裝置作為鐵路第六次大提速的重點(diǎn)裝備已在全路4000多臺(tái)客運(yùn)機(jī)車上全面安裝，并已顯示出其在利用共振解調(diào)技術(shù)提取走行部運(yùn)動(dòng)零部件故障信號(hào)方面的有效性，大量的典型案例已充分說(shuō)明共振解調(diào)自動(dòng)診斷專家系統(tǒng)的理論、準(zhǔn)則、判據(jù)的準(zhǔn)確性，也充分說(shuō)明了該裝置作為故障診斷設(shè)備在保障鐵路安全運(yùn)輸方面的重要性。隨著運(yùn)用時(shí)間的加長(zhǎng)，其已逐步暴露出一些因裝車方案不周而引起的影響到故障檢測(cè)效果問(wèn)題。

1 JK00430型走行部檢測(cè)裝置在我段各型機(jī)車上裝車方案現(xiàn)狀分析

JK00430型裝車方案的確定，主要是圍繞下面幾個(gè)問(wèn)題展開(kāi)：如何給司機(jī)提供信息，是否是在微機(jī)屏集中顯示或用主、副機(jī)分別在Ⅰ、Ⅱ室司機(jī)操縱臺(tái)顯示主機(jī)安裝位置及車上布線方案。

1.1 非標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室車上裝車形式

這是一種在既有機(jī)車上推廣使用的方案，采用主、副機(jī)直接通信，主副機(jī)直接裝在Ⅰ、Ⅱ室司機(jī)操縱臺(tái)顯示。這種形式的裝車方案因車上電路簡(jiǎn)單，電氣故障少，而且運(yùn)行中司機(jī)可以直接看到、聽(tīng)到故障信息和報(bào)警聲音，因此能比較有效地發(fā)揮該設(shè)備原設(shè)計(jì)各項(xiàng)故障檢測(cè)功能。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室的裝車方案

這種裝車方案是采用車上既有的監(jiān)控裝置、無(wú)線傳輸?shù)仍O(shè)備有機(jī)地結(jié)合在一起，使走行部監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)和TAX2進(jìn)行通訊，TAX2再和機(jī)車微機(jī)工況屏通訊，把走行部各測(cè)試點(diǎn)的溫度和沖擊信息在工況屏上顯示出來(lái)，同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音箱發(fā)出報(bào)警提示。并依托車載無(wú)線傳輸主機(jī)對(duì)運(yùn)行途中發(fā)生的各種信息通過(guò)GPRS等方式發(fā)送至地面處理站，讓地面站及時(shí)了解列車運(yùn)行中的情況 (方案見(jiàn)圖1)。因?yàn)檫@是一個(gè)系統(tǒng)工程，各個(gè)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品都在系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)重要工作。 由于大部分機(jī)車無(wú)線傳輸功能都沒(méi)有開(kāi)通，車上電路復(fù)雜，電氣線路故障明顯增加。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室走行部檢測(cè)裝置車上電路方框圖

1.3 依靠Ⅰ、Ⅱ 室微機(jī)工況屏顯示軸溫和沖擊信息的其它裝車方案

主要是SS8機(jī)車，我段SS8型電力機(jī)車由路內(nèi)各段調(diào)入，有的按方案2執(zhí)行，有的由JK00430主機(jī)直接和機(jī)車微機(jī)工況屏進(jìn)行通信顯示。

2 運(yùn)用機(jī)車中存在的問(wèn)題

隨著運(yùn)用時(shí)間的增加，由于各型機(jī)車微機(jī)工況屏軟件版本不一致，主要存在以下問(wèn)題：

（1）工況屏只能顯示溫度信息，不能顯示沖擊信息。

（2）當(dāng)走行部檢測(cè)裝置檢測(cè)到故障后無(wú)任何語(yǔ)音提示。

（3）各型機(jī)車顯示界面各異，如SS8機(jī)車工況屏的一級(jí)菜單界面上有軸溫實(shí)時(shí)滾動(dòng)顯示。標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室的工況屏的一級(jí)菜單界面上沒(méi)有實(shí)時(shí)軸溫顯示。要進(jìn)入三級(jí)菜單才能看到。

（4）JK00430主機(jī)一般均安裝在低壓電氣柜或操縱臺(tái)底箱中，運(yùn)行中噪聲很大，當(dāng)司機(jī)室后門關(guān)閉時(shí)，在發(fā)生蜂嗚器報(bào)警時(shí)司機(jī)不易聽(tīng)到。

3 上述現(xiàn)狀對(duì)運(yùn)行帶來(lái)的不安全因素

準(zhǔn)高速列車一般均為單司機(jī)操作，司機(jī)在運(yùn)行中因忙于信號(hào)確認(rèn)、車機(jī)聯(lián)控、線路了望、監(jiān)控界面確認(rèn)等等。一般沒(méi)有報(bào)警提示的提醒，是不會(huì)進(jìn)入三級(jí)菜單查看走行部信息。 司機(jī)不知道已發(fā)生嚴(yán)重的沖擊信息而繼續(xù)運(yùn)行會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果。這樣會(huì)造成走行部監(jiān)測(cè)裝置作用得不到發(fā)揮。

根據(jù)唐智公司下發(fā)的乘務(wù)員途中操作依據(jù)：當(dāng)發(fā)生2級(jí)報(bào)警時(shí)，應(yīng)立即進(jìn)行后部了望，觀察有無(wú)煙霧和異常情況，并應(yīng)降速運(yùn)行至前方站停車對(duì)故障測(cè)點(diǎn)進(jìn)行人工確認(rèn)，如不影響運(yùn)行則回段報(bào)修，如果有持續(xù)報(bào)警并有煙霧和異常情況，則應(yīng)立即停車，等待救援。例：2008年8月9日，SS8-0017機(jī)車擔(dān)當(dāng)1598次列車牽引任務(wù)，司機(jī)在Ⅱ室操作，機(jī)車進(jìn)蕭山站停車辦理客運(yùn)后再開(kāi)車時(shí)，無(wú)論怎么操作也拉不動(dòng)列車，立即向本段有關(guān)部門進(jìn)行匯報(bào)。接到信息后，段馬上派人赴蕭山站進(jìn)行搶修。發(fā)現(xiàn)3軸3位（空心軸軸承位置），已超溫熔化固死。決定對(duì)非齒側(cè)六連桿傳力銷和電機(jī)齒輪進(jìn)行切割,處理后單機(jī)回段（具體見(jiàn)圖2）。

圖2 SS8-0017機(jī)車第3軸切割后的照片

回段檢查情況：

（1）走行部監(jiān)測(cè)裝置各傳感器位置正確。

（2）Ⅰ、Ⅱ室微機(jī)屏能夠正常顯示各軸溫度。

經(jīng)查詢監(jiān)控裝置地面數(shù)據(jù)分析：運(yùn)行途中一路正常運(yùn)行，后又經(jīng)過(guò)對(duì)車上走行部檢測(cè)裝置的檢查和對(duì)走行部檢測(cè)裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析，說(shuō)明了開(kāi)始超溫報(bào)警是在蕭山站停車后29s才發(fā)生的。而此時(shí)司機(jī)在Ⅱ室操作，在機(jī)車微機(jī)工況屏上雖然有文字提示信息，但因無(wú)語(yǔ)音提示，司機(jī)忙于其它工作所以沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。上述是SS8機(jī)車的安全隱患之處。如果列車在蕭山站不停車?yán)^續(xù)運(yùn)行，情況就沒(méi)有這么幸運(yùn)了，因軸承都已經(jīng)固死，再運(yùn)行下去會(huì)，一定會(huì)造成切軸事故。

從上述事件可以看出走行部故障檢測(cè)在SS8機(jī)車上安全漏洞是很大的。當(dāng)然也包括各型標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室也有相同隱患。

SS8型機(jī)車在Ⅰ室裝有走行部檢測(cè)裝置主機(jī)，并在Ⅰ、Ⅱ室將溫度信息在微機(jī)顯示屏上顯示出來(lái)，但不能顯示沖擊故障。當(dāng)走行部發(fā)生有振動(dòng)沖擊異常、或軸溫異常升高，走行部檢測(cè)裝置主機(jī)能點(diǎn)亮故障指示燈、文字提示及蜂嗚聲音提示，司機(jī)若在Ⅱ室操作，在聽(tīng)到蜂嗚聲音的情況下，才能去關(guān)心走行部監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)上的信息，假定司機(jī)在Ⅰ室操作，微機(jī)工況屏因無(wú)語(yǔ)音提示，司機(jī)在途中忙于了望和其它操作，對(duì)發(fā)生的走行部故障不知道，就不可能采取相應(yīng)措施。

4 解決方案

（1）全面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行配套軟件升級(jí)；

（2）把所有標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室裝車方案改為主副機(jī)通訊的方式；

（3）在Ⅱ室加裝一個(gè)語(yǔ)音提示報(bào)警裝置。

方案（1）、（2）牽涉面很廣，投資較大。

方案（3）相對(duì)簡(jiǎn)單，在段層面可進(jìn)行改進(jìn)，投入很低并且可以利用既有設(shè)備的有關(guān)功能，不必對(duì)現(xiàn)車布線改動(dòng)。增加的報(bào)警線改動(dòng)也很簡(jiǎn)單。

司機(jī)作為防止事故的第一道防線對(duì)運(yùn)行途中重大情況的預(yù)兆必須知道，因此對(duì)嚴(yán)重超溫和二級(jí)報(bào)警，可用語(yǔ)音告知司機(jī)，讓機(jī)班人員注意走行部檢測(cè)裝置主機(jī)顯示器界面上的文字提示和指示燈含義，讓司機(jī)知道故障的發(fā)展進(jìn)程，做到心中有數(shù)，決定下一步的措施。而不再是主機(jī)已經(jīng)檢測(cè)到故障信息，但司機(jī)卻茫然不知。對(duì)一級(jí)及以下報(bào)警應(yīng)在機(jī)車回段后由地面分析員對(duì)運(yùn)行文件進(jìn)行分析，根據(jù)發(fā)展情況作出處理決定。以防止在途中過(guò)多報(bào)警而牽制司機(jī)的精力。

在技術(shù)手段方面，采樣點(diǎn)取在走行部檢測(cè)裝置報(bào)警輸出端，采樣電路采用高阻抗取樣、光電隔離、電源回路分隔。做到對(duì)主機(jī)沒(méi)有影響，為考慮語(yǔ)音報(bào)警電路的性價(jià)比，采用了工業(yè)級(jí)性能DAST專利技術(shù)的語(yǔ)音芯片。圖3為故障后信號(hào)的取樣電路 。圖4為走行部檢測(cè)裝置故障后的語(yǔ)音提示裝置的電路原理框圖。

圖3 報(bào)警信號(hào)取樣電路

圖4 語(yǔ)音提示裝置電路框圖

5 實(shí)施效果

該語(yǔ)音提示裝置，在試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)功能正常，后在2008年12月初試裝在一臺(tái)SS8型機(jī)車上，考核運(yùn)行安全運(yùn)行2個(gè)月，工作正常，能用語(yǔ)音提示司機(jī)走行部發(fā)生的2級(jí)沖擊以及超溫故障報(bào)警信息。有效彌補(bǔ)了SS8機(jī)車司機(jī)在II室操縱時(shí)走行部檢測(cè)裝置存在的缺陷。