旅客列車尾部安全防護(hù)裝置的應(yīng)用

鐘海雄

（廣鐵安監(jiān)辦駐廣州車輛段驗(yàn)收室，助理工程師，廣東 廣州 510010）

目前，廣鐵集團(tuán)管內(nèi)旅客列車的車輛乘務(wù)員擔(dān)當(dāng)了運(yùn)轉(zhuǎn)車長職能，列車運(yùn)行中，需隨時(shí)配合機(jī)車乘務(wù)員查詢列車尾部風(fēng)壓值，這一工作性質(zhì)相對比較固定。而車輛乘務(wù)員是需流動(dòng)巡視作業(yè)，這與所要擔(dān)當(dāng)?shù)倪\(yùn)轉(zhuǎn)車長職能存在矛盾，造成車輛乘務(wù)員大部分時(shí)間只能在列車尾部值乘，難以顧及車廂設(shè)備的巡檢作業(yè)和車輛設(shè)備的運(yùn)行安全。為確保旅客列車運(yùn)行安全，提高列車安全預(yù)警和防護(hù)能力，根據(jù)鐵道部頒布的《關(guān)于實(shí)施既有機(jī)車換裝CIR/LJB設(shè)備、加裝客車列尾裝置和安排檢修檢測配套設(shè)備工作的通知》（運(yùn)裝基電〔2010〕3764號）文件要求，各個(gè)鐵路局陸續(xù)在旅客列車尾部車輛加裝了800 MHz旅客列車尾部安全防護(hù)裝置（KLW）。它的應(yīng)用將對旅客列車推行取消運(yùn)轉(zhuǎn)車長作業(yè)模式具有指導(dǎo)意義。

KLW裝置與機(jī)車車載通信設(shè)備（CIR）的列車防護(hù)預(yù)警功能單元（LBJ）將構(gòu)成有機(jī)整體，具有列車尾部風(fēng)壓檢測和數(shù)據(jù)上傳、輔助排風(fēng)制動(dòng)、風(fēng)壓自動(dòng)提示和供電電壓欠壓自動(dòng)提示以及狀態(tài)信息和風(fēng)壓數(shù)據(jù)存儲功能。KLW一旦投入應(yīng)用，可以自動(dòng)將列車尾部風(fēng)壓不停地反饋到CIR的操作顯示終端（MMI）。機(jī)車乘務(wù)員直接通過MM I查詢列車尾部風(fēng)壓，從而迅速準(zhǔn)確地判斷列車制動(dòng)主管是否貫通、風(fēng)管風(fēng)壓是否正常、列車是否完整，以便及時(shí)控制列車（無線遙控排風(fēng)停車）并向后續(xù)列車預(yù)警，避免事故或二次事故的發(fā)生。因此，KLW是確保旅客列車運(yùn)行安全的重要行車安全設(shè)備。該裝置由車輛部門負(fù)責(zé)使用維護(hù)，為此，讓車輛乘務(wù)員熟知該裝置的功能及構(gòu)成，準(zhǔn)確及時(shí)地判斷和處理運(yùn)用中出現(xiàn)的故障，確保該裝置狀態(tài)良好投入運(yùn)用十分重要。

1 裝置構(gòu)成

在旅客列車尾部車輛設(shè)備箱內(nèi)固定配備1臺KLW主機(jī)，安裝有列車管延長管、天饋線插座、+48V電源插座。整個(gè)裝置構(gòu)成如圖1所示。

圖1 裝置構(gòu)成圖

1.1 主機(jī) KLW主機(jī)由控制單元、記錄單元、排風(fēng)（制動(dòng)）單元、列尾指示燈、風(fēng)壓檢測單元、電源單元、信道機(jī)、天線、風(fēng)管、電源電纜和掛接單元等組成。主機(jī)采用箱式結(jié)構(gòu)，上蓋、下蓋和機(jī)殼采用鋁合金材料，下蓋和機(jī)殼焊接為一體，風(fēng)管、電源電纜、維護(hù)和編程接口、天饋線插座、電源開關(guān)和提手位于主機(jī)上端面，數(shù)碼管位于主機(jī)正面，排風(fēng)口和ID銘牌位于主機(jī)側(cè)面，掛接插槽位于主機(jī)背面，膠足位于主機(jī)底部。主機(jī)外部結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 KLW主機(jī)示意圖

接口說明：

1）維護(hù)和編程接口的接插件采用15芯孔型插座，型號為D-Sub，插孔分為3排，每排5芯。引腳定義見表1。

表1 維護(hù)和編程接口引腳定義

2）電源接口的電源線采用了單相2級帶接地插頭（250 V，10 A），符合GB1002-2008《家用和類似用途單向插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸》的相關(guān)規(guī)定，長度為1 000 mm（從列尾裝置主機(jī)到插頭）。

3）主機(jī)接通電源后，數(shù)碼管顯示窗口顯示的代碼含義見表2。

表2 數(shù)碼管代碼含義

4）天饋線插座接口采用N-KKF型孔式插座，天線通過主機(jī)上的饋線插座連接。

5）主機(jī)上的風(fēng)管通過快速接頭與列車主管連接，由螺母組件、襯芯、鋼套及橡膠軟管組成，采用鉚合結(jié)構(gòu)。接頭、螺母組件及鋼套為不銹鋼材質(zhì)，橡膠軟管由內(nèi)層橡膠、1層鋼絲加強(qiáng)層及外層橡膠組成，風(fēng)管技術(shù)參數(shù)符合TB/T3087-2003《機(jī)車車輛總風(fēng)軟管連接器總成》的有關(guān)規(guī)定。

1.2 天饋線 在車頂適當(dāng)位置（滿足距縱向中心線不大于550 mm，直徑1 m范圍內(nèi)沒有高于天線的物體的要求）焊加天線安裝座，并按鐵標(biāo)相關(guān)規(guī)定進(jìn)行漏雨試驗(yàn)，天線牢固地安裝在座上，其型號為TZ800。天線底部設(shè)有饋線插座，插座型號為N型孔式插座。

饋線一端與N-KKF型天饋線插座連接，另一端與天線可靠連接，并固定在天線座上。天饋線及插頭組裝成一體，其型號為KLW-RF-X（X代表饋線長度）。

1.3 延長管 在尾部車輛緊急制動(dòng)管路中（列車主管的一部分）加裝延長管與主機(jī)風(fēng)管連接，并在連接處加裝帶側(cè)排的球芯截?cái)嗳T。當(dāng)塞門手把與塞門體同向時(shí)，塞門處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)塞門手把與塞門體垂直時(shí)，塞門處于開通狀態(tài)。球芯的排風(fēng)口應(yīng)在手把的反側(cè)，閥體的排風(fēng)口應(yīng)在手把開啟位的反側(cè)。所有的延長管都經(jīng)過了水壓和風(fēng)壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

1.4 直流電源 根據(jù)不同的車型車種，分別在綜合控制柜/照明控制柜/本車控制屏等處引DC48電源至主機(jī)安裝箱內(nèi)插座接線端子，布線符合TB/T 1759-2003《鐵道客車配線布線規(guī)則》的規(guī)定。保證同時(shí)向列尾裝置和尾燈供電的前提條件下，在DC48V供電和AC380V供電的客車中，列尾裝置電源插座與側(cè)燈插座并聯(lián)；在DC600V供電的客車中，PLC綜合控制柜中增加了1塊DC110V/DC48V尾燈工作電源模塊，專供列尾裝置供電。

2 功能的實(shí)現(xiàn)

2.1 建立列尾連接關(guān)系 KLW開機(jī)后自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)（不主動(dòng)發(fā)送任何信息）并顯示本機(jī)的KLWID，顯示格式為ID.XXXXXX。在機(jī)車CIR設(shè)備操作顯示終端上輸入KLW ID并按下確認(rèn)鍵，LBJ向KLW發(fā)送包含機(jī)車號和KLW ID的輸號命令信息，KLW對輸號命令信息包含的KLW ID進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則存儲并顯示機(jī)車號，同時(shí)向LBJ發(fā)送包含機(jī)車號和KLW ID的輸號應(yīng)答信息，雙方建立了連接關(guān)系，LBJ發(fā)出聲光提示。LBJ和KLW之間以KLW ID作為基礎(chǔ)進(jìn)行“一對一”通信。已經(jīng)建立列尾連接關(guān)系的KLW不再響應(yīng)其它LBJ的輸號命令信息。

2.2 查詢風(fēng)壓 機(jī)車乘務(wù)員按下風(fēng)壓查詢按鍵，LBJ向KLW發(fā)送手動(dòng)風(fēng)壓查詢命令信息，KLW收到后對手動(dòng)風(fēng)壓查詢命令信息中包含的KLW ID和機(jī)車號進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則向LBJ返回風(fēng)壓信息，LBJ發(fā)出聲光提示。KLW返回風(fēng)壓信息后顯示當(dāng)前風(fēng)壓值，顯示格式為“1PXXX”，顯示8 s。

2.3 列尾風(fēng)壓動(dòng)態(tài)顯示 LBJ向KLW發(fā)送自動(dòng)風(fēng)壓查詢命令信息時(shí)，KLW對自動(dòng)風(fēng)壓查詢命令信息中包含的KLW ID和機(jī)車號進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則向LBJ返回風(fēng)壓信息并顯示當(dāng)前風(fēng)壓值，顯示格式為“2PXXX”，顯示8 s。如果KLW連續(xù)5 m in未接收到LBJ發(fā)送的任何信息，自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。KLW處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，如果接收到LBJ發(fā)送的風(fēng)壓查詢命令信息、輔助排風(fēng)制動(dòng)信息或輸號命令信息，對信息中包含的KLW ID進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則向LBJ返回相應(yīng)的應(yīng)答信息，恢復(fù)為連接狀態(tài)。

2.4 輔助排風(fēng)制動(dòng) 機(jī)車乘務(wù)員按下排風(fēng)按鍵，LBJ向KLW連續(xù)發(fā)送5幀排風(fēng)制動(dòng)信息，KLW收到后對排風(fēng)制動(dòng)信息中包含的KLW ID和機(jī)車號進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則進(jìn)行輔助排風(fēng)制動(dòng)并返回應(yīng)答信息，LBJ發(fā)出聲光提示。KLW返回應(yīng)答信息后顯示開始排風(fēng)前的風(fēng)壓值，顯示格式為“3PXXX”，直至排風(fēng)結(jié)束。排風(fēng)結(jié)束后，KLW顯示每秒閃爍1次的當(dāng)前風(fēng)壓值，顯示格式為“FXXX”，顯示8 s。

KLW一次排風(fēng)電磁閥開啟時(shí)間為30 s，輔助排風(fēng)制動(dòng)應(yīng)觸發(fā)列車緊急制動(dòng)。

2.5 風(fēng)壓自動(dòng)提示 當(dāng)列車管風(fēng)壓低于560 k Pa時(shí)，KLW每隔20 s自動(dòng)向LBJ發(fā)送風(fēng)壓自動(dòng)提示信息，LBJ收到后發(fā)出聲光提示。KLW發(fā)送風(fēng)壓自動(dòng)提示信息后，顯示每秒閃爍1次的當(dāng)前風(fēng)壓值，顯示格式為“FXXX”，顯示8 s。按下MM I的確認(rèn)鍵后，LBJ向KLW發(fā)送應(yīng)答信息，KLW收到后停止發(fā)送風(fēng)壓自動(dòng)提示信息。

2.6 供電電壓欠壓提示 當(dāng)供電電壓低于40 V時(shí)，KLW每隔20 s自動(dòng)向LBJ發(fā)送供電電壓欠壓自動(dòng)提示信息，LBJ收到后發(fā)出聲光提示。KLW發(fā)送供電電壓欠壓自動(dòng)提示信息后，顯示每秒閃爍1次的供電電壓欠壓狀態(tài)，顯示格式為“-UL-”，顯示8 s。按下MM I的確認(rèn)鍵，LBJ向KLW發(fā)送應(yīng)答信息，KLW收到后停止發(fā)送供電電壓欠壓自動(dòng)提示信息。

2.7 解除連接關(guān)系 在MM I輸入6個(gè)0并按下確認(rèn)按鍵，LBJ向KLW發(fā)送消號命令信息，解除列尾連接關(guān)系并發(fā)出提示音。KLW收到后對消號命令信息包含的KLW ID和機(jī)車號進(jìn)行判斷，如與本機(jī)一致則進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，刪除存儲的機(jī)車號并顯示本機(jī)的KLW ID。

3 故障判斷與處理

旅客列車尾部安全防護(hù)裝置產(chǎn)權(quán)歸相關(guān)車輛段并配備KLW主機(jī)檢測臺，并實(shí)施管理職能。由車間車輛乘務(wù)員負(fù)責(zé)使用、保管、交接和日常維護(hù)。應(yīng)用中常見故障判斷與處理準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到KLW的正常使用。

3.1 運(yùn)用故障

3.1.1 KLW主機(jī)不能正常開機(jī) KLW主機(jī)開機(jī)后，如果出現(xiàn)不顯示ID等情況，應(yīng)檢查電源電纜。確保電源電纜和插頭外觀良好并可靠連接至列車尾部車輛DC48V電源插座。如果仍未能排除故障現(xiàn)象，應(yīng)更換KLW主機(jī)。

3.1.2 連接KLW主機(jī)后出現(xiàn)風(fēng)壓泄漏 列車發(fā)車前，連接KLW主機(jī)后如果出現(xiàn)風(fēng)壓泄漏，應(yīng)更換KLW主機(jī)以確定泄漏具體部位。

3.1.3 KLW主機(jī)顯示的風(fēng)壓值不正確 列車發(fā)車前，如果KLW主機(jī)顯示的風(fēng)壓值與實(shí)際值偏差過大時(shí)，首先應(yīng)確認(rèn)車輛折角塞門是否打開、制動(dòng)軟管連接是否正確，如仍未排除故障，應(yīng)更換KLW主機(jī)。

3.1.4 LBJ不能與KLW主機(jī)建立連接關(guān)系 列車發(fā)車前，如果KLW主機(jī)上電正常，而LBJ未能與KLW主機(jī)建立連接關(guān)系時(shí)，有可能是頻率干擾或機(jī)車乘務(wù)員輸入的KLW主機(jī)ID不正確導(dǎo)致。首先，車輛乘務(wù)員應(yīng)檢查KLW主機(jī)外殼ID標(biāo)志銘牌與數(shù)碼管顯示的ID是否一致，不一致時(shí)應(yīng)以數(shù)碼管顯示的ID為準(zhǔn)，通知機(jī)車乘務(wù)員重新輸號進(jìn)行連接。如果LBJ多次輸號仍未能與KLW主機(jī)建立連接關(guān)系，車輛乘務(wù)員應(yīng)更換KLW主機(jī)并重新進(jìn)行連接。

3.1.5 客車列尾系統(tǒng)不能正常使用 在列車運(yùn)行過程中，如果客車列尾系統(tǒng)出現(xiàn)故障無法正常使用時(shí)，機(jī)車乘務(wù)員應(yīng)及時(shí)通知車輛乘務(wù)員按有關(guān)規(guī)定核對風(fēng)壓，維持運(yùn)行至前方機(jī)車換掛站后，由車輛乘務(wù)員更換KLW主機(jī)。

列車在隧道、路塹等不利于無線電波傳輸?shù)膮^(qū)段運(yùn)行時(shí)，如果客車列尾系統(tǒng)出現(xiàn)短時(shí)間的通信失效，屬于正常情況，無需處理。

3.2 電源故障 電源故障通常表現(xiàn)為上電不顯示ID，此時(shí)需打開KLW主機(jī)外殼，測量電源單元輸入電壓是否為DC48V，否則更換KLW主機(jī)電源電纜；故障仍未消除，可測量電源單元輸出電壓是否為DC7.5V，無輸出電壓時(shí)，需更換電源單元，直至故障消除。倘若是數(shù)碼管顯示不全，應(yīng)檢查數(shù)碼管與主控板的連接線是否松動(dòng)或損壞，需加以緊固必要時(shí)更換連接線。

3.3 傳感器和電磁閥故障 傳感器（位于風(fēng)壓檢測單元中）故障表現(xiàn)為KLW主機(jī)顯示的風(fēng)壓值始終為0，或與實(shí)際值偏差過大。電磁閥故障表現(xiàn)為接收到排風(fēng)命令時(shí)報(bào)告排風(fēng)，但無排風(fēng)動(dòng)作或排風(fēng)量不達(dá)標(biāo)。故障判斷和處理方法如下：

1）風(fēng)壓值偏差過大時(shí)，應(yīng)使用檢測臺校準(zhǔn)KLW主機(jī)風(fēng)壓。

2）風(fēng)壓校準(zhǔn)失敗時(shí)，檢查傳感器到主控板的連接線是否脫落或損壞。脫落時(shí)重新連接，損壞時(shí)更換連接線。

3）檢查傳感器是否損壞，損壞時(shí)更換傳感器。

4）接收到排風(fēng)命令時(shí)，報(bào)告排風(fēng)。如果有排風(fēng)電流無排風(fēng)動(dòng)作或排風(fēng)量不達(dá)標(biāo)，可能是電磁閥堵塞，需更換電磁閥。堵塞的電磁閥退回廠家專業(yè)清洗。

5）接收到排風(fēng)命令時(shí)，報(bào)告排風(fēng)。無排風(fēng)電流和排風(fēng)動(dòng)作，可能是電磁閥故障，需更換電磁閥。

3.4 風(fēng)壓泄漏 遇到風(fēng)壓泄漏情況時(shí)，檢查風(fēng)管及延長管接頭處是否泄露，并加以緊固，必要時(shí)更換密封件。若故障現(xiàn)象仍未消除，說明電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的密封膠墊可能出現(xiàn)位置不當(dāng)或失效，需打開電磁閥調(diào)整膠墊位置或更換膠墊。

3.5 結(jié)構(gòu)故障 KLW主機(jī)操作不當(dāng)或劇烈震動(dòng)時(shí)，可能出現(xiàn)活動(dòng)部件與連接件失效的情況。如機(jī)殼變形或斷裂、插頭插座松動(dòng)、風(fēng)管接頭泄漏等，可以對相應(yīng)部件加以緊固或更換。

3.6 其他故障 KLW主機(jī)外殼ID標(biāo)志與數(shù)碼管顯示的ID不一致時(shí)，使用機(jī)車號確認(rèn)儀重新設(shè)置數(shù)碼管顯示的ID；若時(shí)鐘誤差過大時(shí)，使用KLW檢測臺或機(jī)車號確認(rèn)儀校準(zhǔn)KLW主機(jī)時(shí)鐘。

4 結(jié)束語

旅客列車尾部安全防護(hù)裝置，是集壓力傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)、移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊技術(shù)于一體的電子設(shè)備。它方便了機(jī)車乘務(wù)員實(shí)時(shí)查詢列車尾部風(fēng)壓值并具有報(bào)警功能，一旦投入應(yīng)用不僅解決了管內(nèi)旅客列車車輛乘務(wù)員擔(dān)當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)車長部分職能所帶來的矛盾，也為將來可能在跨局旅客列車實(shí)現(xiàn)無運(yùn)轉(zhuǎn)車長運(yùn)行模式提高安全保障。