劉 斌 劉衛(wèi)紅
(廣州鐵路 ( 集團(tuán) ) 公司 中心計(jì)量所,廣東 廣州 510080)
近年來(lái),超偏載檢測(cè)裝置作為鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)設(shè)備,在保證貨運(yùn)安全,特別是旅客列車(chē)安全,提高運(yùn)輸效率、質(zhì)量和效益等方面發(fā)揮了重要作用。但是部分超偏載檢測(cè)裝置由于長(zhǎng)期使用、配件老化等原因,易出現(xiàn)紅光帶,常導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)誤報(bào),存在安全隱患。隨著各級(jí)貨運(yùn)管理部門(mén)對(duì)貨運(yùn)安全要求的不斷提高,如何進(jìn)一步運(yùn)用科技手段來(lái)提高超偏載檢測(cè)裝置的穩(wěn)定性、可靠性和檢測(cè)準(zhǔn)確性,已成為鐵路部門(mén)需要不斷探索的課題。
超偏載檢測(cè)裝置是在貨物列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)貨車(chē)進(jìn)行超載、偏載、偏重檢測(cè)的裝置,主要由壓力傳感器、剪力傳感器、接線箱、數(shù)據(jù)采集儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)、車(chē)號(hào)識(shí)別設(shè)備等構(gòu)成測(cè)點(diǎn)系統(tǒng),硬件組成如圖 1所示。
超偏載檢測(cè)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)在車(chē)站、鐵路局和原鐵道部部署服務(wù)器,接收檢測(cè)站點(diǎn)采集的超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù),進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)與管理,為車(chē)站、直屬站( 段 )、鐵路局和原鐵道部用戶提供電子化的貨物裝載檢測(cè)監(jiān)控與管理服務(wù)。超編載檢測(cè)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成如圖 2 所示。
裝有超偏載檢測(cè)裝置的軌枕主要有 2 種,即鋼枕和水泥枕。早期投入使用的超偏載檢測(cè)裝置多數(shù)選用鋼枕,壓力傳感器安裝在鋼枕上。由于鋼枕是導(dǎo)體,因絕緣墊老化、磨損,稱(chēng)重臺(tái)面積水等原因,易導(dǎo)致紅光帶,影響運(yùn)輸安全。水泥枕可以很好地解決上述問(wèn)題,并且水泥枕較鋼枕質(zhì)量大,更有利于稱(chēng)重臺(tái)面的穩(wěn)定。目前,廣州鐵路 ( 集團(tuán) ) 公司 ( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)廣鐵集團(tuán) ) 已完成管內(nèi)所有超偏載檢測(cè)裝置測(cè)試平臺(tái)的軌枕升級(jí)改造,全部將鋼枕更換為水泥枕,紅光帶現(xiàn)象有了明顯改善。
圖1 超偏載檢測(cè)裝置硬件組成
圖2 超偏載檢測(cè)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成
列車(chē)未勻速通過(guò)檢測(cè)臺(tái)面或在臺(tái)面停車(chē)是導(dǎo)致超偏載檢測(cè)裝置檢測(cè)數(shù)據(jù)誤報(bào)的主要原因之一。當(dāng)列車(chē)速度變化過(guò)大 ( 瞬時(shí)速度變化超過(guò) 5 km / h ),會(huì)導(dǎo)致車(chē)號(hào)識(shí)別設(shè)備判軸磁鋼不能正確判別車(chē)輛軸數(shù),進(jìn)而造成車(chē)號(hào)與重量數(shù)據(jù)匹配錯(cuò)誤,產(chǎn)生誤報(bào)。當(dāng)列車(chē)速度過(guò)低 ( 低于 10 km / h ),也會(huì)導(dǎo)致車(chē)號(hào)識(shí)別設(shè)備的開(kāi)機(jī)磁鋼不能正常開(kāi)機(jī),待多輛車(chē)經(jīng)過(guò)后才檢測(cè)到過(guò)車(chē)信號(hào),造成部分車(chē)號(hào)丟失,從而使車(chē)號(hào)與重量數(shù)據(jù)匹配錯(cuò)誤引起誤報(bào)。
針對(duì)上述情況,對(duì)車(chē)號(hào)識(shí)別設(shè)備進(jìn)行升級(jí),即加裝有源磁鋼,車(chē)輛輪軸從有源磁鋼表面經(jīng)過(guò)時(shí),磁鋼內(nèi)部電壓產(chǎn)生變化,感應(yīng)到車(chē)輛經(jīng)過(guò),判斷車(chē)輛經(jīng)過(guò)和停車(chē)。通過(guò)上位機(jī)軟件配置文件設(shè)置等待時(shí)間,使車(chē)輛停止后的一定時(shí)間內(nèi)設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)。通過(guò)對(duì)懷化南站滬昆上行線超偏載檢測(cè)裝置試驗(yàn)觀察,該措施能有效改善車(chē)號(hào)識(shí)別設(shè)備對(duì)低速運(yùn)行貨物列車(chē)的判軸能力,降低了由于速度變化造成的誤報(bào),確保了貨物運(yùn)輸安全。
3.3.1 操作系統(tǒng)升級(jí)
早期超偏載檢測(cè)裝置測(cè)點(diǎn)工控機(jī)操作系統(tǒng)多數(shù)在DOS 環(huán)境下運(yùn)行,而基于 DOS 的測(cè)點(diǎn)稱(chēng)重系統(tǒng)較基于 WINDOWS 測(cè)點(diǎn)稱(chēng)重系統(tǒng)存在不支持多任務(wù)、不能直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和波形查看等問(wèn)題。采用基于 WINDOWS 環(huán)境的測(cè)點(diǎn)系統(tǒng),可以通過(guò)遠(yuǎn)程操作完成過(guò)車(chē)波形、自檢數(shù)據(jù)分析,初步診斷硬件故障或軟件故障信息,完成遠(yuǎn)程軟件故障處理,縮短了故障恢復(fù)時(shí)間,提高了工作效率。
3.3.2 稱(chēng)重軟件升級(jí)
稱(chēng)重軟件一般具備稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算、狀態(tài)查看、設(shè)備診斷、參數(shù)調(diào)整等功能,升級(jí)后的稱(chēng)重軟件除實(shí)現(xiàn)上述功能外,還可以對(duì)傳感器受壓次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)傳感器使用壽命的預(yù)測(cè),為評(píng)估傳感器質(zhì)量與可靠性提供了重要的參考數(shù)據(jù),便于設(shè)備維修人員提前準(zhǔn)備傳感器等備品備件,保證設(shè)備正常工作。
受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的限制,部分車(chē)站檢測(cè)站點(diǎn)計(jì)算機(jī)至車(chē)站數(shù)據(jù)集中器的網(wǎng)絡(luò)通道為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸,存在傳輸速度慢,易受干擾、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。如廣鐵集團(tuán)株洲北站,其超偏載檢測(cè)裝置測(cè)點(diǎn)至數(shù)據(jù)集中器端數(shù)據(jù)傳輸方式為無(wú)線傳輸,主要存在以下問(wèn)題:一是數(shù)據(jù)傳輸情況易受天氣、電磁波干擾等影響,并且排查、處理難度大;二是數(shù)據(jù)集中器數(shù)據(jù)接收軟件通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)時(shí) CPU 占用率極高,若 2 條以上線路同時(shí)接收數(shù)據(jù)易造成集中器死機(jī)現(xiàn)象;三是通信質(zhì)量差時(shí),數(shù)據(jù)傳輸耗時(shí)長(zhǎng),部分繁忙線路過(guò)車(chē)間隔時(shí)間短,造成前一過(guò)車(chē)處理循環(huán)未結(jié)束時(shí),后一列車(chē)已通過(guò),從而影響后續(xù)列車(chē)過(guò)車(chē)數(shù)據(jù)檢測(cè)處理。
2012 年廣鐵集團(tuán)公司完成了株洲北站超偏載檢測(cè)裝置無(wú)線改光纖升級(jí)改造,從升級(jí)后情況分析,有線網(wǎng)絡(luò)能有效改善無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在的傳輸速度慢、易受干擾等問(wèn)題,提高了設(shè)備的穩(wěn)定性,同時(shí)也有利于對(duì)測(cè)點(diǎn)軟件系統(tǒng)的升級(jí)。
超偏載檢測(cè)裝置含有大量微電子元器件、傳感設(shè)備,此前因雷擊造成的設(shè)備損壞時(shí)有發(fā)生。這不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,同時(shí)也嚴(yán)重影響設(shè)備穩(wěn)定,存在安全隱患。因此,需要改善雷電電磁環(huán)境,提高超偏載檢測(cè)裝置雷電防護(hù)能力,以減少雷電電磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的感應(yīng)影響,降低設(shè)備故障率。
為落實(shí)“十二五”鐵路貨運(yùn)設(shè)備設(shè)施建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)和鐵路貨運(yùn)安全檢測(cè)監(jiān)控與管理系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范等文件有關(guān)要求,廣鐵集團(tuán)公司完成了管內(nèi)所有超偏載檢測(cè)裝置的防雷系統(tǒng)改造。該系統(tǒng)采用外部防雷和內(nèi)部防雷相結(jié)合的方法,綜合防雷系統(tǒng)示意圖如圖3 所示。
圖3 綜合防雷系統(tǒng)示意圖
由屋頂接閃器、引下線和接地裝置構(gòu)成設(shè)備機(jī)房建筑物外部的防直接雷擊系統(tǒng),機(jī)房?jī)?nèi)部采用法拉第籠進(jìn)行電磁屏蔽。通過(guò)近幾年試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、分析,此項(xiàng)技術(shù)能對(duì)直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)行有效防護(hù),減少因雷擊直接造成的設(shè)備損壞,同時(shí)對(duì)電磁脈沖干擾有一定防護(hù)作用,能有效減少因電磁干擾造成的隱性故障。
超偏載檢測(cè)裝置升級(jí)與完善有賴(lài)于技術(shù)人員不斷研究和試驗(yàn),有賴(lài)于技術(shù)的不斷更新、升級(jí)。廣鐵集團(tuán)超偏載檢測(cè)裝置的升級(jí)已取得了良好的應(yīng)用效果,但仍需要堅(jiān)持不懈地改進(jìn)與優(yōu)化,才能使檢測(cè)裝置功能更加豐富完善,才能更好地為鐵路貨物運(yùn)輸安全服務(wù)。