鐵路上下車作業(yè)模擬演練系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

申金國　沈岐智

摘 要：本模擬系統(tǒng)中的車輛固定在地面上不動，作為“地面”的皮帶在傳動，這樣的話皮帶的傳動與地面的靜止之間就形成了相對運動，并且要求皮帶的傳動與人的上車方向相反，人如果上車必須向與皮帶的傳動方向跑動才能實現(xiàn)，這就實現(xiàn)了上車過程的模擬演練。下車時的原理亦相似。

關(guān)鍵詞：鐵路；上下車；演練；開發(fā)

1 系統(tǒng)開發(fā)的必要性

鐵路上下車作業(yè)是鐵路調(diào)車作業(yè)過程中常見的作業(yè)項目，由于此項作業(yè)很多情況下是在車輛的運動過程中進行，所以也是容易產(chǎn)生人身安全事故的作業(yè)環(huán)節(jié)，上下車作業(yè)對作業(yè)人員的基本功要求很高，對于新參加調(diào)車作業(yè)的人員來講需要很長一段時間才能熟練掌握，而傳統(tǒng)的上下車技能的掌握都是新職人員在參加實際調(diào)車作業(yè)的過程中一點一滴的逐步掌握的，掌握技能的過程中由于要參加實際的作業(yè)，人身安全風(fēng)險較高，以往就有新職人員在學(xué)徒期間由于上下車技能掌握不好發(fā)生人身事故的例子。所以，比較安全的上下車技能訓(xùn)練還是應(yīng)該在作業(yè)人員正式參加實際作業(yè)之前進行，但我國鐵路至今還沒有專門的上下車訓(xùn)練系統(tǒng)，則開發(fā)出一套供調(diào)車作業(yè)新職人員進行上下車訓(xùn)練的系統(tǒng)十分必要。

2 系統(tǒng)組成及原理

2.1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由四個主要部分組成：車輛系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、調(diào)車視野顯示系統(tǒng)、控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1.1 車輛系統(tǒng)

這一部分比較簡單，可以選取鐵路調(diào)車作業(yè)過程中常見的車型，例如，常見的敞車、棚車，為了提高系統(tǒng)在實際應(yīng)用時的同時演練人數(shù)，車輛模型要定制，采用四組車梯、四組閘臺的形式。

2.1.2 傳動系統(tǒng)

這一部分由2個皮帶傳送裝置組成，每個皮帶的寬度宜大于60cm，皮帶的長度宜大于所選車輛的長度外加10cm，皮帶傳送裝置的承重宜大于250kg，皮帶傳動的速度應(yīng)該在0≤v≤6.9m/s（0≤v≤25km/h），這樣可以適應(yīng)鐵路調(diào)車作業(yè)中的常見速度。

2.1.3 調(diào)車視界顯示系統(tǒng)

這部分由顯示屏組成，顯示屏的規(guī)格為5.0×3.0m2。

2.1.4 控制系統(tǒng)

這一部分由一臺計算機和一個控制臺及相應(yīng)的電氣線纜組成。

2.2 系統(tǒng)原理

2.2.1 系統(tǒng)應(yīng)用的是跑步機原理，也就是相對運動的原理，實際的調(diào)車作業(yè)過程中車輛在運動，而地面是靜止的，作業(yè)人員在上下車時的主要人身安全威脅是人從車上掉落后被車輛壓上。本模擬系統(tǒng)中的車輛固定在地面上不動，作為“地面”的皮帶在傳動，這樣的話皮帶的傳動與地面的靜止之間就形成了相對運動，并且要求皮帶的傳動與人的上車方向相反，人如果上車必須向與皮帶的傳動方向跑動才能實現(xiàn)，這就實現(xiàn)了上車過程的模擬演練。下車時的原理亦相似。

2.2.2 皮帶的傳動需要實現(xiàn)在0≤v≤25km/h速度間以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級做定速傳動，這些速度級都是調(diào)車作業(yè)過程中的常見速度。

2.2.3 需錄制0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20k

m/h、25km/h等不同的速度級下的調(diào)車作業(yè)人員視界視頻，調(diào)車視界顯示屏根據(jù)皮帶傳動裝置傳送出的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h不同的速度級同步播放相應(yīng)速度級的下的調(diào)車作業(yè)人員視界視頻，模擬演練人員根據(jù)不同的速度級下的調(diào)車作業(yè)人員視界畫面判定調(diào)車速度，進行上下車模擬演練。

2.2.4 控制系統(tǒng)中的計算機用于播放0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級下的調(diào)車作業(yè)人員視界視頻，同時需要實現(xiàn)皮帶的傳動與視頻播放間的同步?？刂婆_用于控制皮帶傳動裝置以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級做定速傳動。

2.2.5 控制臺與皮帶傳動裝置間、計算機與顯示屏間、計算機與控制臺通過電氣線纜連接，視頻畫面與皮帶傳送間的同步問題通過軟件來實現(xiàn)。

3 本系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能與應(yīng)用前景

3.1 系統(tǒng)可實現(xiàn)的功能

3.1.1 觀速技能演練

本系統(tǒng)可實現(xiàn)調(diào)車作業(yè)中的觀速功能，模擬演練人員根據(jù)畫面播放的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級下的調(diào)車作業(yè)人員視界畫面判定該畫面下的調(diào)車作業(yè)速度。

3.1.2 實現(xiàn)上下車安全演練

由于本系統(tǒng)下的車輛是固定在地面上的，演練人員只是利用跑步機的原理進行上下車演練，完全避免了演練人員被壓在車下的危險情況，保證了演練人員的人身安全。

3.2 應(yīng)用前景

3.2.1 應(yīng)用于鐵路車務(wù)部門調(diào)車作業(yè)培訓(xùn)

全國鐵路車站、車務(wù)段以及大型企業(yè)的廠內(nèi)運輸每年都有大量的調(diào)車作業(yè)新職人員，這些人員都需要進行崗前培訓(xùn)，崗位培訓(xùn)包括理論和實踐環(huán)節(jié)，實踐環(huán)節(jié)中的上下車技能訓(xùn)練由于條件所限，目前還不能進行，都是以師帶徒的形式在實際作業(yè)中進行，帶來了諸多的人身安全風(fēng)險，本系統(tǒng)的開發(fā)可以解決調(diào)車新職人員崗前上下車技能訓(xùn)練問題。

3.2.2 應(yīng)用于鐵道交通運營管理專業(yè)的教學(xué)

全國有18所開設(shè)鐵道交通運營管理專業(yè)的鐵路高職院校，國家對高職人才的培養(yǎng)規(guī)格要求是培養(yǎng)高端技能型專門人才，各高職院校也是按照這樣的思路在進行人才培養(yǎng)，就鐵道交通運營管理專業(yè)來講，用人單位對學(xué)生的動手操作能力要求較高，客貨、貨運、接發(fā)車技能都可以在校內(nèi)以不影響人身安全的方式進行訓(xùn)練，而調(diào)車作業(yè)中的上下車技能訓(xùn)練由于缺乏相應(yīng)的設(shè)備一直無法進行，學(xué)生的上下車技能實際是空白，本系統(tǒng)的開發(fā)成功無疑可以有效解決這一問題。

所以，鐵路上下作業(yè)模擬演練系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用前景。

參考文獻

[1]鐵道部.TB1699-85.鐵路車站行車作業(yè)人員安全標準[S].北京：中國鐵道出版社，1985.

[2]鐵道部.鐵路技術(shù)管理規(guī)程[S].北京：中國鐵道出版社，2007.

[3]鐵道部.調(diào)車長[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

作者簡介：申金國（1971，9-），男，籍貫：黑龍江省望奎縣，工作單位：黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：交通運輸，學(xué)歷：研究生，職稱：副教授。

沈岐智（1970，3-），男，籍貫：黑龍江省哈爾濱市，工作單位：哈爾濱鐵路局調(diào)度所，研究方向：交通運輸，學(xué)歷：研究生，職稱：高工。