鐵路貨車超偏載典型誤報(bào)警分析

談曉曉　上海鐵路局科研所

1　超偏載設(shè)備使用現(xiàn)狀

超偏載檢測(cè)裝置，是一種自動(dòng)地對(duì)行進(jìn)中的列車實(shí)行不停車、不摘鉤連續(xù)動(dòng)態(tài)稱重的貨運(yùn)安全設(shè)備，是鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)保障貨運(yùn)安全起到十分重要的作用。

超偏載檢測(cè)裝置的日常運(yùn)用中會(huì)產(chǎn)生超偏載報(bào)警數(shù)據(jù)，來(lái)預(yù)警過(guò)衡的列車可能出現(xiàn)的裝載問(wèn)題。其中，絕大多數(shù)的報(bào)警數(shù)據(jù)都是真實(shí)的，能夠反映貨物裝載情況。但仍有一部分異常的數(shù)據(jù)，并不是由正常檢測(cè)所應(yīng)得到的數(shù)據(jù)，這些報(bào)警數(shù)據(jù)我們稱之為誤報(bào)警。當(dāng)出現(xiàn)一列車有多個(gè)誤報(bào)警或嚴(yán)重誤報(bào)警時(shí)，總公司運(yùn)輸局會(huì)要求相關(guān)超偏載檢測(cè)站、路局貨運(yùn)處和設(shè)備檢修部門聯(lián)合對(duì)誤報(bào)警情況進(jìn)行分析。

2017年截至11月底，上海局管內(nèi)超偏載檢測(cè)裝置共發(fā)生23起由總公司督辦分析的誤報(bào)警。筆者作為設(shè)備檢修的主要負(fù)責(zé)人，參與分析并撰寫了幾乎所有的誤報(bào)警分析報(bào)告。通過(guò)對(duì)報(bào)告的歸納統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)造成誤報(bào)警的原因主要集中在傳感器故障、臺(tái)面加減速或停車、稱重臺(tái)面基礎(chǔ)下沉、特種車輛無(wú)法檢測(cè)、參數(shù)問(wèn)題、復(fù)合原因等六種以及其他的偶發(fā)原因。因此，接下來(lái)就利用一些典型的誤報(bào)警案例分析，對(duì)上述六種情況進(jìn)行深入剖析。

2　典型案例分析

2.1　傳感器故障引起的誤報(bào)警共有7次，取其中2次進(jìn)行分析

2.1.1徐州北站東到有線偏載誤報(bào)警一

2017年07月24日20：34，41124次貨物列車通過(guò)徐州北站東到有線測(cè)點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)19輛偏載誤報(bào)警。

分析：所有偏載報(bào)警的車輛均為空車，兩側(cè)鋼軌測(cè)得數(shù)據(jù)相差較大。通過(guò)查看波形分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)（列車通行方向的左側(cè)）第3路壓力傳感器波形異常（如圖1所示），由于零點(diǎn)達(dá)到40000多，較正常零點(diǎn)高出10000多，使得過(guò)車時(shí)的壓力傳感器波形超出上限，超出上限的區(qū)段取值為上限值，因此振幅較正常波形小，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)小于右側(cè)正常數(shù)據(jù)。最后，由于這一差值在空車數(shù)據(jù)中更為突出，因此造成了空車全列偏載報(bào)警的現(xiàn)象。

圖1　內(nèi)側(cè)第3路通道過(guò)車波形

原因：分析前后過(guò)車數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，該傳感器偶爾也會(huì)產(chǎn)生類似的異常過(guò)車波形（但未報(bào)警），說(shuō)明該傳感器硬件設(shè)備應(yīng)已到故障臨界點(diǎn)。

處理：通過(guò)遠(yuǎn)程處理，在軟件上暫時(shí)勾去該處傳感器，使其不參與計(jì)量，待車站安排天窗點(diǎn)后進(jìn)行更換處理。

2.1.2徐州北站東到有線偏載誤報(bào)警二

2017年10月13日04：01，徐州北站東到有線測(cè)點(diǎn)過(guò)車報(bào)警。過(guò)車全列共19輛，無(wú)確報(bào)。其中12輛右偏報(bào)警（4輛嚴(yán)重報(bào)警）,均屬誤報(bào)警。

分析：過(guò)車數(shù)據(jù)呈現(xiàn)全列右偏，且空車總重低于自重。通過(guò)查看波形分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)（列車通行方向的左側(cè)）第2路剪力傳感器波形（如圖2）在機(jī)車后轉(zhuǎn)向架的中間輪處產(chǎn)生了明顯的突變。使得突變點(diǎn)前后的零點(diǎn)值產(chǎn)生較大的落差。進(jìn)而引起合成波形異常，產(chǎn)生了較低的稱重?cái)?shù)據(jù)和全列偏載。

圖2　CH3通道過(guò)車波形

原因：由于前后過(guò)車數(shù)據(jù)均無(wú)異常，考慮可能是由信號(hào)干擾引起的，但也不排除是傳感器本身或者連接線問(wèn)題造成。

處理：通過(guò)遠(yuǎn)程處理，在軟件上暫時(shí)勾去該處傳感器，使其暫不參與計(jì)量，觀察后續(xù)過(guò)車波形，進(jìn)一步判斷傳感器狀態(tài)。

2.2　臺(tái)面加減速或停車引起的誤報(bào)警共有7次，取其中1次進(jìn)行分析

2017年09月09日12：03，南京東站南京東環(huán)線測(cè)點(diǎn)報(bào)警，車號(hào)7530763（無(wú)確報(bào)）超載90.6t，屬誤報(bào)警。

分析：實(shí)際整列過(guò)車44輛，超偏載設(shè)備檢測(cè)輛數(shù)為44輛，但車號(hào)設(shè)備僅判出機(jī)后4位，且未判出機(jī)車。因此超偏載設(shè)備將過(guò)車數(shù)據(jù)中位于首位的機(jī)車重量匹配到了車號(hào)7530763貨車上，導(dǎo)致誤報(bào)警。

原因：過(guò)車速度有明顯變化，從上臺(tái)面的28.3km/h減速到4.9km/h，導(dǎo)致車號(hào)系統(tǒng)判軸判車錯(cuò)誤。

處理：督促車站盡快設(shè)置勻速過(guò)衡指示牌。

2.3　稱重臺(tái)面基礎(chǔ)下沉引起的誤報(bào)警共有1次

2017年07月18日凌晨，徐州北站西到線測(cè)點(diǎn)發(fā)生多次偏載誤報(bào)警，共計(jì)5列25輛，均為全列右偏誤報(bào)警。

分析：通過(guò)查看過(guò)車波形，發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端第1測(cè)區(qū)波形不良，如圖3所示。問(wèn)題測(cè)區(qū)所得數(shù)據(jù)較其他正常測(cè)區(qū)小，導(dǎo)致遠(yuǎn)軌稱重?cái)?shù)據(jù)偏小，因而產(chǎn)生了全列偏載，且總重偏輕，并造成大量誤報(bào)警數(shù)據(jù)。圖3中，藍(lán)色的合成波形未形成正常的方波,導(dǎo)致了數(shù)據(jù)誤差較大。黑色的壓力波形出現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)，而非正常情況下的正弦波形，這是影響合成波形的重要因素。

圖3　遠(yuǎn)端第1測(cè)區(qū)過(guò)車波形

原因：造成異常的壓力波形主要是基礎(chǔ)懸空或傳感器緊固問(wèn)題所導(dǎo)致的傳感器受力不良。

處理：在稱重軟件中將問(wèn)題測(cè)區(qū)勾去，使其暫不參與計(jì)量。有待現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)一步檢查和安排搗固作業(yè)。

2.4　特種車輛無(wú)法檢測(cè)引起的誤報(bào)警共有1次

2017年09月14日21：29，43005次貨物列車通過(guò)南翔站一場(chǎng)滬寧測(cè)點(diǎn)時(shí)，發(fā)生嚴(yán)重前偏21.1t報(bào)警，經(jīng)分析屬誤報(bào)警。

原因分析：根據(jù)超偏載檢測(cè)數(shù)據(jù)，報(bào)警車輛位于機(jī)后第58位，車號(hào)5505386，車型K13NK，品名為空。但查看確報(bào)發(fā)現(xiàn)，該次列車共有59輛，5505386實(shí)際位于最后的第59位，而第58位實(shí)際為一輛大機(jī)。由于目前的超偏載檢測(cè)裝置對(duì)施工車輛等特種設(shè)備無(wú)法正常檢測(cè)，導(dǎo)致超偏載檢測(cè)裝置錯(cuò)將大機(jī)的前四軸判成了普通貨車（且嚴(yán)重前偏21.1t）。而車號(hào)設(shè)備也無(wú)法正常掃描其車號(hào)信息，因而將大機(jī)后面的也就是機(jī)后第59輛貨車的車號(hào)5505386上升至第58輛。最終造成嚴(yán)重偏重誤報(bào)警。

處理：督促超偏載及車號(hào)生產(chǎn)廠家改進(jìn)完善設(shè)備。

2.5　參數(shù)問(wèn)題引起的誤報(bào)警共有1次

2017年07月30日11：10，16225次貨物列車通過(guò)合肥東站到達(dá)場(chǎng)測(cè)點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)37輛超載誤報(bào)警。

分析：通過(guò)過(guò)車波形初步判斷，并未發(fā)現(xiàn)異常，故聯(lián)系設(shè)備廠家協(xié)同分析。發(fā)現(xiàn)該次列車過(guò)車方向?yàn)椤吧闲小保罡哕囁俳咏?0km/h。查看上行方向40km/h速度段的修正系數(shù)，發(fā)現(xiàn)系數(shù)有誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

原因：由于檢定時(shí)上行方向過(guò)車速度無(wú)法達(dá)到40km/h以上的速度段，同時(shí)，在日常運(yùn)用中上行方向未出現(xiàn)過(guò)接近40km/h的高速，因此該問(wèn)題系數(shù)從未經(jīng)過(guò)設(shè)置或有效調(diào)整。

處理：督促設(shè)備廠家技術(shù)處理，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。并在下次檢定時(shí)，要求設(shè)備使用單位落實(shí)完備的檢定條件，對(duì)系數(shù)進(jìn)行精確地設(shè)定。

2.6　復(fù)合原因引起的誤報(bào)警共有2次，取其中1次進(jìn)行分析

2017年06月03日11：56，27202次貨物列車通過(guò)阜陽(yáng)北站上貨聯(lián)測(cè)點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)4輛（右側(cè)）偏載誤報(bào)警，且過(guò)車數(shù)據(jù)呈全列偏現(xiàn)象。

分析：通過(guò)查看該過(guò)車波形，發(fā)現(xiàn)第1臺(tái)面（含近端1測(cè)區(qū)和遠(yuǎn)端1測(cè)區(qū)）由于基礎(chǔ)問(wèn)題導(dǎo)致判軸數(shù)錯(cuò)誤（如圖4所示，箭頭所指為誤判的車軸），因而被稱重軟件自動(dòng)剔除，未參與計(jì)量。同時(shí)，近端第3測(cè)區(qū)輸出較其他測(cè)區(qū)明顯偏大，因此導(dǎo)致近軌稱重?cái)?shù)據(jù)明顯偏大。產(chǎn)生了全列偏載，并造成4輛誤報(bào)警。

圖4　第1臺(tái)面剪力波形

原因：第1臺(tái)面因基礎(chǔ)問(wèn)題偶爾會(huì)發(fā)生判軸錯(cuò)誤，而近端第3測(cè)區(qū)輸出較大是由于該測(cè)區(qū)有一路壓力傳感器故障所致。因此，造成本次誤報(bào)警的原因是由多個(gè)因素復(fù)合而成的。

處理：聯(lián)系設(shè)備所屬單位盡快安排線路檢查及搗固作業(yè)，以及待安排天窗點(diǎn)后對(duì)故障傳感器采取更換處理。

3　總結(jié)

在今年的23起督辦分析報(bào)告中選取了上述案例，解釋了六種主要的誤報(bào)警原因。

由于分析樣本數(shù)量相對(duì)較少，因此各種誤報(bào)警原因的發(fā)生比例尚不具備參考性。但在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)傳感器故障和臺(tái)面加減速或停車這兩種原因?qū)е碌恼`報(bào)警情況明顯是最多的，均達(dá)到了7次之多，各占總數(shù)的30.43%。因此，現(xiàn)階段針對(duì)減少超偏載誤報(bào)警情況，較為可行的手段主要有以下兩點(diǎn)：一是加強(qiáng)日常檢修力度，堅(jiān)決執(zhí)行定期大修，以確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)；二是督促設(shè)備所屬單位盡快設(shè)置勻速過(guò)衡指示牌，以避免發(fā)生因未勻速過(guò)衡造成的誤報(bào)警。