鐵路快速定量裝車系統(tǒng)超偏載安全風險控制探討

閆國禮

(大秦鐵路股份有限公司 朔州車務段，山西 朔州 036000)

1 概述

鐵路快速定量裝車系統(tǒng)具有裝車速度快、操作簡便、計量準確等優(yōu)點，在鐵路散堆裝煤炭貨物裝車中得到廣泛應用。在鐵路貨運向現(xiàn)代物流轉型的大環(huán)境下，貨物裝卸車效率及裝載質量要求不斷提高，應有效把控鐵路快速定量裝車系統(tǒng)超偏載安全風險，以確保鐵路貨車的行車安全。

1.1 鐵路快速定量裝車系統(tǒng)基本結構及特點

鐵路快速定量裝車系統(tǒng)基于大型料斗秤的工作原理，預先在定量倉中按車皮標重裝載，通過閘門和卸料溜槽控制，向行進中的車廂快速卸載，實現(xiàn)一次連續(xù)動態(tài)行進中的快速準確裝車[1]。鐵路快速定量裝車系統(tǒng)主要由中控臺、皮帶輸煤系統(tǒng)、緩沖倉、稱重倉、溜槽組成，主要適用于大型煤礦、儲煤場，具有發(fā)運量大、裝車效率高、投資大、環(huán)保性能好等優(yōu)點，是鐵路散堆裝煤炭裝車發(fā)展趨勢。

1.2 鐵路快速定量裝車系統(tǒng)的裝車工藝過程

鐵路快速定量裝車系統(tǒng)的裝車工藝過程如下：①待裝列車到站后，確定待裝品種，啟動輸煤系統(tǒng)，將煤卸至裝車站內的緩沖倉，同時啟動動態(tài)優(yōu)化計算軟件，控制給煤量，形成閉環(huán)控制系統(tǒng)[2]；②待緩沖倉達到一定煤位后，開啟緩沖倉下面的配料平板閘門，將煤放至稱重倉中，由稱重倉安置的稱重傳感器實時測量[3]，當達到預定重量時，關閉緩沖倉配料閘門，實現(xiàn)靜態(tài)精確稱重；③待車廂到位后，通過稱重倉下的擺動式 (或伸縮式) 裝車溜槽裝入車廂內，將首次定量的物料裝入第一個車箱 (待裝列車速度必須以 0.5～1 km/h 速度勻速行駛，才可滿足裝車站裝車速度和裝車精度的要求)，同時由溜槽的唇部將煤刮平；④裝完第一節(jié)車箱后，溜槽自動微抬、關閉閘門，同時緩沖倉雙翼滑動式液壓無塵平板閘門自動打開進行第二次配料稱重循環(huán)作業(yè)。勻速行進中的車輛進入下一個裝車位置，如此連續(xù)循環(huán)作業(yè)，從而實現(xiàn)連續(xù)準確動態(tài)快速裝車。列車連續(xù)勻速前進，直至裝完最后一節(jié)車廂后，溜槽自動提升移動到鎖定位置并上栓固定，此時打印機可隨即打出具有裝車日期、車號、標準載重、凈重、誤差等裝車信息的裝車清單。

1.3 鐵路貨車超偏載分級考核標準

使貨物均衡、穩(wěn)定、合理地分布在貨車上，不超載，不偏載，不偏重，不集重是鐵路貨物裝載加固的基本技術要求[4]。由于散堆裝貨物裝車后實際會發(fā)生一定的偏差，貨車運輸沿途設置超偏載檢測裝置對偏差量進行檢測和分級考核，鐵路貨車超偏載分級考核標準如表 1 所示。

表1 鐵路貨車超偏載分級考核標準Tab.1 Overload and unbalanced load classification standard for railway freight vehicle

2 鐵路快速定量裝車系統(tǒng)超偏載原因及分析

（1）操作人員操作技能不熟練。①操作人員未培訓考試合格上崗或長時間不裝車，操作技能不熟練，放煤時機把控不好，靠前或靠后造成偏重。②操作人員不執(zhí)行一鍵裝車制度，不掌握緩存?zhèn)}倉位，在緩沖倉存煤量未達到 80% 時，即開始裝車，造成煤源不足不能連續(xù)性裝車；稱重系統(tǒng)自動稱重完成后，在稱重重量未達到目標值的情況下，頻繁進行手動補料，把握不好放煤量發(fā)生超載。

（2）裝車系統(tǒng)設備故障。①主要受力鋼結構裂紋。承載稱重筒倉的鋼梁，在長期緩沖倉下料頻繁沖擊下，容易發(fā)生變形、裂紋，導致稱重倉傾斜，稱重傳感計量系統(tǒng)失準。②定量筒倉軟連接部位有雜物或結冰。稱重倉與溜槽之間留有一定的空間，被稱為軟連接，在長期的裝料過程中，軟連接內極易滲入殘料和水分，冬季極易發(fā)生結冰現(xiàn)象。日積月累造成軟連接轉變出硬連接，抵住稱重倉，造成稱重失準，發(fā)生超載。③計量電器元件故障[5]。緩沖倉下面的配料平板閘門和定量倉下的液壓無塵平板閘門都是用液壓系統(tǒng)進行集中操控，液壓系統(tǒng)中的液壓元件損壞，如液壓軟管泄露、限位開關上有結冰或聚集物等現(xiàn)象，會造成閘板開合封閉不嚴，影響下煤稱重；定量倉下的荷載傳感器如果出現(xiàn)聚集物、螺栓有松動、電纜連接松動等現(xiàn)象，表現(xiàn)為操作臺稱重重量顯示不穩(wěn)定，計量報告空倉余量顯示與實際重量不一致等問題。④操作員視線不好，影響操作。各煤炭企業(yè)絕大多數采用了洗選技術，以提高產品的競爭力，特別是大中型煤礦，煤炭產量大，裝車量大，基本處于邊洗邊裝狀態(tài)，含水率高，直接用皮帶輸送到裝車點裝車，在氣候寒冷的季節(jié)筒倉裝車作業(yè)時，放煤瞬間產生大量水蒸氣，影響操作員觀察視線，不易判斷裝車高度及部位，不能很好掌握放煤時機，從而引發(fā)偏重。此外，裝車時大量煤炭粉塵阻擋視線，看不清裝載狀態(tài)等等也易引發(fā)偏重問題發(fā)生。

（3）鐵路貨車 C80E等加長車型操控難度大。近年來為提高運輸效率，幾種大容量新型貨車應運而生，在車輛的高度、寬度、長度發(fā)生變化，造成定量筒倉在裝此類加長車型時，顛覆了以往的裝車操作手段和技術，重新定位裝車參照物和放煤時機，再加上此類車種偏少，偶爾裝運一次，極易造成放煤時機選擇不當發(fā)生偏重。

（4）裝車系統(tǒng)中緩沖倉或定量倉內有殘留物。由于煤炭市場的利潤空間縮小，煤企為降低成本，洗選產生的煤泥經過摻配后全部銷售。由于煤泥粘性較大，經過皮帶進入裝車緩沖倉和稱重倉后，煤泥極易粘掛在倉壁上，慢慢積累，在新煤隨后的沖擊下，突然落下，極易影響稱重精度，造成超載；此外，緩沖倉內有殘留物時，易造成定量倉內落煤不均、偏載，影響稱重精度，造成超載。

（5）裝車煤炭配比不均。大中型煤企由于場地限制，其煤炭配比主要通過輸送帶完成，洗選產生的各個煤種由給料口進入分皮帶，通過分皮帶輸送匯總到主皮帶，最后進入裝車筒倉進行裝車，這就造成煤炭配比不能做到充分均勻，特別是在煤源緊張的情況下，給料口周邊的煤需通過推煤機推到給料口進入分皮帶，容易造成煤質波動、不穩(wěn)定，導致裝車過程中操作員難以掌握放煤時機，極易造成偏重問題。

（6）鐵路貨車空車車底有殘留物。管內筒倉裝車點所裝煤炭90%為萬噸大列，固定車底，循環(huán)使用，全部經由秦皇島港外運，卸車采用現(xiàn)代化的翻卸車機進行翻卸，由于翻卸角度問題及煤質問題，在卸車后車底不同程度留有部分殘貨不能完全卸凈，特別在冬季，這種情況尤為突出，空車車底返回后，檢查不到位，再次裝車，引發(fā)超載。

（7）鐵路貨車車輛牽引速度不均。裝車過程中，筒倉裝車操作員需隨時與機車跟車指揮人保持聯(lián)系，裝車列必須以不超過 0.5～1 km/h 的速度勻速運行，裝車操作員需隨時根據倉位高低指揮機車降速、停車，以保證裝車連續(xù)性，而實際牽引的電力機車性能及鐵路線路坡度等因素很難保證這樣的速度勻速運行，裝車過程中由于速度較快或較慢，造成放煤時機過早或過遲，發(fā)生偏重。

（8）鐵路貨車車輛參數數據輸入錯誤[6]。C60、C70等非 C80型貨車參數數據輸入錯誤，發(fā)生超載。由于定量筒倉裝車系統(tǒng)車輛識別系統(tǒng)未及時更新，對一些車型允許裝載和允許增載數值掌握不清，混淆，導致超載。裝運散堆裝煤炭貨物時，按照中國鐵路總公司《鐵路貨物裝載加固規(guī)則》明確要求：C62BK等車型敞車允許增載 3 t， C62BT、C64A等車型敞車允許增載 2 t，C70型、C80型不允許增載等，系統(tǒng)參數設置不準確，再加上人工未進行認真核對或人為更改，容易造成裝車系統(tǒng)參數使用不準確而引發(fā)超載現(xiàn)象。

3 鐵路快速定量裝車系統(tǒng)超偏載安全風險控制措施

3.1 強化設備管理

（1）加強設備檢查工作。裝車企業(yè)應制定完善筒倉設備裝車前檢查制度、旬定期檢查制度等，嚴防設備故障、貨物殘留造成計量不準問題發(fā)生[7]。加強冬季設備檢查和殘留物定期清理，注意掌握裝車環(huán)境溫度，及時采取加熱、保溫等措施，防止部件凍結造成超載問題發(fā)生。

（2）定期校驗稱重裝置的精度。裝車單位每旬應通過固定砝碼校驗稱重裝置的精度，每次試舉不少于10次，貨運員監(jiān)督落實，并在《交接班簿》內做好記錄。裝車重量誤差超過1 t時，必須組織檢修，并匯報貨運負責人檢查處理，確保計量精準。

（3）做好實時監(jiān)控。裝車單位應在筒倉下空重車方向、操作室內安裝視頻監(jiān)控裝置，實現(xiàn)對空車車底及重車貨物裝載狀態(tài)實時監(jiān)控，同時對裝車操作員及監(jiān)裝人員的現(xiàn)場操作、作業(yè)標準落實進行全過程監(jiān)控，對發(fā)現(xiàn)的超偏載問題及時處理。

（4）確定筒倉主要檢查部位及重點。①液壓軟管是否損壞、泄露；②限位開關上是否有結冰或聚集物；③測重砝碼是否干凈，掛鉤是否牢靠固定；④荷載傳感器上是否有聚集物、螺栓是否松動、電纜連接是否良好；⑤稱重倉與周圍結構及地面間的凈空間是否清理干凈，冬季應檢查是否有結冰現(xiàn)象；⑥閘板開合是否正常，是否影響下煤稱重；⑦操作臺稱重重量顯示是否穩(wěn)定，計量報告空倉余量顯示與實際重量是否一致。

3.2 嚴格人員管理

（1）企業(yè)操作員必須具有鐵路常見車型 (包括 C80型、C70型、C63型、C64型、C62型、C61型) 的裝車經驗，經過培訓合格，學徒期滿 3 個月，方可獨立頂崗。學徒期間的裝車必須有有經驗的師傅在身邊指導。

（2）操作員須相對固定，不得隨意調整，遇特殊情況必須調整時，必須通知監(jiān)裝貨運員，且企業(yè)須派人加崗盯控。

（3）企業(yè)操作員首次單獨上崗作業(yè)時，車站貨運值班員及其以上管理人員必須加崗盯控。

（4）企業(yè)操作員必須熟練掌握各種車型的貨車容許裝載重量。

（5）裝車操作時，應嚴格執(zhí)行緩沖倉存煤制度和一鍵裝車制度，嚴禁違規(guī)操作；必須嚴格控制機車速度，嚴禁搶裝、快裝。

（6）企業(yè)應制定內部裝載質量管理考核辦法，加強內控，嚴格對裝車人員的考核，進一步提升企業(yè)作業(yè)人員的防控意識。

3.3 卡控裝車作業(yè)

（1）卡控裝前檢查。每列車輛裝車前，應認真檢查，先將溜槽、定量倉內的存煤清理干凈，再開始裝車操作。

（2）卡控一鍵裝車。稱重系統(tǒng)自動稱重完成后，如果操作臺屏幕顯示重量與裝車參數誤差在 -500 kg以內，不進行手動補料，直接進行裝車操作；如果稱重誤差超過 -500 kg，僅用“閘板 1”進行微調補料，補料后裝載重量不得超過貨車容許重量[8]。

（3）卡控存煤數量。定量筒倉緩沖倉存煤量必須達到 80% 時，方可開始裝車，存煤量低于 30%時，應及時停止裝車，待存煤上升到 80% 以上，再開始作業(yè)。保證稱重倉一次稱重達到目標重量，給放煤時機的掌握提供充足時間。

（4）卡控裝車速度。裝車操作員應隨時與跟車指揮人保持聯(lián)系，裝車列必須以不超過 0.5～1 km/h的速度勻速運行，嚴禁超過 1 km/h，裝車過程中要隨時根據倉位高低指揮機車降速、停車，必要時采取退行方式處理。

（5）卡控截煤裝車。自動稱重完成后，重量顯示超過車輛載重量半噸及其以上時，應采取截煤措施。操作員首先確認余量的截留位置，如截留在定量倉內，則所截余量自動記入下一車輛計重；如截在溜槽內，則應將所截余量裝入下一車內，再根據所截余量重新減噸稱重后裝車。

（6）卡控車型確定。貨運員應現(xiàn)場準確抄寫、核對現(xiàn)車 (安裝車號識別系統(tǒng)設備正常時除外)，與企業(yè)計量員或裝車操作員核對筒倉計量系統(tǒng)錄入車型、車號是否正確。裝車中要加強計量系統(tǒng)顯示貨物裝載量與車型貨車容許載重量的核對，防止錯裝問題發(fā)生。

（7）卡控裝車體積。以車輛端墻、立柱、拉桿等部位做參照，裝車過程中發(fā)現(xiàn)車輛兩端“虎頭”明顯不對稱，一端間距或體積明顯大于另一端，或者裝車操作過程中發(fā)現(xiàn)車輛前后放煤數量明顯不一致時，必須立即停車處理。

3.4 加強現(xiàn)場監(jiān)裝

（1）裝車站應盯控聯(lián)網超偏載空車數據，發(fā)現(xiàn)空車過超偏載儀數據超過標重 1 t 時，應通知裝車點貨運員和企業(yè)人員現(xiàn)場核實處理，必要時通過減噸方式確保裝載噸數不超載。

（2）裝車前，裝車單位應組織人員對空車車內狀況進行徹底檢查，發(fā)現(xiàn)異狀立即處理，遇車內留有殘煤時，路企共同確定減噸裝車方案。

（3）監(jiān)裝貨運員應認真核對系統(tǒng)錄入車種、車號與所裝現(xiàn)車是否一致，發(fā)現(xiàn)不一致要立即停止裝車，經處理確認正確后方準恢復裝車作業(yè)。

（4）定量裝車系統(tǒng)的正常誤差為每車 ±300 kg，貨運員發(fā)現(xiàn)裝載噸數超過貨車容許載重量 500 kg 時，立即停止裝車并組織人員卸載，注意卸載后車輛加固、平車情況。

（5）貨物裝載重心位置應保證車輛兩端、兩側位置對稱，不一致時必須采取措施，確保貨物裝載不偏載、不偏重。

（6）裝車時，監(jiān)裝貨運員監(jiān)裝位置必須能夠看到貨物頂面裝載狀態(tài)，一是監(jiān)控機車速度是否平穩(wěn)，速度超過規(guī)定速度時應及時提醒操作員通知司機降速；二是監(jiān)控緩沖倉存煤量是否達到一鍵裝車要求，發(fā)現(xiàn)操作員違規(guī)操作，及時提醒；三是監(jiān)控裝載狀態(tài)是否符合規(guī)定要求，前后裝載是否勻稱，有無偏重跡象，發(fā)現(xiàn)偏重及時提醒操作員停車處理。

（7）監(jiān)裝崗位必須配備卷尺，裝車過程中發(fā)現(xiàn)有偏重跡象，應停車現(xiàn)場確認，用卷尺測量兩端“虎頭”距端墻的間距，不一致時要求企業(yè)平車處理。

4 結束語

快速定量裝車是鐵路散堆裝煤炭裝車運輸生產的重要環(huán)節(jié)，在鐵路運輸中占有重要地位。按照鐵路快速定量裝車系統(tǒng)裝車工藝流程，從所裝煤源品質、倉門關閉及倉內有無殘留物、放煤時機的掌握、車輛運行速度、車底情況及人為因素造成的鐵路貨車超偏載原因進行全面分析，有針對性地采取有效防控貨車超偏載的措施，有助于保障鐵路貨車行車安全，迅速、合理、經濟地運輸貨物。隨著鐵路快速定量裝車系統(tǒng)在鐵路散堆裝煤炭貨物裝車中應用越來越廣泛，參與作業(yè)人員及裝車環(huán)節(jié)人員應全面了解和掌握快速定量裝車系統(tǒng)超偏載安全風險應對措施，并在實踐中不斷摸索總結，以提高貨物裝載質量，確保鐵路貨車行車安全。

[1] 陳紅軍.采用快速定量裝車系統(tǒng)的鐵路貨物線裝車能力研究[J].鐵道建筑技術，2014(1)：49-53.CHEN Hong-jun.Study on the Embarking Capacity of Railway Cargo Line Using Quick Ration Loading System[J].RailWay Construction Technology，2014(1)：49-53.

[2] 閆春艷，李忠良.快速裝車站卸料閘門設計建模與模型分析[J].煤礦機械，2012，33(6)：69-70.YAN Chun-yan，LI Zhong-liang.Design Model and Model Analysis of Fast Loading Station Discharge Gate[J].Coal Mine Machinery，2012，33(6)：69-70.

[3] 周 游.關于鐵路自動化煤炭定量裝車系統(tǒng)中稱量系統(tǒng)的研究[J].內蒙古煤炭經濟，2016(2)：86-89.ZHOU You.Research on Weighing System in Railway Automatic Coal Ration Loading System[J].Inner Mongolia Coal Economy，2016(2)：86-89.

[4] 中國鐵路總公司.鐵路貨物裝載加固規(guī)則：鐵總運[2015] 296 號[M].北京：中國鐵道出版社，2015.

[5] 任建峰，王原會，王鐵柱.煤礦筒倉定量稱重智能快裝系統(tǒng)的應用[J].電腦開發(fā)與應用，2015(1)：57-59.REN Jian-feng，WANG Yuan-hui，WANG Tie-zhu. Application of Coal Silo Quantitative Weighing Intelligent Installation System[J].Computer Development&Applications，2015(1)：57-59.

[6] 王華偉.鐵路運輸設備技術狀態(tài)大數據平臺架構研究[J]. 鐵道運輸與經濟，2017，39(8)：59-65.WANG Hua-wei.Study on Big Data Platform Framework for Technical Status of Railway Transport Equipment[J].Railway Transport and Economy，2017，39(8)：59-65.

[7] 黃林虎.鐵路車輛裝載噸位準確稱重對策的探討[J].鐵道貨運，2016，34(2)：51-53.HUANG Lin-hu.Countermeasures for Accurate Weighing of Railway Loading Cargo[J].Railway Freight Transport，2016，34(2)：51-53.

[8] 史 莉，王 佳，呂 華，等.自動定量裝車系統(tǒng)在鐵路煤炭運輸中的應用及計量控制[J].鐵道技術監(jiān)督，2015，43(3)：9-12.SHI Li，WANG Jia，LYU Hua，et al.Application of Automatic Quantitative Loading System in Railway Coal Transportation and Metering Control[J].Railway Quality Control，2015，43(3)：9-12.