JSQ6型車輛駝峰溜放調(diào)車作業(yè)方案的研究與應(yīng)用

周琪

摘 要：通過分析武漢北車站、襄陽(yáng)北車站的駝峰溜放作業(yè)情況、駝峰設(shè)備狀況以及JSQ6型車輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文研究了影響JSQ6型車輛通過駝峰的平縱斷面等限制條件。根據(jù)仿真計(jì)算，分析影響JSQ6型車輛駝峰溜放作業(yè)安全性的因素，形成JSQ6型車輛駝峰溜放作業(yè)技術(shù)條件，實(shí)現(xiàn)兩站JSQ6型車輛通過駝峰的安全溜放，有效提升編組站作業(yè)效率。

關(guān)鍵詞：駝峰溜放;仿真計(jì)算;JSQ6型

中圖分類號(hào)：U292.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）14-0113-03

Research and Application of JSQ6 Type Car Hump Slip Shunting

Operation Scheme

ZHOU Qi

（Institute of Science and Technology， China Railway Wuhan Group Co.， Ltd.，Wuhan Hubei 430071）

Abstract： By analyzing the situation of hump slipping operations， hump equipment conditions and structural characteristics of JSQ6 vehicles in Wuhan North Station and Xiangyang North Station， this paper studied the restrictive conditions that affected the horizontal and vertical sections of JSQ6 vehicles passing the hump. According to the simulation calculations， the factors affecting the safety of JSQ6 vehicles' hump slipping operations were analyzed， and the technical conditions for JSQ6 vehicles' hump slipping operations were formed， so that the two stations of JSQ6 vehicles could safely slip through the humps and effectively improve the marshalling station operation efficiency.

Keywords： hump slipping;simulation calculation;JSQ6

駝峰溜放是編組站技術(shù)作業(yè)過程中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)鐵路貨物運(yùn)輸?shù)囊饬x巨大。隨著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，尤其是國(guó)家協(xié)調(diào)推進(jìn)運(yùn)輸結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力實(shí)施“公轉(zhuǎn)鐵”重要舉措后，JSQ6型運(yùn)輸汽車專用車輛（簡(jiǎn)稱JSQ6型車輛）在鐵路大量使用。由于JSQ6型車輛長(zhǎng)度比普通鐵路車輛長(zhǎng)，車輛底部距鋼軌軌頂面較近，因此其被列為禁止駝峰溜放車型。隨著該型車到達(dá)編組站解體數(shù)量的逐漸增加，既有作業(yè)模式大量消耗了駝峰調(diào)車機(jī)作業(yè)時(shí)間，嚴(yán)重影響駝峰解體作業(yè)效率，對(duì)編組站駝峰作業(yè)能力的影響越來(lái)越大。為適應(yīng)JSQ6型車輛的大幅增長(zhǎng)，減小JSQ6型車輛禁止過峰對(duì)運(yùn)輸效率的影響，確保編組站安全、暢通、高效，解決JSQ6型車輛駝峰溜放問題是提升編組站作業(yè)效率的重要舉措。

1 主要研究?jī)?nèi)容

該項(xiàng)研究涉及車務(wù)、車輛、工務(wù)、電務(wù)、貨運(yùn)等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，主要研究?jī)?nèi)容包括：收集武漢北車站、襄陽(yáng)北車站駝峰線路狀態(tài)及JSQ型車輛解體、編組作業(yè)情況;研究分析JSQ6車輛結(jié)構(gòu)、技術(shù)性能等，選擇進(jìn)行駝峰溜放試驗(yàn)的JSQ6型車輛;根據(jù)JSQ6型車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)與駝峰平縱斷面等數(shù)據(jù)，開發(fā)JSQ6型車輛過峰仿真系統(tǒng)，理論計(jì)算過峰時(shí)車輛底部與鋼軌軌頂面的距離;根據(jù)駝峰線路軌道動(dòng)力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)、車輛底部與軌頂面的距離以及編組組合、溜放速度等綜合分析，提出JSQ6型車輛駝峰溜放的技術(shù)條件;研究編制JSQ6型車輛駝峰溜放試驗(yàn)運(yùn)輸組織方案;針對(duì)駝峰溜放車輛、駝峰線路狀態(tài)，制定車輛底部與鋼軌軌頂面距離檢測(cè)方案，并組織測(cè)試;觀察和檢測(cè)JSQ6型車輛溜放前后貨物裝載狀態(tài)變化情況，提出貨物裝載加固的措施;監(jiān)測(cè)JSQ6型車輛與存車連掛時(shí)的速度，為車站修改站細(xì)和作業(yè)方案提供參考。

2 實(shí)施方案

2.1 駝峰高程測(cè)量

2.1.1 測(cè)量?jī)?nèi)容及方法。駝峰縱斷面測(cè)量?jī)?nèi)容主要為駝峰位置鋼軌軌頂面高程，針對(duì)JSQ6型車輛過峰的特點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)區(qū)域包含駝峰推送坡、駝峰平臺(tái)以及加速坡位置。所有測(cè)點(diǎn)均布置于鋼軌軌頂面位置，按小于1 m間距順鋼軌方向進(jìn)行測(cè)量，一般每條推送線選擇單側(cè)鋼軌進(jìn)行測(cè)量。

2.1.2 統(tǒng)一里程標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量采用自由坐標(biāo)系（相對(duì)里程）及相對(duì)標(biāo)高，按貫通里程設(shè)計(jì)。為便于工務(wù)部門線路調(diào)整及后期維護(hù)，應(yīng)與工務(wù)部門里程標(biāo)準(zhǔn)一致，丈量基點(diǎn)設(shè)同一位置，往峰頂方向?yàn)榇罄锍谭较颉?/p>

2.2 仿真計(jì)算及線路優(yōu)化

2.2.1 仿真軟件開發(fā)。針對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)體的仿真計(jì)算，牽涉的數(shù)據(jù)是平面幾何數(shù)據(jù)的解算，確定仿真形式采用數(shù)據(jù)和圖表相結(jié)合的形式。開發(fā)平臺(tái)和工具方面，選擇Windows系統(tǒng)的.net環(huán)境開發(fā)，開發(fā)工具選擇Visual Studio平臺(tái)。外部數(shù)據(jù)交互提供Microsoft Excel和Microsoft Word數(shù)據(jù)輸入輸出接口。

2.2.2 測(cè)點(diǎn)擬合。通過內(nèi)插值擬合，將測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到軌面高程變化線，并得到高程線的插值曲線方程。

2.2.3 車輛位置狀態(tài)計(jì)算。模擬20.8 m定距的JSQ6型車輛在線路上前進(jìn)，車體每前進(jìn)一個(gè)定值，計(jì)算一次當(dāng)前位置狀態(tài)，如圖1所示。

2.2.4 最小垂直距離計(jì)算。當(dāng)車體運(yùn)行到某一位置狀態(tài)時(shí)，在后輪至前輪的長(zhǎng)度內(nèi)，每隔一定距計(jì)算車體底部至軌頂面的垂直距離，車輪定距為20.8 m，計(jì)算若干個(gè)點(diǎn)，將其中的最小值作為車體運(yùn)行至該位置時(shí)，車輛底部與鋼軌軌頂面的最小垂直距離。

2.2.5 統(tǒng)計(jì)最不利狀態(tài)。按照上述最小距離計(jì)算方法，在列車運(yùn)行過程中，會(huì)產(chǎn)生若干個(gè)最小垂直距離，統(tǒng)計(jì)其中的最小值作為最不利的狀態(tài)時(shí)車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離，并返回該最小垂直距離的位置及此時(shí)前后輪位置。

2.2.6 線路優(yōu)化方法。在縱斷面線形優(yōu)化重構(gòu)中，采用仿真軟件自動(dòng)調(diào)整與人為干預(yù)相結(jié)合的方式進(jìn)行優(yōu)化。首先以軌道點(diǎn)里程和高程為原始數(shù)據(jù)，建立基于整體滿足約束條件的前后坡段優(yōu)化，對(duì)于局部變形較大區(qū)段，可通過人工調(diào)整坡度的大小，以保證優(yōu)化區(qū)段的整體最優(yōu)性。然后，采用直接搜索法，以豎曲線半徑作為設(shè)計(jì)變量，進(jìn)行縱斷面連續(xù)線形的優(yōu)化重構(gòu)，且將軌道縱斷面線形參數(shù)的限制條件作為約束，得到軌道連續(xù)區(qū)段的最優(yōu)縱斷面線形參數(shù)。

2.2.7 線路優(yōu)化調(diào)整。按照線路優(yōu)化方法，經(jīng)過仿真計(jì)算，當(dāng)車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離、坡度、峰頂平臺(tái)有效長(zhǎng)度以及最大抬道量等技術(shù)指標(biāo)滿足預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，工務(wù)部門可組織施工，完成駝峰線形的調(diào)整：武漢北車站上、下行駝峰西溜放線，襄陽(yáng)北車站上、下行駝峰的東溜放線縱斷面三狀態(tài)。調(diào)整完畢后，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3 溜放試驗(yàn)

在線路優(yōu)化的基礎(chǔ)上，組織開展了武漢北車站和襄陽(yáng)北車站JSQ6型車輛溜放試驗(yàn)。試驗(yàn)分靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)刹糠?，均采用激光測(cè)量技術(shù)，測(cè)量準(zhǔn)確度控制在±1 mm。靜態(tài)測(cè)量主要是在平直道上測(cè)量車體底部與鋼軌軌頂面的距離以及輪輞厚度，動(dòng)態(tài)測(cè)量主要是在駝峰及峰下減速器位置測(cè)量車體底部與鋼軌軌頂面的距離、編組場(chǎng)位置測(cè)量連掛速度，動(dòng)態(tài)測(cè)量分別在單個(gè)空車、重車頂送過峰，單個(gè)空車、重車溜放，大組空車、重車溜放，空重混編車組溜放等工況下進(jìn)行。

武漢北車站和襄陽(yáng)北車站所有試驗(yàn)車輛共計(jì)195輛，在平直線路上時(shí)，空車車輛底部與軌面的平均距離為201 mm，車輛底部與軌頂面距離最小為165 mm;重車車輛底部與軌面的平均距離為192 mm，車輛底部與軌頂面距離最小為148 mm。參照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》，符合機(jī)車車輛下部限界車體的彈簧承載部分≥90 mm規(guī)定。

車輛溜放時(shí)經(jīng)過武漢北上行駝峰西溜放線加速坡的變坡點(diǎn)位置，車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)最小距離為51 mm，其在平直道上靜態(tài)測(cè)量車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)距離均為165 mm;車輛溜放時(shí)經(jīng)過武漢北下行駝峰西溜放線加速坡的變坡點(diǎn)位置，車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)最小距離為52 mm，其在平直道上靜態(tài)測(cè)量車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)距離均為164 mm;車輛溜放時(shí)經(jīng)過襄陽(yáng)北上行駝峰東溜放線加速坡的變坡點(diǎn)位置，車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)最小距離為54 mm，其在平直道上靜態(tài)測(cè)量車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)距離均為159 mm;車輛溜放時(shí)經(jīng)過武漢北下行駝峰東溜放線加速坡的變坡點(diǎn)位置，車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)最小距離為63 mm，其在平直道上靜態(tài)測(cè)量車輛底部與軌頂面實(shí)測(cè)距離均為168 mm。車輛經(jīng)過溜放線加速坡的變坡點(diǎn)位置車輛底部與軌頂面距離滿足≥25 mm的限界要求且有一定的變動(dòng)量。參照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》，滿足過峰限界要求。

根據(jù)武漢北車站和襄陽(yáng)北車站實(shí)際測(cè)量可得，在減速器緩解狀態(tài)下，8輛JSQ6型車輛的底部與減速器制動(dòng)軌頂面最小距離為74 mm，轉(zhuǎn)向架交叉拉桿與減速器制動(dòng)軌頂面最小距離為74 mm;在減速器制動(dòng)狀態(tài)下，車輛底部與減速器制動(dòng)軌頂面最小距離為85 mm，轉(zhuǎn)向架交叉拉桿與減速器制動(dòng)軌頂面最小距離為71 mm。當(dāng)車輛通過一部位、二部位、三部位減速器時(shí)，車輛與減速器設(shè)備沒有發(fā)生摩擦、碰撞現(xiàn)象。參照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》，符合通過駝峰車輛減速器的貨車下部限界≥60 mm規(guī)定。

在進(jìn)行的40組連掛速度測(cè)量中，有5組JSQ6型車輛未溜放到位，后期電務(wù)部門需要優(yōu)化減速器出口控制速度，連掛成功的35組JSQ6型車輛連掛速度實(shí)測(cè)值為2～5 km/h。參照《鐵路技術(shù)管理規(guī)程（普速鐵路部分）》，符合接近被連掛的車輛時(shí)，不準(zhǔn)超過5 km/h規(guī)定。

試驗(yàn)結(jié)果表明，JSQ6型車輛在優(yōu)化改造后的駝峰縱斷面條件下，能安全通過駝峰，而且實(shí)測(cè)的車輛底部距鋼軌軌面最小距離與仿真計(jì)算的理論數(shù)值基本一致，此外還對(duì)JSQ6型重車連掛后的貨物裝載加固狀態(tài)進(jìn)行了檢測(cè)，裝載加固均無(wú)異常。

2.4 形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

溜放試驗(yàn)完成后，結(jié)合預(yù)設(shè)技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)結(jié)果，從JSQ6型車輛結(jié)構(gòu)尺寸、駝峰縱斷面指標(biāo)、JSQ6型車輛通過范圍平面條件、作業(yè)要求、控制系統(tǒng)、后期養(yǎng)護(hù)等方面形成詳細(xì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足技術(shù)條件的駝峰可以開展JSQ6型車輛駝峰溜放作業(yè)。

3 運(yùn)用效果

3.1 溜放作業(yè)情況

按一個(gè)月作業(yè)量統(tǒng)計(jì)，武漢北車站通過溜放作業(yè)解體JSQ6型車輛6 411輛，其中上行4 089輛，下行2 322輛，日均200.3輛，平面編車作業(yè)因JSQ6型車輛溜放后減少套勾770勾，日均24.1勾。襄陽(yáng)北車站通過溜放作業(yè)解體JSQ6型車輛3 019輛，其中上行856輛，下行2 163輛，日均94.4輛，平面編車作業(yè)因JSQ6型車輛溜放后減少套勾340勾，日均10.6勾。

3.2 運(yùn)輸效率分析

按一個(gè)月作業(yè)量分析，武漢北車站通過溜放作業(yè)解體JSQ6型車輛，日均節(jié)約解體時(shí)間220.2 min，節(jié)約調(diào)機(jī)機(jī)力0.17臺(tái)，提升解體效率6.2%，按解體作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，日均可多解7.3列;平面編車作業(yè)因不需要JSQ6型車輛套勾日均節(jié)省編車時(shí)間355.3 min，節(jié)約調(diào)機(jī)機(jī)力0.27臺(tái)，提升編車效率7.5%，按編車作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，日均可多編8.9列。襄陽(yáng)北車站通過溜放作業(yè)解體JSQ6型車輛，日均節(jié)約解體時(shí)間157 min，節(jié)約調(diào)機(jī)機(jī)力0.12臺(tái)，提升解體效率2.5%，按解體作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，日均可多解3.6列;平面編車作業(yè)因不需要JSQ6型車輛套勾日均節(jié)省編車時(shí)間218.9 min，節(jié)約調(diào)機(jī)機(jī)力0.19臺(tái)，提升編車效率4.8%，按編車作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，日均可多編6.1列。

3.3 安全效益分析

在車站現(xiàn)有設(shè)備、JSQ6型車輛溜放作業(yè)技術(shù)條件和JSQ6型車輛溜放作業(yè)辦法規(guī)定保證下，JSQ6型車輛溜放作業(yè)能保證安全可控。允許JSQ6型車輛通過駝峰溜放后，車站取送JSQ6型車輛作業(yè)大幅減少，調(diào)車人員的勞動(dòng)強(qiáng)度得到有效減少，調(diào)車作業(yè)安全和勞動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)也因此大幅降低。

4 結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)江中下游流域地區(qū)是我國(guó)商品汽車生產(chǎn)的集中區(qū)域，僅湖北境內(nèi)東風(fēng)汽車集團(tuán)公司就有日產(chǎn)、雪鐵龍、雷諾、英菲尼迪等十余個(gè)品牌的乘用車生產(chǎn)組裝基地，商品汽車運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量巨大。武漢北車站和襄陽(yáng)北車站是中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)有限公司管內(nèi)JSQ6型車輛的重要中轉(zhuǎn)站，負(fù)責(zé)了大量JSQ6型車輛的解編調(diào)車作業(yè)。允許JSQ6型車輛駝峰溜放后，JSQ6型車輛可同相同組號(hào)去向的車流在同一調(diào)車線集結(jié)，編組車列時(shí)，減少了取禁溜線作業(yè)，降低取送禁溜線的調(diào)車作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，還可節(jié)約編組站平面調(diào)車作業(yè)時(shí)間。正式啟用JSQ6型車輛駝峰溜放作業(yè)，將有助于提升編組站作業(yè)效率，大大提升鐵路運(yùn)輸商品汽車的能力，縮短汽車的物流周期，積極推動(dòng)湖北省汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。該技術(shù)方案實(shí)施改變了車輛設(shè)計(jì)部門提出的禁止通過駝峰的要求，對(duì)車輛溜放作業(yè)有一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，通過課題研究限制一些溜放作業(yè)的條件，包括溜放速度、編組、車輛類別等，在《車站行車工作細(xì)則》中給予補(bǔ)充完善后可實(shí)現(xiàn)駝峰安全溜放。

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