降低鐵路集裝箱F-TR鎖裝卸安全風險探討

田睿琪 中國鐵路上海局集團有限公司上海貨運中心

1 引言

隨著鐵路運輸?shù)募b化趨勢以及多式聯(lián)運的進一步展開，鐵路集裝箱作業(yè)量進一步增大，集裝箱裝卸作業(yè)的安全顯得愈發(fā)重要。自2007年起，我國開始在全路范圍內(nèi)大規(guī)模推廣自主研制開發(fā)的鐵路集裝箱F-TR 鎖。因其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性強、鎖固穩(wěn)定，大大提升了鐵路平車裝載集裝箱的安全性。目前，我國的鐵路集裝箱專用平車和NX70 型兩用型平車基本全部配備了F-TR 鎖，其特殊的鷹嘴結(jié)構(gòu)大大簡化了以往捆綁加固集裝箱的作業(yè)流程，進一步保證了集裝箱裝卸作業(yè)效率，提升了運輸安全系數(shù)。然而，F(xiàn)-TR 鎖在裝卸過程中卻往往容易發(fā)生誤起吊、集裝箱角件不落鎖等問題，帶來車輛脫軌等安全隱患。因此，進一步降低集裝箱F-TR 鎖裝卸安全風險成為了亟需解決的問題。

2 鐵路集裝箱FTR鎖安全風險隱患分析

2.1 F-TR鎖平車裝卸作業(yè)不當安全險情分析

對國鐵集團貨運安全通報中集裝箱險情情況進行分析統(tǒng)計可知：自 2016 至 2019 年 6 月期間，全路總計發(fā)生 100 件集裝箱相關(guān)安全險情，其中空重混裝險情為43 件；FTR 型鎖頭平車裝卸作業(yè)不當，損壞車輛安全險情達到20 件，占總體安全險情的20%，具體見表1、圖1。

因此，需要分析FTR 型鎖頭平車裝卸作業(yè)不當導致車輛損壞的原因，并從物防、技防、人防等方面提出改進措施，做到對該安全風險的防控。

表1 2016至2019年6月全路集裝箱險情分析

圖1 2016至2019年6月集裝箱險情圖示

2.2 F-TR鎖的結(jié)構(gòu)存在不能脫鉤現(xiàn)象

我國自主研制的F-TR 鎖結(jié)構(gòu)為特殊的鷹嘴型，3個傾斜的平面與集裝箱角件產(chǎn)生相互作用，如圖2、圖3和圖4所示。裝載集裝箱作業(yè)時，集裝箱的角件沿落箱上導向斜面滑動，之后沿落箱下導向斜面滑動到對側(cè)方向，最后，集裝箱角件穩(wěn)固地鎖定在F-TR 鎖的鷹嘴下方。在起吊時，集裝箱角件沿出箱導向斜面滑出。

圖2 F-TR鎖結(jié)構(gòu)直觀圖

圖3 F-TR鎖結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 F-TR鎖在貨車車體上的布置方向示意圖

F-TR 鎖的設(shè)計保證了集裝箱在運輸途中的穩(wěn)固，但其構(gòu)造使得F-TR 鎖的吊裝無法像傳統(tǒng)直鎖一樣簡單，經(jīng)常出現(xiàn)集裝箱吊裝無法順利脫鉤的情況。起吊集裝箱未脫鉤，不僅會損壞平車的防脫鉤裝置，甚至可能導致集裝箱與平車一同被吊起，車體與走行部脫離，造成脫線事故。

2.3 F-TR鎖集裝箱操作不規(guī)范

除了F-TR 鎖本身的結(jié)構(gòu)因素外，集裝箱裝卸作業(yè)人員的不規(guī)范操作也容易給F-TR 鎖平車裝卸集裝箱帶來安全隱患。根據(jù)《鐵路集裝箱運輸規(guī)則》和《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》規(guī)定：裝卸集裝箱時，應(yīng)慢速、垂直、平行起落。尤其在吊箱時，應(yīng)在起吊設(shè)備與集裝箱頂部角件配合好后，進行點動試吊，確認無異常后，再慢速垂直起吊，直至集裝箱的4 個下角件完全與鎖頭脫離。在實際作業(yè)中，尤其在作業(yè)量繁忙的時段，龍門吊或正面吊司機與地面裝卸人員配合容易出現(xiàn)失誤，點動試吊的過程容易被忽略。

其次，裝卸人員配備不到位。集裝箱裝卸現(xiàn)場的輔助人員與門吊司機應(yīng)當互相配合，共同把控F-TR 鎖出、入箱角件情況。但實際作業(yè)時，經(jīng)常出現(xiàn)為加快作業(yè)進度出現(xiàn)的輔助人員未到位并確認角件與F-TR 鎖分離，就進行起吊作業(yè)的現(xiàn)象。從人為因素的角度，未按標作業(yè)、私自簡化作業(yè)流程是導致集裝箱裝卸安全事故發(fā)生的原因之一。

2.4 F-TR鎖集裝箱操作培訓不到位

裝卸箱操作要領(lǐng)培訓不到位。由于F-TR 鎖的使用時間較短，相比其他貨運裝卸設(shè)備，其理論教學資源較少，F(xiàn)-TR鎖的裝卸培訓教育工作又需要同實踐緊密結(jié)合。因此，F(xiàn)-TR鎖裝卸的要領(lǐng)基本依靠師傅幫帶和說教，導致各個貨運生產(chǎn)現(xiàn)場對F-TR 鎖裝卸操作的重要性認知不足，對作業(yè)方法掌握程度不夠深入，構(gòu)成安全隱患。

3 鐵路集裝箱FTR鎖安全風險對策

按照《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》規(guī)定，針對帶有FTR鎖的平車，作業(yè)人員應(yīng)當首先確認吊具四個旋鎖是否與集裝箱角件扣牢，確認無誤后緩慢點動起升100 mm 左右，待集裝箱角件孔與車輛鎖頭完全分離后繼續(xù)進行起吊作業(yè)。

以上操作過程的關(guān)鍵在于“點動試吊”，然而“點動試吊”的力度和幅度完依靠裝卸設(shè)備操作人員的經(jīng)驗和感覺，缺乏量化控制。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，集裝箱門吊司機往往無法自主判定F-TR 鎖的起吊情況，主要依靠地面人員用對講機或手勢與門吊司機溝通，指揮門吊司機進行試吊和起吊。這種依賴人與人之間配合的“點動試吊”為事故埋下了安全隱患。從“技防”的角度來看，應(yīng)當對現(xiàn)有機械設(shè)備進行改進，安裝“點動試吊”安全量值控制系統(tǒng)和集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)，減少人為操作失誤。

3.1 集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)通過智能分析起吊過程中吊具載荷在設(shè)定的時間內(nèi)重量是否持續(xù)增加或保持重量不變，從而判斷集裝箱的勾連情況。

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)工作流程見圖5。

圖5 集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)工作流程圖

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)主要適用于鐵路貨場門式起重機，進行FTR 鎖平板車運輸35 t 敞頂箱及20、40 英尺集裝箱裝卸車作業(yè)。該系統(tǒng)利用PLC 系統(tǒng)通過門吊小車上位置編碼器、起升高度編碼器、吊具信號（著箱、開鎖、閉鎖）、吊具激光測距傳感器等采集信號數(shù)據(jù)，判斷吊具著箱時的小車位置、起升高度及吊具開鎖和閉鎖的狀態(tài)，進而實現(xiàn)集裝箱作業(yè)工況（卸車、裝車）自動判斷，便于地面輔助人員掌握FTR 鎖與集裝箱發(fā)生勾連情況，自動實現(xiàn)FTR 鎖限制起吊防勾連功能。

作業(yè)開始，在判定鋼絲繩拉緊后，吊具著箱時，利用激光測距儀測量門吊小車到集裝箱頂部的相對距離為d0。此時，開始起吊作業(yè)并進行實時距離測量。當門吊小車到集裝箱頂部距離的實時測量值為d1時（d1=d0-100 mm，重箱和空箱的點動試吊高度設(shè)定不同，一般100 mm），起升機構(gòu)自動停止進行停機確認，達到自動點動試吊的目的。

此時，繼續(xù)起吊，系統(tǒng)將門吊吊具載荷與停機確認時的載荷數(shù)值進行對比判斷，如果起吊時吊具載荷異常升高，則手柄自動回零，禁止起升并報警；若吊具載荷無異常，手柄回零后繼續(xù)慢速提升；此時繼續(xù)測量門吊小車到集裝箱頂部距離，當距離為d2時（d2=d0-200 mm），恢復起升速度，F(xiàn)TR 鎖誤卡鎖程序保護完成。

圖6 正常起吊曲線示意圖

（1）吊架鎖原點定義為時間軸的0點：t0；

（2）t1s開始起吊，重量曲線在上升；

（3）當集裝箱全部吊起，此時重量為T1，這一時刻用t2表示；

（4）繼續(xù)起吊，t3至t4時刻點動試吊自動完成，停機確認，記錄此時吊具載荷數(shù)值T2；

（5）t4時刻開起吊后，吊具載荷保持在T2數(shù)值無異常，則繼續(xù)正常起吊。

圖7 勾連情況下起吊示意圖

（1）吊架鎖原點定義為時間軸的0點：t0；

（2）t1s開始起吊，重量曲線在上升；

（3）當集裝箱全部吊起，此時重量為T1，這一時刻用t2 表示；

（4）繼續(xù)起吊，t3至t4時刻自動完成點動試吊，進行停機確認，記錄此時重量數(shù)值T2；

（5）t4 時刻繼續(xù)起吊，起吊重量相對T2發(fā)生異常增加時，進入非正常報警。

（6）系統(tǒng)控制自動停機，檢查確認未脫鎖情況。

圖6 為正常起吊曲線示意圖，圖7 為勾連情況下起吊示意圖。通過比較圖6 和圖7，集裝箱門吊裝卸FTR 型鎖頭平車時，通過檢測起吊過程中吊具載荷在設(shè)定的時間內(nèi)重量是否持續(xù)增加或保持重量不變，確認集裝箱勾連與否。發(fā)現(xiàn)勾連時，控制器立即發(fā)出音響、燈光報警，同時控制集裝箱吊具自動停止起吊作業(yè)，防止因未脫鎖造成平車被吊起，進而導致脫軌事故。

該系統(tǒng)通過激光測距儀進行起吊高度差值的跟蹤測量，一方面保證了測量精度，另一方面也最大程度地避免了集裝箱頂部有積雪等工況條件對高度差測量的精度影響，保證了點動試吊的安全自動化，能夠防止因勾連造成車輛故障和行車安全隱患，減輕作業(yè)人員勞動強度，保證安全生產(chǎn)，提高作業(yè)效率。

3.2 強化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)過程控制

在未配備集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)的車站，保證作業(yè)人數(shù)符合要求，每臺裝卸設(shè)備配備裝卸作業(yè)人員不少于3人，其中司機1人、起重指揮不少于2人；嚴禁司機單崗作業(yè)。

在裝卸設(shè)備能力有限的情況下，要強化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)過程控制，嚴格F-TR 鎖裝卸箱操作方法。結(jié)合國鐵集團集裝箱相關(guān)裝卸技術(shù)規(guī)章，從生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場實際情況出發(fā)，有針對性地提出集裝箱 F-TR 鎖裝卸車安全措施。

集裝箱裝車作業(yè)時，為保證箱體下落平穩(wěn)，避免碰撞損壞，應(yīng)在下降到距離鎖頭承載截面高度120 mm 左右時懸停，調(diào)整位置，在角件與鎖頭完全對準后繼續(xù)下落。

集裝箱卸車車作業(yè)時，待起吊設(shè)備與集裝箱上部角件扣牢后再點動試吊。點動試吊完成后再慢速起吊，直到下部角件與各鎖頭承載面距離大于100 mm 后，由作業(yè)輔助人員進行發(fā)出確認信號，再進行快速起吊保證卸車效率。

3.3 加強集裝箱裝卸安全生產(chǎn)教育

除了硬件設(shè)備的改善外，裝卸人員素質(zhì)的提升也是保證F-TR 鎖裝卸安全的重要保證。貨運系統(tǒng)應(yīng)當強化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)教育，組織開展專題貨運安全教育活動，包括學習集團公司貨運部整理下發(fā)的集裝箱運輸安全事故案例等文件，開展裝卸作業(yè)崗位“立標、學標、達標、落標”等活動，提升貨裝作業(yè)人員安全責任意識。

4 結(jié)束語

集裝箱裝卸安全是鐵路運輸集裝化開展的關(guān)鍵。本文對鐵路集裝箱運輸車輛廣泛使用的F-TR 鎖進行了分析，包括F-TR 鎖的結(jié)構(gòu)、裝卸安全風險隱患等。從“人防、技防、物防”的角度，給出鐵路集裝箱F-TR 鎖裝卸安全管理對策，包括新增集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)、強化裝卸安全過程管控以及加強安全生產(chǎn)教育等，為鐵路集裝箱運輸?shù)陌踩l(fā)展提供了一定的參考。