林文鋒

（南寧鐵路安監(jiān)辦駐南寧南車輛段驗收室，工程師，廣西 南寧 530033）

列車空氣制動性能試驗（簡稱試風(fēng)）是檢查列車空氣制動性能的優(yōu)劣，保證行車安全的最重要檢查內(nèi)容之一。目前，全路各主要列檢作業(yè)場，基本都采用微機(jī)控制列車試驗系統(tǒng)進(jìn)行試驗作業(yè)，并同時使用列車尾部試風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)采集列車尾部壓力，作為判斷列車空氣制動性能的依據(jù)。但是由于各種原因，列車微控試風(fēng)和列車尾部試風(fēng)監(jiān)測分別采用了2套不同的系統(tǒng)，造成列檢值班室設(shè)備繁多，列檢值班員分別操作和輸入數(shù)據(jù)，增加了工作量，也造成風(fēng)壓數(shù)據(jù)采集的不同步。因此，如何將這2套系統(tǒng)進(jìn)行整合升級，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，已成為工程技術(shù)人員有必要研究的課題。

1 各系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 微機(jī)控制列車試風(fēng)系統(tǒng) 目前，南寧南車輛段大多列檢作業(yè)場試風(fēng)作業(yè)使用的微機(jī)控制列車試風(fēng)系統(tǒng)，由黃石邦柯科技有限公司研制。原理是計算機(jī)系統(tǒng)通過向電磁閥發(fā)送動作指令進(jìn)行控制，改變壓力空氣通路來實現(xiàn)列車制動和緩解等各個動作，通過壓力傳感器采集風(fēng)壓信號并形成試風(fēng)記錄。該系統(tǒng)由檢車員使用遙控對講機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行試風(fēng)操控，無需專門人員使用手動列車試驗器，方便了檢車員進(jìn)行列車試驗作業(yè)。不足之處在于系統(tǒng)記錄的是單個風(fēng)壓數(shù)據(jù)，對時間數(shù)據(jù)記錄不精確，因而列車試驗過程不是連續(xù)性的記錄，作為證明列車空氣制動性能優(yōu)劣的證據(jù)不夠嚴(yán)密，可信度不高（這也是鐵道部要求上馬列車試風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的重要原因之一）。同時，該系統(tǒng)無法通過計算機(jī)顯示器直觀了解正在進(jìn)行試驗的列車車次和股道，無法通過試驗記錄分析列車試驗設(shè)備存在的充、排風(fēng)緩慢等問題。另外，由于系統(tǒng)不能通過計算機(jī)鼠標(biāo)操作，只能通過無線遙控系統(tǒng)操作，因遙控系統(tǒng)較高的故障率，而經(jīng)常影響整個試風(fēng)系統(tǒng)的使用。

1.2 列車尾部試風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng) 南寧南車輛段使用的列車試風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)（簡稱監(jiān)測系統(tǒng)），由上海同輛技術(shù)有限公司研制。該系統(tǒng)的原理是使用無線風(fēng)壓監(jiān)測儀檢測列車尾部的制動空氣壓力，并將壓力信號傳遞到監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)，在時間／壓力坐標(biāo)系繪制壓力曲線，根據(jù)曲線走向判斷列車試風(fēng)作業(yè)情況。優(yōu)點(diǎn)是可以直觀地觀察正在進(jìn)行試驗的列車車次、股道、列車性質(zhì)、編組輛數(shù)和實時風(fēng)壓等。不足在于只記錄壓力數(shù)值，不與試驗控制系統(tǒng)形成反饋，無法記錄試風(fēng)作業(yè)時向電磁閥發(fā)送動作指令的具體時間，不能通過顯示器觀察和記錄該車次所使用的試風(fēng)通路，以及比較同一個時刻點(diǎn)列車前后端風(fēng)壓的差異。因而無法通過試風(fēng)記錄分析列車試驗設(shè)備存在的通徑阻塞或管路泄漏造成的充風(fēng)緩慢等問題。并且由于2個系統(tǒng)分別用不同的計算機(jī)控制，因而對同一列車進(jìn)行試風(fēng)作業(yè)時，值班員需要在2臺計算機(jī)上分別輸入車次、輛數(shù)等重復(fù)的內(nèi)容。

2 系統(tǒng)合并升級的可行性

2.1 硬件能力 微機(jī)控制試風(fēng)系統(tǒng)硬件采用英特爾586主機(jī)和PLC可編程控制器，經(jīng)過10多年的運(yùn)用考驗，技術(shù)比較成熟可靠。列車尾部試風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)采用奔騰4主機(jī)，在處理數(shù)據(jù)的能力上完全可以滿足2套系統(tǒng)合并的需要。

2.2 軟件系統(tǒng) 微機(jī)控制試風(fēng)系統(tǒng)記錄了試風(fēng)通路、試風(fēng)壓力、減壓量、保壓時間等單個數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)量很小。而列車尾部試風(fēng)監(jiān)測系統(tǒng)的記錄則包括作業(yè)股道、作業(yè)小組等信息，試驗過程每秒鐘記錄2個風(fēng)壓數(shù)值，記錄連續(xù)。以監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)并進(jìn)行升級，把控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合進(jìn)來，相對于原有的數(shù)據(jù)信息量增加不多。軟件整合只需要2個系統(tǒng)的廠家開放各自源代碼和數(shù)據(jù)接口，對控制程序稍作升級處理，系統(tǒng)合并升級具有很強(qiáng)的可行性。

3 系統(tǒng)合并升級的設(shè)計方案

列車微控試風(fēng)與尾部試風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)合并，不妨把合并后的系統(tǒng)稱為列車試風(fēng)測控系統(tǒng)（簡稱測控系統(tǒng)）。測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖1 升級后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖中實線表示壓力空氣通路，箭頭表示信息傳遞方向；虛線箭頭表示合并后信息傳遞方向（括號內(nèi)文字表示合并前的系統(tǒng)組成）。合并前2個系統(tǒng)互不相干，沒有信息傳遞的通道，數(shù)據(jù)不能共享，系統(tǒng)構(gòu)成重復(fù)。而合并后原試風(fēng)系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)主機(jī)合二為一，可同時接受列車試驗器和列車尾部的風(fēng)壓信號，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和功能互補(bǔ)，系統(tǒng)構(gòu)成相對簡單。

3.1 合并系統(tǒng)主機(jī) 通過可編程控制器控制壓力空氣系統(tǒng)電磁閥的動作，以實現(xiàn)列車試風(fēng)作業(yè)各項試驗項目。主機(jī)系統(tǒng)同時接收列尾無線風(fēng)壓監(jiān)控儀發(fā)送的壓力信號，并采集列車試驗器機(jī)房壓力傳感器的壓力信號，在時間／壓力坐標(biāo)系上，分別繪制列車試驗器處和列車尾部的2條壓力變化曲線，方便直觀地觀察列車首尾兩端實時風(fēng)壓。

3.2 升級系統(tǒng)控制軟件 以試風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)的操作界面為基礎(chǔ)，值班員在試風(fēng)作業(yè)前輸入列車的車次、性質(zhì)、輛數(shù)、作業(yè)股道等信息后，增加試風(fēng)使用的管路編號和作業(yè)組的信息，方便系統(tǒng)識別應(yīng)采集的壓力傳感器信號，以及可編程控制器該向哪個電磁閥發(fā)送動作指令。

3.3 增加鼠標(biāo)控制程序 由于值班員可以直接在監(jiān)控微機(jī)上觀察列尾無線風(fēng)壓檢測儀發(fā)送回來的列車風(fēng)壓，在保留遙控對講機(jī)操控試風(fēng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，增加鼠標(biāo)控制程序，由值班員使用鼠標(biāo)點(diǎn)擊對話框，操控試風(fēng)作業(yè)。計算機(jī)系統(tǒng)記錄向電磁閥發(fā)出各項試驗的開始和終止指令的時間，同時向作業(yè)現(xiàn)場對講機(jī)發(fā)出試風(fēng)語音信息，提示檢車員觀察車輛制動缸活塞行程作業(yè)。鼠標(biāo)操控較低的故障率和良好的配件互換性，可保證整個試風(fēng)系統(tǒng)的正常應(yīng)用。

3.4 與鐵路貨車檢修HMIS系統(tǒng)連接 直接采用試風(fēng)信息的列車車次、輛數(shù)、作業(yè)組、作業(yè)股道等信息，轉(zhuǎn)換成HMIS數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)庫，形成“車統(tǒng)-14”，減少重復(fù)工作，減輕值班員負(fù)擔(dān)，提高“車統(tǒng)-14”數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4 系統(tǒng)合并升級的優(yōu)越性

系統(tǒng)合并升級后，不僅能夠簡化值班室行車設(shè)備，減少值班員重復(fù)性工作，更重要的可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提高列車試風(fēng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

4.1 實現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享 通過數(shù)據(jù)分析實現(xiàn)設(shè)備性能的自檢和互控，提高了設(shè)備的智能化程度。例如某1個試風(fēng)通路經(jīng)常出現(xiàn)充風(fēng)速度較慢或者泄漏超標(biāo)等問題時，一般不是列車本身的問題，往往是由于列車試驗設(shè)備的故障引起，如管路泄漏、電磁閥有污物堵塞或者開閉不到位等。由于升級后增加試風(fēng)通路等信息，系統(tǒng)可以通過對試驗記錄的統(tǒng)計分析中找到規(guī)律并提示設(shè)備檢修。再如列車如果經(jīng)較長時間的保壓，列車兩端的壓力仍存在較大差異，那么可能至少有一個壓力值不準(zhǔn)確，壓力傳感器產(chǎn)生了漂移，系統(tǒng)可提示需要對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，從而確保檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。還可通過統(tǒng)計列車編組數(shù)量對列車兩端壓力差的影響，分析列車長度與制動波速的關(guān)系等等。

4.2 提高列車試風(fēng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性 列車首尾部的風(fēng)壓同時記錄，可以直觀地記錄列車制動后尾部何時產(chǎn)生制動作用的時間，解決了長大貨物列車由于制動波速導(dǎo)致列車兩端制動作用不同步的問題，對保證列車運(yùn)行安全有著積極的意義。

5 結(jié)束語

這2個系統(tǒng)的整合在技術(shù)上具有很強(qiáng)的可操作性，所需要的投入不高，但系統(tǒng)的功能可得到較大提升，不但可完成列車試風(fēng)工作原有的全部內(nèi)容，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)更多的功能。同時設(shè)備更精簡，避免重復(fù)投資，減少工作人員的重復(fù)勞動，更能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和設(shè)備的互控。隨著列車的提速重載，車輛運(yùn)行安全壓力越來越大，車輛檢修各項數(shù)據(jù)要求更高，各類項安全監(jiān)測和試驗設(shè)備越來越多，但是很多工作的內(nèi)容都比較近似，原有的一些設(shè)備如果能夠整合并實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，將為提高鐵路運(yùn)輸安全保障能力帶來很大的好處。