劉 斌 劉衛(wèi)紅

（廣州鐵路 ( 集團(tuán) ) 公司 中心計(jì)量所，廣東 廣州 510080）

近年來，超偏載檢測裝置作為鐵路貨運(yùn)計(jì)量安全檢測設(shè)備，在保證貨運(yùn)安全，特別是旅客列車安全，提高運(yùn)輸效率、質(zhì)量和效益等方面發(fā)揮了重要作用。但是部分超偏載檢測裝置由于長期使用、配件老化等原因，易出現(xiàn)紅光帶，常導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)誤報(bào)，存在安全隱患。隨著各級貨運(yùn)管理部門對貨運(yùn)安全要求的不斷提高，如何進(jìn)一步運(yùn)用科技手段來提高超偏載檢測裝置的穩(wěn)定性、可靠性和檢測準(zhǔn)確性，已成為鐵路部門需要不斷探索的課題。

1 超偏載檢測裝置的硬件組成

超偏載檢測裝置是在貨物列車運(yùn)行過程中對貨車進(jìn)行超載、偏載、偏重檢測的裝置，主要由壓力傳感器、剪力傳感器、接線箱、數(shù)據(jù)采集儀、工業(yè)計(jì)算機(jī)、車號識別設(shè)備等構(gòu)成測點(diǎn)系統(tǒng)，硬件組成如圖 1所示。

2 超偏載檢測監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成

超偏載檢測監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)在車站、鐵路局和原鐵道部部署服務(wù)器，接收檢測站點(diǎn)采集的超偏載檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一存儲與管理，為車站、直屬站( 段 )、鐵路局和原鐵道部用戶提供電子化的貨物裝載檢測監(jiān)控與管理服務(wù)。超編載檢測監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成如圖 2 所示。

3 超偏載檢測裝置的升級與完善

3.1 軌枕的選擇

裝有超偏載檢測裝置的軌枕主要有 2 種，即鋼枕和水泥枕。早期投入使用的超偏載檢測裝置多數(shù)選用鋼枕，壓力傳感器安裝在鋼枕上。由于鋼枕是導(dǎo)體，因絕緣墊老化、磨損，稱重臺面積水等原因，易導(dǎo)致紅光帶，影響運(yùn)輸安全。水泥枕可以很好地解決上述問題，并且水泥枕較鋼枕質(zhì)量大，更有利于稱重臺面的穩(wěn)定。目前，廣州鐵路 ( 集團(tuán) ) 公司 ( 以下簡稱廣鐵集團(tuán) ) 已完成管內(nèi)所有超偏載檢測裝置測試平臺的軌枕升級改造，全部將鋼枕更換為水泥枕，紅光帶現(xiàn)象有了明顯改善。

3.2 車號識別設(shè)備升級

圖1 超偏載檢測裝置硬件組成

圖2 超偏載檢測監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成

列車未勻速通過檢測臺面或在臺面停車是導(dǎo)致超偏載檢測裝置檢測數(shù)據(jù)誤報(bào)的主要原因之一。當(dāng)列車速度變化過大 ( 瞬時(shí)速度變化超過 5 km / h )，會導(dǎo)致車號識別設(shè)備判軸磁鋼不能正確判別車輛軸數(shù)，進(jìn)而造成車號與重量數(shù)據(jù)匹配錯(cuò)誤，產(chǎn)生誤報(bào)。當(dāng)列車速度過低 ( 低于 10 km / h )，也會導(dǎo)致車號識別設(shè)備的開機(jī)磁鋼不能正常開機(jī)，待多輛車經(jīng)過后才檢測到過車信號，造成部分車號丟失，從而使車號與重量數(shù)據(jù)匹配錯(cuò)誤引起誤報(bào)。

針對上述情況，對車號識別設(shè)備進(jìn)行升級，即加裝有源磁鋼，車輛輪軸從有源磁鋼表面經(jīng)過時(shí)，磁鋼內(nèi)部電壓產(chǎn)生變化，感應(yīng)到車輛經(jīng)過，判斷車輛經(jīng)過和停車。通過上位機(jī)軟件配置文件設(shè)置等待時(shí)間，使車輛停止后的一定時(shí)間內(nèi)設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)。通過對懷化南站滬昆上行線超偏載檢測裝置試驗(yàn)觀察，該措施能有效改善車號識別設(shè)備對低速運(yùn)行貨物列車的判軸能力，降低了由于速度變化造成的誤報(bào)，確保了貨物運(yùn)輸安全。

3.3 軟件升級

3.3.1 操作系統(tǒng)升級

早期超偏載檢測裝置測點(diǎn)工控機(jī)操作系統(tǒng)多數(shù)在DOS 環(huán)境下運(yùn)行，而基于 DOS 的測點(diǎn)稱重系統(tǒng)較基于 WINDOWS 測點(diǎn)稱重系統(tǒng)存在不支持多任務(wù)、不能直接對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控和波形查看等問題。采用基于 WINDOWS 環(huán)境的測點(diǎn)系統(tǒng)，可以通過遠(yuǎn)程操作完成過車波形、自檢數(shù)據(jù)分析，初步診斷硬件故障或軟件故障信息，完成遠(yuǎn)程軟件故障處理，縮短了故障恢復(fù)時(shí)間，提高了工作效率。

3.3.2 稱重軟件升級

稱重軟件一般具備稱重?cái)?shù)據(jù)計(jì)算、狀態(tài)查看、設(shè)備診斷、參數(shù)調(diào)整等功能，升級后的稱重軟件除實(shí)現(xiàn)上述功能外，還可以對傳感器受壓次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)傳感器使用壽命的預(yù)測，為評估傳感器質(zhì)量與可靠性提供了重要的參考數(shù)據(jù)，便于設(shè)備維修人員提前準(zhǔn)備傳感器等備品備件，保證設(shè)備正常工作。

3.4 無線傳輸改造

受現(xiàn)場環(huán)境的限制，部分車站檢測站點(diǎn)計(jì)算機(jī)至車站數(shù)據(jù)集中器的網(wǎng)絡(luò)通道為無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，存在傳輸速度慢，易受干擾、穩(wěn)定性差等問題。如廣鐵集團(tuán)株洲北站，其超偏載檢測裝置測點(diǎn)至數(shù)據(jù)集中器端數(shù)據(jù)傳輸方式為無線傳輸，主要存在以下問題：一是數(shù)據(jù)傳輸情況易受天氣、電磁波干擾等影響，并且排查、處理難度大；二是數(shù)據(jù)集中器數(shù)據(jù)接收軟件通過無線網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)時(shí) CPU 占用率極高，若 2 條以上線路同時(shí)接收數(shù)據(jù)易造成集中器死機(jī)現(xiàn)象；三是通信質(zhì)量差時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸耗時(shí)長，部分繁忙線路過車間隔時(shí)間短，造成前一過車處理循環(huán)未結(jié)束時(shí)，后一列車已通過，從而影響后續(xù)列車過車數(shù)據(jù)檢測處理。

2012 年廣鐵集團(tuán)公司完成了株洲北站超偏載檢測裝置無線改光纖升級改造，從升級后情況分析，有線網(wǎng)絡(luò)能有效改善無線網(wǎng)絡(luò)存在的傳輸速度慢、易受干擾等問題，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，同時(shí)也有利于對測點(diǎn)軟件系統(tǒng)的升級。

3.5 電磁環(huán)境改善

超偏載檢測裝置含有大量微電子元器件、傳感設(shè)備，此前因雷擊造成的設(shè)備損壞時(shí)有發(fā)生。這不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也嚴(yán)重影響設(shè)備穩(wěn)定，存在安全隱患。因此，需要改善雷電電磁環(huán)境，提高超偏載檢測裝置雷電防護(hù)能力，以減少雷電電磁場對設(shè)備的感應(yīng)影響，降低設(shè)備故障率。

為落實(shí)“十二五”鐵路貨運(yùn)設(shè)備設(shè)施建設(shè)的實(shí)施意見和鐵路貨運(yùn)安全檢測監(jiān)控與管理系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范等文件有關(guān)要求，廣鐵集團(tuán)公司完成了管內(nèi)所有超偏載檢測裝置的防雷系統(tǒng)改造。該系統(tǒng)采用外部防雷和內(nèi)部防雷相結(jié)合的方法，綜合防雷系統(tǒng)示意圖如圖3 所示。

圖3 綜合防雷系統(tǒng)示意圖

由屋頂接閃器、引下線和接地裝置構(gòu)成設(shè)備機(jī)房建筑物外部的防直接雷擊系統(tǒng)，機(jī)房內(nèi)部采用法拉第籠進(jìn)行電磁屏蔽。通過近幾年試驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)、分析，此項(xiàng)技術(shù)能對直擊雷、感應(yīng)雷進(jìn)行有效防護(hù)，減少因雷擊直接造成的設(shè)備損壞，同時(shí)對電磁脈沖干擾有一定防護(hù)作用，能有效減少因電磁干擾造成的隱性故障。

4 結(jié)束語

超偏載檢測裝置升級與完善有賴于技術(shù)人員不斷研究和試驗(yàn)，有賴于技術(shù)的不斷更新、升級。廣鐵集團(tuán)超偏載檢測裝置的升級已取得了良好的應(yīng)用效果，但仍需要堅(jiān)持不懈地改進(jìn)與優(yōu)化，才能使檢測裝置功能更加豐富完善，才能更好地為鐵路貨物運(yùn)輸安全服務(wù)。