王偉

摘要：朔黃鐵路西起山西省神池縣神池南站，與神朔鐵路相聯(lián)，東至河北省黃驊市黃驊港口貨場，是我國西煤東運(yùn)的第二大運(yùn)輸通道及重要經(jīng)濟(jì)動脈。近年來隨著朔黃線運(yùn)量的不斷攀升，萬噸、兩萬噸重載列車陸續(xù)開行，兩萬噸列車日均開行對數(shù)由最初的2對增加到目前36對，年運(yùn)量由最初5000萬噸突破為目前3.05億噸，為確保年運(yùn)輸任務(wù)順利完成，那么對列車安全正點到達(dá)，尤其乘務(wù)員平穩(wěn)操縱提出了更高的要求。在此背景下，為更加優(yōu)化乘務(wù)員操縱，提高司乘人員操縱水平，保障列車運(yùn)行安全，朔黃鐵路公司特研發(fā)了一套列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)系統(tǒng)，實現(xiàn)科技助安。

關(guān)鍵詞：朔黃鐵路;兩萬噸;平穩(wěn)操縱;科技助安;平穩(wěn)操縱指導(dǎo)系統(tǒng);運(yùn)行安全

簡介：

朔黃鐵路公司隸屬國家能源集團(tuán)二級子公司，朔黃鐵路正線總長近600公里，設(shè)計為國家I級干線、雙線電氣化鐵路重載路基，年運(yùn)輸能力為近期3.5億噸（2013），遠(yuǎn)期4.5億噸。1997年11月25日正式開工，2002年11月1日全線建成，總投資150億元，是我國目前投資與建設(shè)規(guī)模最大的一條合資鐵路，也是我國西煤東運(yùn)第二大通道和神華集團(tuán)礦、路、港、電、航、油一體化工程的重要組成部分，在全國路網(wǎng)中占有重要地位。特別是對加快沿線地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保證華東、東南沿海地區(qū)能源供應(yīng)、擴(kuò)大我國煤炭出口能力具有極其重要的戰(zhàn)略意義。

1.引言

隨著朔黃鐵路運(yùn)量的快速增長，列車運(yùn)行密度趨于飽和，開行兩萬噸重載列車是大幅提高朔黃鐵路運(yùn)能的有效途徑。由于兩萬噸列車總重和輛數(shù)的增加，列車縱向力成倍增大，易造成列車斷鉤分離、鉤緩裝置失效等問題的發(fā)生，也給司機(jī)操縱帶來了更為嚴(yán)峻的考驗。實踐證明，兩萬噸列車在相同的線路條件下，因緩解和制動地點的變化，會導(dǎo)致完全不同的結(jié)果，所以提高兩萬噸重載列車操縱技術(shù)是保障列車運(yùn)行安全的有效手段，也是一項十分重要的研究課題。因此，研究出一套安全、平穩(wěn)、可靠的模式化平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)就顯得尤為重要，值得廣大機(jī)務(wù)工作者不斷的探索和完善。

列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)旨在優(yōu)化重載列車平穩(wěn)操縱辦法，為提高兩萬噸乘務(wù)員操縱水平提供有利的技術(shù)平臺。機(jī)車操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)采用開放式結(jié)構(gòu)和模塊化管理的設(shè)計理念，根據(jù)各線路運(yùn)行條件及運(yùn)輸組織模式，以及有關(guān)列車操縱規(guī)章及實驗數(shù)據(jù)、結(jié)合現(xiàn)場總結(jié)的實際操縱經(jīng)驗，進(jìn)行歸納、整理、總結(jié)，經(jīng)過檢驗優(yōu)化、量化，為計算機(jī)可識別的平穩(wěn)操縱提供評價標(biāo)準(zhǔn)。

2.列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)

列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)主要包括：車載指導(dǎo)系統(tǒng)、地面評價分析系統(tǒng)。這兩部分內(nèi)容實現(xiàn)了對列車平穩(wěn)操縱的指導(dǎo)、評價、考核及標(biāo)準(zhǔn)檢驗，框圖如圖 1.1.1。

2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

（1）車載指導(dǎo)系統(tǒng)由車載主機(jī)和顯示終端（模式化平板）兩部分組成，通過車載主機(jī)實時采集、存儲、無線轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)車司機(jī)操縱數(shù)據(jù)，采用顯示終端或 U 盤進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。顯示終端通過無線技術(shù)實時顯示實際操縱和建議操縱對比曲線;并對安全關(guān)鍵操縱點進(jìn)行語音提示;對違規(guī)操縱進(jìn)行報警;回放、檢索歷史數(shù)據(jù)的違規(guī)情況;增加了區(qū)間運(yùn)行時分、關(guān)鍵地段注意運(yùn)行語音提示以及充、排風(fēng)的計時語音提示等功能，結(jié)構(gòu)框圖如圖 2.1.1。

（2）地面分析系統(tǒng)：首先把LKJ文件進(jìn)行解析，然后根據(jù)列車速度、制動管壓力、機(jī)車牽引力、再生力、線路公里標(biāo)等信號，與兩萬噸、萬噸平穩(wěn)操縱規(guī)則項點，進(jìn)行對比和分析，檢索出操縱違規(guī)項，實現(xiàn)了自動分析和評價，消除了人為分析的不確定性，提高了機(jī)務(wù)指導(dǎo)司機(jī)工作效率。

2.2系統(tǒng)總體功能

數(shù)據(jù)采集：實時采集機(jī)車運(yùn)行時間、車次、機(jī)車號、司機(jī)號、計長、輛數(shù)、機(jī)車運(yùn)行公里標(biāo)、機(jī)車工況、速度、限速值、信號機(jī)狀態(tài)等列車編組數(shù)據(jù)及牽引/再生制動力、列車管壓力、總風(fēng)壓力、制動缸壓力、主斷狀態(tài)等列車運(yùn)行數(shù)據(jù)的功能。

曲線顯示：通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)移動顯示終端實時顯示線路縱斷面，速 度、牽引/制動力和列車管壓力的建議操縱曲線和實際操縱運(yùn)行曲線。

操縱提示：將根據(jù)不同編組及線路條件、操縱試驗整理的操縱提示卡內(nèi)容，根據(jù)操縱地點，預(yù)存于車載主機(jī)中，當(dāng)列車運(yùn)行到提示點前方，移動顯示終端將提前彈出文字提示對話框，給乘務(wù)員操縱提供參考。

語音提示：包括關(guān)鍵點的語音提示（減壓、緩解地點提示等內(nèi)容）、充排風(fēng)計時提示、車機(jī)聯(lián)控地點提示、區(qū)間運(yùn)行時分提示。

數(shù)據(jù)更新及存儲：主機(jī)自動記錄全程運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過轉(zhuǎn)存設(shè)備，下載到地面分析系統(tǒng)中;通過地面分析軟件更新主機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)及線路數(shù)據(jù)信息。

評價打分：地面分析系統(tǒng)通過對乘務(wù)員每趟列車操縱情況，與監(jiān)控LKJ分析軟件進(jìn)行對比和分析，檢索出操縱違規(guī)項，并對應(yīng)進(jìn)行操縱打分，實現(xiàn)了自動分析和評價功能，消除了人為分析的不確定性，為指導(dǎo)司機(jī)更好對乘務(wù)員操縱指導(dǎo)、幫教、考核提供依據(jù)。

3.目前朔黃鐵路開行兩萬噸列車現(xiàn)狀

3.1朔黃鐵路公司機(jī)務(wù)專業(yè)組織構(gòu)架

朔黃鐵路公司機(jī)輛分公司按照“源于國鐵，優(yōu)于國鐵”的發(fā)展思路，推行“聯(lián)合運(yùn)輸”管理模式，與中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司朔黃鐵路肅寧分公司、中鐵三局運(yùn)輸工程分公司第二運(yùn)輸段、中鐵四局八分公司朔黃運(yùn)輸分處、中鐵十五局集團(tuán)第六工程有限公司朔黃鐵路運(yùn)輸處、中鐵十六局集團(tuán)鐵運(yùn)工程有限公司、北京京鐵運(yùn)輸有限公司、天津南環(huán)鐵路有限公司機(jī)務(wù)分公司、天津津鐵路華運(yùn)輸服務(wù)有限責(zé)任公司等八家單位聯(lián)合擔(dān)當(dāng)朔黃鐵路營業(yè)線牽引任務(wù)。

3.2朔黃鐵路兩萬噸開行時間及編組模式

朔黃鐵路公司于2016年3月9日正式開行兩萬噸重載列車，兩萬噸重載列車編組模式采用神華號交流機(jī)車+108輛C80型車輛+神華號交流機(jī)車+108輛C80型車輛+可控列尾，牽引動力為兩臺神華號大功率交流機(jī)車牽引216輛C80列車，牽引總重21600噸，載重17280噸，總長2662米。

3.3朔黃鐵路兩萬噸機(jī)車情況

目前共計配屬116臺交流機(jī)車，其中神華號（HXD1-8）配屬76臺、神華號（HXD1-12）9臺，和諧（HXD1-8）31臺，日均開行32對兩萬噸列車。

3.4朔黃鐵路兩萬噸列車人員情況

目前共計培養(yǎng)兩萬噸主控司機(jī)334名，其中朔黃自管150名，聯(lián)合運(yùn)輸單位184名;從控司機(jī)318名，其中朔黃自管254名，聯(lián)合運(yùn)輸單位64名。

4.兩萬噸列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)使用的必要性

4.1兩萬噸操縱要求及平穩(wěn)操縱重要性

由于朔黃鐵路線路條件極為復(fù)雜，線路坡度最大12‰、連續(xù)長大下坡道120km，彎道、曲線較多，最小曲線半徑為450m，且兩萬噸列車制動調(diào)速緩解后，從控機(jī)車車鉤所承受的拉鉤力、壓鉤力以及重向力、橫向力、垂向力都較大，因此為防止列車沖動帶來的行車安全隱患，朔黃鐵路公司對兩萬噸乘務(wù)員平穩(wěn)操縱具有非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?，對列車緩解的地點、充排風(fēng)時間、再生力的投入大小等都有非常嚴(yán)格的把控。例如兩萬噸重載列車再生力的使用標(biāo)準(zhǔn)，要求擔(dān)當(dāng)重車牽引任務(wù)時交流機(jī)車使用再生力最大不超過400KN、擔(dān)當(dāng)空車牽引任務(wù)時再生力最大不超過200KN、長大下坡道區(qū)段緩解空氣制動時，緩解前10S和緩解后50S再生力不允許盲目改變，需保持350KN（帶閘過分相除外）、調(diào)速過程中再生力最小不低于100KN，通過岔區(qū)再生力不能超過300KN、平原區(qū)段緩解空氣制動時再生力最大不超過400KN。此外還有減壓量、累計減壓量、充、排風(fēng)時間、周期制動、進(jìn)站停車等操縱標(biāo)準(zhǔn)，均要求司乘人員操縱時嚴(yán)格執(zhí)行，同時為確保兩萬噸列車運(yùn)行安全，朔黃公司進(jìn)一步對兩萬噸列車運(yùn)行中存在的行車安全隱患進(jìn)行了危險源辨識、風(fēng)險評估，共計辨識30條，并制定了預(yù)控標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)控措施，納入了《兩萬噸列車風(fēng)險預(yù)控管理手冊》例如：兩萬噸列車長大下坡道運(yùn)行中列車管充、排風(fēng)不足、兩萬噸監(jiān)控操縱不當(dāng)列車起非常、低速緩解等均為高度危險源，對列車安全運(yùn)行存在重大安全隱患，因此對司乘人員運(yùn)行中的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、平穩(wěn)操縱水平有了更高的要求。

4.2兩萬噸列車存在的安全行車隱患

4.2.1目前因乘務(wù)員操縱水平存在差異，還存在部分兩萬噸乘務(wù)員對制動力判斷、再生力大小調(diào)整、列車充、排風(fēng)時間、減壓量及追加減壓時機(jī)掌握不到位等各種原因頻繁造成列車停車緩風(fēng)，尤其新職人員操縱時，嚴(yán)重影響了運(yùn)輸效率，存在一定的運(yùn)行安全隱患。

4.2.2兩萬噸列車開行過程中由于乘務(wù)員操縱不當(dāng)，造成列車沖動較大，導(dǎo)致在過運(yùn)行過程中出現(xiàn)機(jī)車鉤緩裝置漏泥失效、渡板變形、車體錯位等情況，存在極大的列車安全隱患，嚴(yán)重影響列車運(yùn)行安全。

4.2.3采取措施：開行初期朔黃線運(yùn)用管理人員及司乘人員上下一心，列列進(jìn)行添乘、監(jiān)控文件分析，通過上百趟實踐摸索總結(jié)、監(jiān)控文件分析比對、選擇了最優(yōu)化的操縱方案，形成了目前8.20版兩萬噸模式化操縱提示卡，要求乘務(wù)員嚴(yán)格執(zhí)行8.20版模式化操縱提示卡操縱要求，嚴(yán)禁盲目進(jìn)行緩解、制動。例如8.20版操縱提示卡中寧武西至龍宮區(qū)段操縱要求：?主車過分相需保持100kN再生力，過分相后逐漸增大再生力，最高不超過200kN，待從車過完分相后調(diào)節(jié)再生力至目標(biāo)值控速;?減壓空氣制動前緩慢增大再生力至400kN，充分壓縮車鉤，運(yùn)行至20-20.500km處，速度65km/h，減壓50kPa，緩解前30秒將再生力降至300kN，速度36-40km/h緩解;?運(yùn)行至26km處，速度不超68km/h，減壓50kPa，31.500km處再生力300kN速度35km/h緩解，運(yùn)行至34.500km處，速度64km/h減壓50kPa，排完風(fēng)后速度有下降趨勢時，緩慢降低再生制動力，帶閘過分相。待從控機(jī)車過分相后正常投入，60km/h以下緩解，主控機(jī)車再生力300kN緩解列車，緩解列車再生力保持50秒不變。

4.3平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)使用的必要性

4.3.1兩萬噸列車開行后，2016年8月朔黃公司結(jié)合優(yōu)化后的8.20操縱提示卡，研制了兩萬噸平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)及地面平穩(wěn)操縱分析系統(tǒng)軟件，目前每臺機(jī)車上安裝2套平穩(wěn)操縱模板，它是通過無線網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)移動顯示終端實時顯示線路縱斷面，速度、牽引/制動力和列車管壓力的建議操縱曲線和實際操縱運(yùn)行曲線，供乘務(wù)員運(yùn)行中操縱參考以及指導(dǎo)司機(jī)分析監(jiān)控文件參考，為提升乘務(wù)員操縱水平起到了很好的效果。

4.3.2平穩(wěn)操縱系統(tǒng)使用后的效果

1. 為提升兩萬噸乘務(wù)員操縱水平提供了有利的技術(shù)支持，尤其新職人員初期擔(dān)當(dāng)兩萬噸牽引任務(wù)對兩萬噸操縱提示卡不熟悉，通過平操模板監(jiān)控曲線與實時操縱進(jìn)行對比操縱，起到了很好的現(xiàn)場指導(dǎo)、評價作用，優(yōu)化了乘務(wù)員平穩(wěn)操縱，大大減少了因操縱原因造成的列車停車緩風(fēng)件數(shù)，提高了列車運(yùn)行效率。

通過2017年較2016年各區(qū)段停車緩風(fēng)件數(shù)進(jìn)行比較：寧武西-龍宮區(qū)間停緩件數(shù)減少33件、龍宮-北大牛區(qū)間減少59件、北大牛-原平南區(qū)間減少48件、南灣-滴流蹬區(qū)間減少26件、滴流蹬-猴刎區(qū)間減少16件。

1. 減輕了乘務(wù)員工作壓力。列車充、排風(fēng)倒計時顯示、制動距離自動計算、臨時限速、過分相等關(guān)鍵地段語音提醒功能，消除了司機(jī)人為記錄充、排風(fēng)時間、機(jī)班互控不到位現(xiàn)象。減少了乘務(wù)員因再生力調(diào)整不當(dāng)、充、排風(fēng)時間掌握不準(zhǔn)、減壓量、追加減壓時機(jī)掌握不到位等原因造成的列車沖動，導(dǎo)致鉤緩失效、車鉤渡板變形、車體錯位等行車安全隱患。

通過2017年較2016年安全隱患數(shù)據(jù)對比，操縱原因造成的鉤緩失效件數(shù)由15件減少為9件，車鉤渡板變形件數(shù)由8件減少為3件，車體錯位件數(shù)由6件減少為4件，所以使用平穩(wěn)操縱指導(dǎo)系統(tǒng)后大大提高了兩萬噸列車操縱水平，暢通了區(qū)間，減少了行車安全隱患，保障了運(yùn)輸安全。

1. 進(jìn)一步提升了乘務(wù)員操縱水平、增強(qiáng)了乘務(wù)員駕駛兩萬噸列車信心，縮短了乘務(wù)員學(xué)習(xí)兩萬噸操縱周期，加快了新人培養(yǎng)進(jìn)度，實現(xiàn)了員工自我發(fā)現(xiàn)、自我改進(jìn)和自我提升。
2. 地面平穩(wěn)操縱分析軟件是對乘務(wù)員每趟操縱進(jìn)行實時評價打分。通過篩選乘務(wù)員操縱中各項違章違紀(jì)，不僅提升了指導(dǎo)司機(jī)工作效率，而且監(jiān)控文件分析更加及時、準(zhǔn)確。指導(dǎo)司機(jī)通過地面平穩(wěn)操縱分析軟件篩選出的各項違章操縱結(jié)合監(jiān)控文件進(jìn)行分析比對，能準(zhǔn)確掌握組內(nèi)每一位乘務(wù)員操縱情況，便于對乘務(wù)員進(jìn)行操縱指導(dǎo)、幫教，同時提升了乘務(wù)員操縱水平。

5.平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)使用后存在的問題

（1）平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)移動終端顯示界面不夠完美，0km/h速度線在列車上部。

（2）地面分析評價系統(tǒng)兩萬噸列車非緩解區(qū)段緩解列車，停車緩風(fēng)時，顯示緩解公里數(shù)不在規(guī)定的范圍內(nèi)，需增加速度大于0km/h條件。

（3）兩萬噸列車緩解后再生力保持不足50秒。停車緩風(fēng)以后，在速度較低的情況下，由于機(jī)車再生力特性限制，無法實現(xiàn)50秒之內(nèi)再生保持不變，需增加速度大于0km/h條件。

（4）兩萬噸列車緩解時再生力偏低。停車緩風(fēng)后，由于機(jī)車再生力特性限制，無法達(dá)到300kN以上。需增加速度大于0km/h條件。

（5）地面分析評價系統(tǒng)中，兩萬噸、單牽萬噸列車機(jī)車號檢索功能混合在一起，沒有區(qū)分開。

（6）平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)平板電腦語音提示聲音較小。

6.平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)今后改進(jìn)方向

1.針對平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)平板電腦語音提示聲音較小，計劃對車載主機(jī)程序進(jìn)行全面升級，升級后車載主機(jī)內(nèi)加裝小喇叭，解決平板語音提示電腦聲音較小問題。

2.完善地面分析評價系統(tǒng)解鎖、評價等功能，解決以上第二到第五條存在的問題。

3.增加地面分析評價系統(tǒng)朔黃線下行空車、上行組合萬噸、上行普列平穩(wěn)操縱檢索標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)對朔黃線管內(nèi)各種編組列車平穩(wěn)操縱項點檢索全覆蓋。

4.進(jìn)一步開發(fā)平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)移動終端功能，使其具備乘務(wù)通所有功能，并在乘務(wù)通的基礎(chǔ)上增加管理工具，如指導(dǎo)司機(jī)添乘查詢、乘務(wù)員標(biāo)準(zhǔn)化驗收覆蓋情況，以及乘務(wù)員所在位置的實時查詢等。

5.機(jī)務(wù)運(yùn)用部門加強(qiáng)乘務(wù)員平穩(wěn)操縱系統(tǒng)的使用，管理人員集思廣益完善平操系統(tǒng)的各項使用功能，增加平穩(wěn)操縱分析系統(tǒng)分析評價功能項點，確保能更好的利用科技保安設(shè)備，保證列車運(yùn)行安全。

7.結(jié)束語

朔黃線2019年計劃完成3.15億噸運(yùn)量，是一個非常艱巨的任務(wù)。這就要求全體乘務(wù)員不斷提升自身操縱水平，運(yùn)行中精心操縱，減少操縱不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻耐＼?，保證列車按圖定時分運(yùn)行，確保全年運(yùn)輸任務(wù)順利完成，而平穩(wěn)操縱指導(dǎo)系統(tǒng)，在兩萬噸運(yùn)行中扮演著重要的角色，今后朔黃公司從管理、人員、設(shè)備等方面采取多種措施著力加快提升兩萬噸乘務(wù)員操縱水平，繼續(xù)完善、挖掘平穩(wěn)操縱指導(dǎo)系統(tǒng)各項功能，為保障安全生產(chǎn)、適應(yīng)運(yùn)輸發(fā)展變化打下堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]朔黃鐵路列車平穩(wěn)操縱指導(dǎo)評價系統(tǒng)車載系統(tǒng)指導(dǎo)書

[2]朔黃鐵路公司兩萬噸神八1+1編組216輛列車操縱辦法（8.20版）

（作者單位：朔黃鐵路機(jī)輛分公司運(yùn)輸生產(chǎn)部）