摘要：大秦車務(wù)段主管的大秦線和遷曹線是西煤東運(yùn)現(xiàn)代化重載鐵路煤運(yùn)專線和重要通道，沿線車站日常停留車防溜問題一直是工作重點(diǎn)，由于停留車輛種類變多而雜，大多線路與調(diào)車房的距離較遠(yuǎn)，目前使用的鐵鞋由鑄鐵或者鋼板制作而成，每個(gè)重量高達(dá)7-8公司公斤，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作量大、強(qiáng)度高，且日常管理主要依靠人工盯控為主，不能時(shí)刻監(jiān)控鐵鞋的運(yùn)用狀態(tài)，且站場(chǎng)大多是開放性站場(chǎng)，周邊治安條件差，從而造成鐵鞋遺失或下道的嚴(yán)重后果。因此，如何使用新技術(shù)來處理防溜鐵鞋的管理和運(yùn)用問題一直是困擾鐵路戰(zhàn)線上工程技術(shù)人員的一項(xiàng)技術(shù)難題，本文主要針對(duì)大秦線鐵路防溜鐵鞋管理現(xiàn)狀，根據(jù)防溜作業(yè)安全管理的要求，建設(shè)了智能鐵鞋在線監(jiān)測(cè)及安全預(yù)警系統(tǒng)，加強(qiáng)防溜作業(yè)的監(jiān)控和在線監(jiān)測(cè)，提高車輛防溜作業(yè)安全性，減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提供在線監(jiān)測(cè)及預(yù)警功能，同時(shí)分析了智能鐵鞋管理系統(tǒng)的管理優(yōu)勢(shì)及在大秦線沿線車站使用推廣的可行性，以期通過該系統(tǒng)使車站到發(fā)線車輛防溜作業(yè)規(guī)范管理、相關(guān)防溜作業(yè)撤防、布防流程閉環(huán)管理等問題得到妥善解決。

關(guān)鍵詞：智能鐵鞋;在線監(jiān)測(cè);安全預(yù)警系統(tǒng);智能布防

1 引言

大秦線作為一條繁忙的重載鐵路專線，其防溜工作歷來受到集團(tuán)公司和車務(wù)段的重視，目前，鐵鞋的收集、放置、取出、回收、保管等工作流程都是由專人、人工完成的。但由于現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員缺乏，現(xiàn)場(chǎng)并沒有專職的鐵路防溜作業(yè)人員;此外管內(nèi)大多數(shù)貨運(yùn)車站也不是完全鎖閉，編組場(chǎng)調(diào)車人員進(jìn)行調(diào)車作業(yè)時(shí)，容易出現(xiàn)沒有足夠人員進(jìn)行鐵鞋管理，這些狀況極易造成鐵鞋被盜竊、漏撤、丟棄等安全隱患[1]，，為杜絕這類安全隱患，形成有序完善的鐵鞋管理模式，本文針對(duì)智能鐵鞋在線監(jiān)測(cè)及安全預(yù)警系統(tǒng)項(xiàng)目進(jìn)行了深入研究，為提高管內(nèi)各車站防溜作業(yè)效率，完善防溜相關(guān)設(shè)備的管理和鐵鞋運(yùn)用的安全性提供了重要的現(xiàn)實(shí)意義。

我國(guó)的智能化防溜鐵鞋從理論研究到實(shí)際應(yīng)用歷經(jīng)多年的摸索，通?？蓪I(yè)界所采用的鐵鞋分為以下三大類[2]：

2 新型智能鐵鞋的應(yīng)用研究

2.1 傳統(tǒng)鐵鞋再使用過程中存在的隱患

車務(wù)段關(guān)內(nèi)沿線車站目前主要采用的防溜鐵鞋是雙邊制動(dòng)的鐵鞋[3]。這種鐵鞋一般由底部和頭部?jī)刹糠纸M成，其中頭部又分為鞋頭、擋板兩個(gè)部分[4]。在使用過程中，當(dāng)車輪自然移動(dòng)到鐵鞋的底部上，鐵鞋的頭部就會(huì)將車輪牢牢卡住，使得鐵鞋和車輪一同在軌道上滑行，從而起到制動(dòng)作用[5]。這是因?yàn)楫?dāng)滾動(dòng)的車輪壓倒鐵鞋上以后，兩者便會(huì)一起沿軌道滑行，車輪與軌道之間的摩擦力將由滾動(dòng)摩擦變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦，摩擦力增大，從而阻止車輪前進(jìn)，起到制動(dòng)作用[6]。

然而傳統(tǒng)鐵鞋在實(shí)際使用時(shí)還存在諸多不足[7]。首先，傳統(tǒng)鐵鞋在使用時(shí)，操作人員需要在現(xiàn)場(chǎng)和休息室之間頻繁的跑動(dòng)，工作效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大[8]。其次，人工操作的主觀因素大，作業(yè)隨意性大，不同的施工人員操作時(shí)沒有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[9]。

同時(shí)，傳統(tǒng)鐵鞋還存在一定的安全隱患，主要表現(xiàn)為：

1.設(shè)置鐵鞋擺放不到位，或忘記撤除鐵鞋，易產(chǎn)生站場(chǎng)內(nèi)停留車輛溜逸或異常拉鞋、爬鞋等事故;

2.工作人員攜帶、設(shè)置、撤除、巡檢鐵鞋的勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，人員不足時(shí)或忙于調(diào)車工作時(shí)無暇兼顧巡視巡檢工作;

3.發(fā)車時(shí)鐵鞋是否己經(jīng)取出不能實(shí)時(shí)監(jiān)控;

4.開放性站場(chǎng)鐵鞋被盜無法監(jiān)控;

5.現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員是否按照規(guī)定要求將鐵鞋設(shè)置到位無法監(jiān)控;

6.車輛發(fā)車溜逸無法及時(shí)報(bào)警等。

傳統(tǒng)鐵鞋的領(lǐng)取、設(shè)置、撤除、巡檢、放置歸位，均由人工操作完成，車站值班員及管理人員如果不能及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，就無法判明鐵鞋是否處于規(guī)范的安全狀態(tài)，容易造成安全隱患。

2.2 新型智能鐵鞋的優(yōu)勢(shì)

1.設(shè)置鐵鞋擺放不到位，或忘記撤除鐵鞋，易產(chǎn)生站場(chǎng)內(nèi)停留車輛溜逸或異常拉鞋、爬鞋等事故;

2.降低攜帶設(shè)置、撤除、巡檢的勞動(dòng)強(qiáng)度，巡檢與遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控相結(jié)合。

3.解決安全防溜的問題。

4.可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)防溜鐵鞋擺放是否牢靠到位。

5.解決是否按照作業(yè)規(guī)定進(jìn)行撤防。

3 智能鐵鞋防溜系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.輕量化智能鐵鞋

傳動(dòng)笨重的鐵鞋，攜帶笨重，作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，鐵質(zhì)材料對(duì)于無線通信信號(hào)有屏蔽作用，通信性能受限。新型智能鐵鞋采用支持復(fù)合高分子材料智能鐵鞋，輕量化設(shè)計(jì)，攜帶輕便，大大減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，無線通信和監(jiān)測(cè)性能優(yōu)良。

2.智能布防、撤防

智能鐵鞋可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、智能識(shí)別、安全預(yù)警、全程追蹤、同步占線板等功能，做到智能化管理。

3.北斗/GPS高精度融合定位

鐵鞋定位采用的是GPS/BDS（即GPS定位技術(shù)與北斗定位技術(shù)的融合定位）雙定位模式，結(jié)構(gòu)小，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，能夠及時(shí)確定目前所處位置，實(shí)現(xiàn)定位追蹤功能，通過防溜系統(tǒng)終端的位置信息的顯示可以很容易看到此時(shí)鐵鞋的具體位置，通過鐵鞋的具體位置來判別鐵鞋是否在線路上進(jìn)行車輛的防溜。

4.防溜占線板同步揭示和聲光提醒

一是鐵鞋布防、撤防作業(yè)狀態(tài)自動(dòng)實(shí)時(shí)反映在電子占線板準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，不需要人工填寫，現(xiàn)場(chǎng)不再需要人工巡視，隨時(shí)反饋真實(shí)防溜狀態(tài)。二是支持防溜作業(yè)智能流程語(yǔ)音引導(dǎo)提示，支持防溜作業(yè)安全注意事項(xiàng)語(yǔ)音提示，支持防溜現(xiàn)場(chǎng)人員使用終端同步語(yǔ)音告警。

5.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)休眠節(jié)能模式

為了延長(zhǎng)智能鐵鞋的使用壽命（主要是受電池容量的影響），智能鐵鞋自身系統(tǒng)檢測(cè)到數(shù)據(jù)無變化時(shí)，則進(jìn)入休眠狀態(tài)，休眠時(shí)間由外部環(huán)境決定。開始時(shí)，鐵鞋每3s檢測(cè)一次，如果檢測(cè)到數(shù)據(jù)正常，則逐漸延長(zhǎng)休眠時(shí)間。假如中途有異常觸發(fā)，系統(tǒng)立刻喚醒，再重復(fù)每3s檢測(cè)一次，然后逐漸延長(zhǎng)休眠時(shí)間[11]。

3.1 在實(shí)際作業(yè)中的應(yīng)用

1.智能防溜系統(tǒng)管理終端用戶界面介紹：

2.智能鐵鞋實(shí)物

智能鐵鞋具備柜面密貼檢測(cè)、輪距檢測(cè)、移動(dòng)檢測(cè)、傾斜監(jiān)測(cè)及定位跟蹤功能。

3.防溜作業(yè)終端

防溜作業(yè)終端具備打開鐵鞋柜門、關(guān)閉鐵鞋柜門、布防、撤防、查詢、智能語(yǔ)音通知以及拍照錄像功能。

4.智能鐵鞋柜

智能鞋柜具備智能鐵鞋充電和遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，支持室內(nèi)安裝，也具備防水功能，支持室外作業(yè)區(qū)安裝部署。

5.防溜電子占線板

具備鐵鞋布防、撤防監(jiān)測(cè)和異常告警監(jiān)測(cè)功能，異常情況智能語(yǔ)音提醒。

4 結(jié)束語(yǔ)

本論文分析了管內(nèi)目前使用的傳統(tǒng)鐵鞋和普通智能鐵鞋的安全隱患，并針對(duì)該安全隱患提出普及使用新型智能鐵鞋的優(yōu)勢(shì)及分析了新型智能鐵鞋的使用原理，同時(shí)分析了在管內(nèi)普及使用智能鐵鞋在線監(jiān)測(cè)及安全預(yù)警系統(tǒng)的可行性分析，結(jié)果顯示新型智能鐵鞋相較于傳統(tǒng)鐵鞋具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和管理優(yōu)勢(shì)，具有在基層車站進(jìn)行普及使用的必要性和現(xiàn)實(shí)性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉鑫鵬，趙偉，牛有生，等.一種新型智能鐵鞋管理系統(tǒng)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用， 2017，28（4）：25-29.

[2]宋立志，張丹婷，董婷，等.基于無線通信的智能防溜鐵鞋系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].硅谷， 2010（14）：74-74.

[3]饒忠.列車制動(dòng)Z.北京中國(guó)鐵道出版化，2010.

[4]宋毅.防溜鐵鞋（止輪器）鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)解讀[J]內(nèi).鐵道技術(shù)監(jiān)督2010：5-6.

[5]李林貴.在站保留車輛防溜措施分析[J].中國(guó)鐵路，2015（06）：26-29

[6]熊樹林.鄒鳳起.鐵鞋制動(dòng)產(chǎn)生車輪踏面擦傷的危害及防止措施[J].減速頂與調(diào)速技術(shù)2007（3）：20-21.

[7]李林貴.關(guān)于防溜鐵鞋實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的探討[J].黑龍江科技信息.2013（35）：204-205.

[8]宋立志，張丹婷，董婷，等.基于無線通信的智能防溜鐵鞋系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].硅谷，2010（14）：74-75

[9]何孟竹.內(nèi)蒙鐵路長(zhǎng)大坡道防止車輛溜逸辦法的討論[J].鐵道工程學(xué)報(bào)，2001，17（2）：56-58.

[10]劉鑫鵬，趙偉，牛有生，等.一種新型智能鐵鞋管理系統(tǒng)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用， 2017，28（4）：25-29.

[11]范強(qiáng).車站智能防溜系統(tǒng)的構(gòu)建[J].鐵道通信信號(hào)，2020，56（04）：66-69.DOI：10.13879/j.issn1000-7458.2020-04.19420.

作者簡(jiǎn)介

作者姓名：趙建國(guó)，出生年月：1973年03月07日，籍貫：山西省大同市，身份證號(hào)：140202197303074055，職稱：工程師，研究方向：重載安全，單位：大秦鐵路股份有限公司大秦車務(wù)段。