貨車超偏載檢測裝置常見故障分析與處理

文義誠 上海鐵路局科研所

1997年以來通過對既有鐵路線的不斷技術改造，鐵路歷經了七次大提速，既有鐵路線的貨車運行速度已達到80 km/h以上。隨著速度的提高，運輸安全隱患也逐漸加大。鐵道部對貨車運行中的多次事故進行分析后，發(fā)現貨車的超載、偏載是引發(fā)貨車運行安全事故的主要因素。為此，在本世紀初誕生了第一代貨車超偏載檢測裝置，它具有在貨車運行過程中能自動檢測貨車的超載、偏載功能。經過科技工作者10多年的勤奮努力，貨車超偏載檢測裝置目前已經發(fā)展到第三代，其動態(tài)檢測速度已達到60 km/h，準確度等級可達到0.5，可進行遠程監(jiān)控和故障診斷，已廣泛用于鐵路各大編組站，從而對進出編組站的貨車進行全面檢測，有效防止了貨車的超載、偏載，確保鐵路的行車安全。一些大中型企業(yè)經歷了裝車質量偏差的教訓后，也陸續(xù)裝備了超偏載檢測裝置，從而在源頭上確保了貨車的裝車質量。

1 結構

鐵路超偏載檢測裝置是由專用特制軌枕、板式壓力傳感器、軸銷式剪力傳感器、傳感器接線箱、多路數據采集儀、工控計算機、稱重和網絡軟件、網橋（光纖收發(fā)器）和車號識別裝置以及防雷裝置構成。該裝置將每根專用特制軌枕用鋼板連接在一起，形成一個框架結構，直接放置在路基穩(wěn)定、無病害、排水良好、道渣干凈的普通碎石道床上，無需混凝土基礎；板式壓力傳感器安裝在規(guī)定尺寸的鋼軌下部專用特制軌枕上，軸銷式剪力傳感器安裝在規(guī)定尺寸的線路鋼軌腰部，與板式壓力傳感器組成復合測力結構；車號磁鋼安裝線路鋼軌底部，車號天線安裝在軌枕上。

鐵路超偏載檢測裝置是用于確保行車安全的檢測設備，它實現了動態(tài)稱重檢測，具有稱重準確、性能可靠、對行車干擾少、不稱量不影響線路原有通過能力、應用廣泛等優(yōu)點。由于不開挖基礎，工程量小、施工周期短、土建投資少，為場地狹窄和不能長期封鎖線路進行施工的用戶安裝該裝置提供了有利條件。

2 工作原理

鐵路超偏載檢測裝置工作原理是：當被檢測車輛通過該設備時，其車輛的輪重和軸重信息通過鋼軌傳遞到傳感器，由傳感器將輸出模擬電壓信號傳送給數據采集儀，數據采集儀把傳感器輸出的模擬電壓信號進行放大、濾波，并經過A/D轉換器轉換成數字信號，通過數據接口輸入工控計算機，配備車號自動識別系統(tǒng)，在稱量系統(tǒng)軟件的支持下，完成數據處理。能在列車快速運動中，準確測量四軸貨車的超載、左右偏載、前后偏重，各軸的載荷、偏載率和整車重心偏移量等信息，并可以識別列車車次、車型、車號、自重和允許載重。將所有數據通過光纜或電話線傳送到車站服務器。操作人員通過IE瀏覽器以網頁方式瀏覽過衡數據，以便監(jiān)控過衡列車的情況。

3 超偏載檢測裝置設備常見故障的判別及處理辦法

由于目前鐵路系統(tǒng)的超偏載檢測裝置已實現全部聯網，所以檢修人員可以通過查看鐵道部《貨運計量檢測監(jiān)控系統(tǒng)》網頁中的過衡信息，來判斷出具體是由那種故障導致的，并采取相應措施排除故障。

3.1 長時間無設備狀態(tài)更新

正常情況下每間隔一段時間，設備會自動上傳狀態(tài)文件，表示此時設備正處于正常工作狀態(tài)。當設備發(fā)生某些故障導致不能正常工作時，狀態(tài)文件就無法上傳，在監(jiān)控網頁上就可以發(fā)現該設備長時間無狀態(tài)更新。一般情況超過1 h即可視為故障。

當設備長時間無狀態(tài)文件上傳時，可按以下思路逐步排查原因，嘗試恢復上傳(見圖1)。

因為設備狀態(tài)的上傳只和前端設備、服務器設備、相關軟件以及網絡狀況有關，但其中任何一個部分出現故障都會導致長時間無狀態(tài)上傳，因此我們需要通過使用RemoteAdmin軟件進行遠程訪問，對設備的狀態(tài)進行檢查。

計算機設備要求能正常啟動，并進入正常工作狀態(tài)。具體修理方式與普通計算機類似。通訊設備則要求能相互同步、握手。如無法正常工作應及時更換，更換通訊設備后仍舊不能恢復，則多為信道故障，需聯系鐵通公司協(xié)同處理。

圖1 設備無狀態(tài)上傳故障排查流程圖

3.2 長時間無過衡數據

通過查看鐵道部《貨運計量.安全檢測.監(jiān)控系統(tǒng)》網頁設備狀態(tài)一欄，可以很容易地觀測到設備的最近過衡時間。為了便于發(fā)現故障，需對各臺設備的實際過衡間隔時間為依據，假定一個判別時間標準。當設備超過判別時間仍未有過衡數據，則可算作長時間無過衡數據，說明設備有可能出現故障。

在設備狀態(tài)上傳正常（即工控機正常工作，并且稱重程序、鐵科院上傳程序和廠家監(jiān)控程序均開啟工作）的情況下，若發(fā)生長時間無過衡數據的故障，則需要檢查設備設備的碼值跳動是否正常，可按以下思路逐步排查原因(見圖2)。

圖2 設備無過衡數據故障排查流程圖

對于碼值的檢查方法，以及遠程重啟的過程，可參照"長時間無設備狀態(tài)更新"中的處理方法來進行。

設備的稱重部分主要由：板式重力傳感器、軸銷式剪力傳感器、通道（傳感器接線盒、采集儀、接口卡）和工控機及稱重程序組成。設備處于正常狀態(tài)時，碼值的跳動變化量一般不會大于100。當碼值正常跳動時，過衡依然不出數據或者碼值不跳時，說明設備的稱重部分出現故障，通常是由傳感器和通道故障引起的，需要派人前往現場處理。

3.3 過衡數據異常

通過鐵道部《貨運計量.安全檢測.監(jiān)控系統(tǒng)》網頁，可以監(jiān)控每一次過衡數據。所謂異常的過衡數據，主要歸納為以下常見的幾類：全列左右偏載誤報警、車號異常（無車號、漏車號、重復車號）、軸距異常（造成超載、偏重誤報警）。當出現異常數據時，會影響正常的行車安全，因此要及時檢查和處理。

3.3.1 全列左右偏載誤報警

此類故障通常是由于板式重力傳感器故障或路基松動導致。可以通過觀察波形，判斷出具體是由那種故障導致，方法可參考前文中傳感器的檢查方法。若板式重力傳感器發(fā)生故障，就需要進行更換。路基松動，則必須聯系工務部門協(xié)助進行搗鼓作業(yè)。

3.3.2 車號異常（漏車號、無車號報文、空報文）

目前超偏載所用的車號系統(tǒng)，主要由深圳遠望谷公司和哈爾濱科研所提供，設備包括開機磁鋼、開/關門磁鋼、射頻天線、車號主機。兩個廠家的車號主機雖有區(qū)別但大同小異，都包括解碼板、磁鋼板、RF微波模塊、（哈科所：通訊板、鍵盤板）、（ 遠望谷：主機板、電子盤、內存）。

(1)漏車號

過衡數據有時會出現一列車中偶爾幾輛車無車號的現象，但記軸判輛是正確的。此現象多為車號主機中的RF微波模塊或射頻天線出現故障，導致對車號標簽的讀取能力下降，需要更換RF微波模塊。

(2)無車號報文（或重復前次車號）

這是出現頻率較高的車號類故障。原因是由于車號設備故障，列車過衡以后，超偏載設備無法正常接收到車號報文數據，從而無法與稱重數據正常合并出完整的報文。

通常是對于此類故障，我們只能采取現場搶修的處理方法，對各部件逐一檢查更換。

(3)空報文

產生空報文（判軸正常）時，可能是開機磁鋼、磁鋼板、RF微波模塊、射頻天線或解碼板發(fā)生故障引起，我們可以通過逐一更換配件來排除故障。

3.3.3 軸距異常（造成超載、偏重誤報警）

此類故障通常是由于軸銷式剪力傳感器故障或車號系統(tǒng)故障導致，經由查看鐵道部《貨運計量.安全檢測.監(jiān)控系統(tǒng)》網頁中的過衡信息，可以很容易地判斷出具體是由那種故障導致的。柱銷式剪力傳感器故障就需要更換，后者通常是由開關門磁鋼或磁鋼板故障引起，通過現場檢測確定后進行更換。

4 結束語

鐵路貨車超偏載檢測裝置是貨運安全設備中重要的組成部分，通過在設備日常維護工作中不斷的研究分析、歸納總結、探索實踐和積累經驗，能逐步提高對設備故障的判別能力及修復能力，提高我局鐵路超偏載檢測裝置的運用管理和檢修水平，確保鐵路貨物運輸的安全可靠。