鐵路闊大貨物裝載中貨物重心位置分析與改進(jìn)探討

龐婷婷 梁偉偉

摘 要：鐵路在進(jìn)行闊大貨物運(yùn)輸時物體總重心位置是否合理直接影響到火車運(yùn)行的安全性，一般情況下貨物的總重心位置應(yīng)當(dāng)與車廂的橫向中心線重合，當(dāng)貨物重量小于車廂額定承載能力的50%時，允許貨物重心出現(xiàn)偏離，但偏離的數(shù)值也受到了多方面的約束。為了改進(jìn)闊大貨物運(yùn)輸?shù)闹匦奈恢?，采用BP算法計算貨物的最優(yōu)重心位置，從而提高貨物放置的合理性。

關(guān)鍵詞：鐵路;闊大貨物;重心位置

一、緒論

鐵路運(yùn)輸是我國運(yùn)輸體系中非常重要的一個分支，在進(jìn)行鐵路運(yùn)輸貨物時，經(jīng)常會出現(xiàn)超大、超重的貨物，給實(shí)際運(yùn)輸過程中造成了非常大的困擾，需要聯(lián)合多個部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，保證貨物裝載和運(yùn)輸過程萬無一失。特別是在裝載與運(yùn)輸多件闊大物件時，就牽涉到對多件貨物進(jìn)行排列，合理的排列方式不僅能夠在有限的空間內(nèi)放置更多的貨物，同時對于鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩砸灿兄匾挠绊?，甚至?xí)绊懙交疖囘\(yùn)輸過程的安全超限等級以及火車時速，因此對貨物進(jìn)行科學(xué)擺放非常重要。為此，本文研究了鐵路闊大貨物裝載與運(yùn)輸中重心位置的計算方法，并且提出了改進(jìn)的方法，通過對重心位置的優(yōu)化提高鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

二、鐵路闊大貨物裝載中重心位置分析

鐵路裝載與運(yùn)輸過程中，在放置多件闊大貨物時，火車的總重心位置是各個貨物重心位置的合集，貨物總重心位置的確定是通過橫向總重心與縱向總重心共同決定的，[1]如圖1～3所示。

上述公式中，各個字母代表的含義分別是：Li表示各個物件重心位置到車廂板前部的距離，單位為mm;Bi表示各個物件重心位置到車廂板側(cè)邊的距離，單位為mm;li表示各個物件重心所處面到車廂板中心銷的垂直距離，單位為mm。

在放置貨物時應(yīng)當(dāng)保證貨物的總重心位置在車廂的橫向中心線位置，從而保證車廂兩端重力平衡。[2]當(dāng)所有物品的總重量小于火車的額定承載能力，是運(yùn)行貨物裝載過程中出現(xiàn)橫向偏置的現(xiàn)象，但是必須要保證物品的總重量不得大于每節(jié)轉(zhuǎn)向架額定承載能力的50%，同時要保證車廂上物品橫向偏置的重量差小于10噸。[3]

三、重心位置優(yōu)化探討

在傳統(tǒng)的方式中通常是采用建立模型的方式確定物件貨物的總重心位置，但是在實(shí)際操作中約束條件較多，函數(shù)的求解方式也比較困難，在對單獨(dú)物件進(jìn)行計算時能夠得到最優(yōu)方案，然而無法將多個物件的計算公式結(jié)合到一起，難以得到最佳的組合方案，因此不具有實(shí)際的應(yīng)用價值。為了解決這一問題，本文提出了一種新思路，即求解模型的非劣解，計算出多個物體的共同合理位置。在進(jìn)行改進(jìn)算法時，主要通過遺傳BP算法解答。

BP算法是模仿信號在神經(jīng)元之間相互交流的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法，[4]在將BP算法應(yīng)用到鐵路闊大貨物裝載重心位置改進(jìn)中，主要的實(shí)施步驟主要分為了一下幾個環(huán)節(jié)：

四、結(jié)語

鐵路裝載與運(yùn)輸中多件闊大貨物重心位置的合理選擇對貨物裝載的數(shù)量、火車的極限速度以及安全等級等方面具有重要影響，改進(jìn)貨物重心位置的合理性有利于提高火車的安全性能，為此結(jié)合了BP遺傳算法對重心最優(yōu)位置進(jìn)行求解，提高貨物放置的規(guī)劃能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]尚苒.鐵路貨物裝載加固安全方案安全性綜合評價研究[J].甘肅科技縱橫，2018，47（03）：60-63.

[2]丁文贏，楊磊，陸松，殷濤.提高我國鐵路貨物裝載加固器材技術(shù)檢測質(zhì)量的對策[J].鐵道貨運(yùn)，2016，34（03）：43-46.

[3]蔣薈，劉春煌，王華偉，王志華.鐵路貨運(yùn)計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)[J].中國鐵道科學(xué)，2013，34（04）：137-144.

[4]陳奇，馬玉坤，王延明.ADAMS在鐵路貨物裝載加固縱向慣性力值計算中的應(yīng)用[J].鐵道貨運(yùn)，2007（12）：34-36.