軌道車止輪器防漏安設(shè)、漏撤除裝置的研究與應(yīng)用

秦彥斌

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司，山西 忻州 034100）

在軌道車等自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)用過(guò)程中，按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，動(dòng)車前需撤除止輪器，防止“壓鞋開(kāi)車”；停車后應(yīng)安設(shè)止輪器防溜，防止車輛溜動(dòng)。撤除和安設(shè)止輪器均由軌道車司機(jī)完成并雙人確認(rèn)，完全依賴司機(jī)、副司機(jī)的工作責(zé)任心，容易由于司機(jī)的非標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)或工作失誤，造成未撤除止輪器“壓鞋開(kāi)車”或不安設(shè)止輪器而失控，導(dǎo)致軌道車顛覆、脫線或溜逸，存在較大安全隱患。

1 軌道車止輪器防漏安設(shè)、漏撤除裝置的研究和應(yīng)用

為解決即使在人為失控的狀態(tài)下，仍能夠有效避免未撤除止輪器“壓鞋開(kāi)車”或不安設(shè)止輪器失控的安全隱患，通過(guò)對(duì)軌道車電路和制動(dòng)系統(tǒng)的研究，經(jīng)充分研究和反復(fù)試驗(yàn)，朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司于2011年自主開(kāi)發(fā)完成了“軌道車止輪器防漏安設(shè)、漏撤除裝置”，投入應(yīng)用后取得了較好的效果，并于2013年獲得國(guó)家實(shí)用新型專利（一種用于防止漏安設(shè)或漏撤除止輪器的裝置，專利號(hào)：ZL 2012 20379873.4）。該裝置主要由信息識(shí)別系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)和裝置構(gòu)架箱等部分組成（以下簡(jiǎn)稱裝置）。

1.1 裝置設(shè)計(jì)思路

（1）該裝置以市場(chǎng)占有率較高的金鷹重型工程機(jī)械有限公司生產(chǎn)的GC270軌道車為應(yīng)用對(duì)象。原車電路中，SA轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)5#端子通過(guò)轉(zhuǎn)換A/B端，分別向A或B端所有控制電路、用電設(shè)備供電；4#端子通過(guò)A4#或B4#端子分別向轉(zhuǎn)換運(yùn)行方向的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1.11或SA2.11供電，以控制前進(jìn)、后退動(dòng)作的轉(zhuǎn)換。（2）在軌道車動(dòng)車前，司機(jī)需啟動(dòng)車輛，使總風(fēng)缸、列車管風(fēng)壓達(dá)到規(guī)定值后，操作換向開(kāi)關(guān)，通過(guò)電、氣控制裝置，轉(zhuǎn)換前進(jìn)或后退方向，再將變速箱掛入正確檔位，方可操作車輛移動(dòng)。為防止動(dòng)車前漏撤除止輪器而發(fā)生“壓鞋開(kāi)車”，控制軌道車不能移動(dòng)、開(kāi)車，可設(shè)計(jì)連鎖電路，采用斷開(kāi)換向開(kāi)關(guān)電源的方法，使電、氣控制裝置斷電，不能轉(zhuǎn)換前進(jìn)或后退方向，即使變速箱掛入正確檔位，也無(wú)法操控車輛移動(dòng)，同時(shí)要設(shè)有提醒裝置提示司機(jī)“未撤除止輪器”，達(dá)到控制車輛移動(dòng)、防止“壓鞋開(kāi)車”的目的。（3）在軌道車收車后，司機(jī)采取制動(dòng)停車后，將變速箱置空檔位，換向開(kāi)關(guān)置中立位，再關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，切斷車輛總電源，最后將止輪器安設(shè)在車輪下，方可離車。為防止收車后漏安設(shè)止輪器而發(fā)生車輛失控溜逸，要設(shè)有提醒裝置以提示司機(jī)“未安設(shè)止輪器”，如設(shè)定的正常收車操作完成時(shí)間內(nèi)，仍未安設(shè)止輪器時(shí)，可通過(guò)增加制動(dòng)缸壓力，以延長(zhǎng)制動(dòng)緩解時(shí)間。

1.2 裝置組成及原理

（1）裝置構(gòu)架箱根據(jù)止輪器的規(guī)格尺寸，采用鋼制型材焊接而成，在車內(nèi)適當(dāng)位置固定。（2）裝置構(gòu)架箱根據(jù)工作需要，安設(shè)2只或4只止輪器；根據(jù)安裝位置的尺寸，定制為止輪器1×2橫向排列、1×4橫向排列或2×2矩陣排列，僅需改變構(gòu)架箱內(nèi)外部規(guī)格尺寸。（3）在裝置內(nèi)適當(dāng)位置，安裝行程開(kāi)關(guān)，通過(guò)止輪器觸壓行程開(kāi)關(guān)閉合或斷開(kāi)電路，來(lái)識(shí)別止輪器的存取情況，從而判定是否安設(shè)或撤除止輪器。（4）裝置構(gòu)架箱內(nèi)部安裝電磁繼電器，與軌道車的電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)連接，通過(guò)此轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的得電或斷電，控制該電磁繼電器開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉，識(shí)別車輛的啟車或收車的信息，從而完成該裝置防漏安設(shè)和防漏撤除兩個(gè)功能控制回路之間的切換。（5）兩個(gè)功能控制回路中，均設(shè)有帶燈蜂鳴器，在功能啟動(dòng)后，向司機(jī)發(fā)出相應(yīng)聲光報(bào)警，提示當(dāng)前止輪器的狀態(tài)。（6）在防止漏撤除止輪器的電氣控制回路中設(shè)電磁繼電器，開(kāi)關(guān)連接在原車換向開(kāi)關(guān)控制回路中，通過(guò)開(kāi)關(guān)的開(kāi)閉，控制換向開(kāi)關(guān)得電或斷電，從而控制換向。（7）在防止漏安設(shè)止輪器的電氣控制回路中設(shè)有時(shí)間繼電器、電控閥，電控閥與原車列車管連接，通過(guò)電控閥的開(kāi)閉，控制列車管排風(fēng)或阻斷。（8）裝置電源從車載24V蓄電池直接取電，即使切斷軌道車總電源后，仍保持防漏安設(shè)控制功能；在正常狀態(tài)下，裝置的主要電路均切斷，僅保留電源指示燈，功耗較??；當(dāng)軌道車長(zhǎng)時(shí)間不使用時(shí)，需關(guān)閉該裝置電源。（9）電源開(kāi)關(guān)采用自鎖式帶燈開(kāi)關(guān)，操作方便，開(kāi)關(guān)外部加裝防護(hù)蓋并施封。在按下電源開(kāi)關(guān)裝置啟用后，將防護(hù)蓋加封，防止司機(jī)擅自關(guān)閉裝置；但裝置發(fā)生故障時(shí)，司機(jī)可對(duì)防護(hù)蓋破封，關(guān)閉該裝置電源，不影響軌道車正常使用。對(duì)電源開(kāi)關(guān)的施封、破封管理辦法應(yīng)納入使用單位的相關(guān)管理制度或辦法中。（10）裝置構(gòu)架箱前部面板上安裝各指示燈、按鈕等，全部采用嵌入式安裝，且安裝位置應(yīng)相對(duì)凹入前部面板，防止機(jī)械刮碰造成損壞，其他電氣元件及連接線封裝于箱內(nèi)。（11）指示燈、按鈕等裝置的安裝面板也可分裝至軌道車兩端操縱臺(tái)上，便于司機(jī)查看狀態(tài)，其聯(lián)接方式采用并聯(lián)接線法，但加長(zhǎng)連接線會(huì)增加電氣件及相應(yīng)功耗，安裝施工工藝較復(fù)雜。（12）防漏撤除控制回路中，止輪器存取識(shí)別開(kāi)關(guān)之間采用并聯(lián)接線法，以保證所有配備的止輪器全部放入該裝置內(nèi)方可解除對(duì)防漏撤除功能的控制；防漏安設(shè)控制回路中采用串聯(lián)接線法，以保證至少有一只配用的止輪器取出、安設(shè)。

1.3 裝置功能實(shí)現(xiàn)

該裝置在實(shí)際應(yīng)用中，分別有正常行車、防漏撤除、防漏安設(shè)和裝置故障4種工作狀態(tài)，參照裝置電路原理圖進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)發(fā)生漏安設(shè)或漏撤除止輪器隱患，裝置接通或斷開(kāi)防漏安設(shè)或防漏撤除兩個(gè)控制回路的電路時(shí)，對(duì)司機(jī)進(jìn)行聲光提示，并控制軌道車的移動(dòng)；如按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，能夠在正確的時(shí)機(jī)存取止輪器，兩個(gè)控制回路則均為斷開(kāi)狀態(tài)，不會(huì)對(duì)軌道車的移動(dòng)進(jìn)行控制，不影響軌道車的正常操控。（1）正常行車狀態(tài)。司機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，在動(dòng)車前撤除止輪器，并放入裝置箱內(nèi)，在收車斷電后取出并安設(shè)好止輪器，裝置中的防漏撤除、防漏安設(shè)功能的兩個(gè)控制回路均為斷開(kāi)狀態(tài)，不影響軌道車正常運(yùn)用。（2）防漏撤除狀態(tài)。當(dāng)軌道車啟動(dòng)后，繼電器K1得電，使K1.1開(kāi)關(guān)斷開(kāi)、K1.2開(kāi)關(guān)閉合，如司機(jī)未按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序撤除止輪器1并放入裝置箱內(nèi)，行程開(kāi)關(guān)SQ1.1斷開(kāi)、SQ1.2閉合，同時(shí)點(diǎn)亮HL1狀態(tài)指示燈，防漏撤除止輪器功能啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)防漏撤除帶燈蜂鳴器HZ1則閃光、蜂鳴報(bào)警，提示司機(jī)止輪器1未撤除，同時(shí)K2繼電器得電，斷開(kāi)軌道車5#線與4#線端子間連接的換向控制回路，使軌道車不能換向、移動(dòng)；撤除止輪器1并放入裝置箱后，軌道車則恢復(fù)正常操作。（3）防漏安設(shè)狀態(tài)。當(dāng)軌道車收車斷電后，繼電器K1斷電，使K1.1開(kāi)關(guān)閉合、K1.2開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，如司機(jī)未按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序取出并安設(shè)止輪器1，行程開(kāi)關(guān)SQ1.1閉合、SQ1.2斷開(kāi)，HL1狀態(tài)指示燈熄滅，防漏安設(shè)止輪器功能啟動(dòng)，對(duì)應(yīng)防漏撤除帶燈蜂鳴器HZ2則閃光、蜂鳴報(bào)警，提示司機(jī)止輪器1未取出安設(shè)。同時(shí)時(shí)間繼電器KT得電，在設(shè)定的2min收車工作時(shí)間內(nèi)，如仍未取出安設(shè)止輪器，電控閥DK得電打開(kāi)，使列車管與大氣連通，瞬時(shí)排空列車管風(fēng)壓，從而通過(guò)軌道車制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生非常制動(dòng)作用。時(shí)間繼電器KT的延遲時(shí)間需根據(jù)實(shí)際工作需要設(shè)定，以避免在剛收車斷電，沒(méi)來(lái)得及安設(shè)止輪器防溜的情況下即產(chǎn)生非常制動(dòng)；在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)取出安設(shè)好止輪器，軌道車則恢復(fù)正常。（4）裝置故障狀態(tài)。司機(jī)按照標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)程序，在正確的時(shí)機(jī)撤除或安設(shè)妥當(dāng)止輪器，但裝置的防漏撤除、漏安設(shè)功能仍在啟動(dòng)、控制時(shí)，可初步判定裝置故障，司機(jī)可解封、關(guān)閉裝置電源，取消控制功能，不影響軌道車正常運(yùn)用，可在收車后對(duì)其進(jìn)行檢查處理。

2 裝置應(yīng)用效果及改進(jìn)措施

該裝置全部采用通用電氣件配置組裝、有線控制，減少故障點(diǎn)，便于日常維護(hù)維修；止輪器集中存取管理，使用方便、美觀整潔。在日常應(yīng)用中不需人為對(duì)其進(jìn)行操作，在正常標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)時(shí)該裝置不控制軌道車移動(dòng)功能，只有裝置發(fā)現(xiàn)漏安設(shè)、漏撤除信息后，才自動(dòng)完成報(bào)警提示、控制軌道車等功能，當(dāng)完成止輪器的安設(shè)或撤除后，即恢復(fù)軌道車的正常運(yùn)用；當(dāng)該裝置故障而影響到正常行車時(shí)，可通過(guò)簡(jiǎn)單的一鍵操作，即能夠迅速解除該裝置對(duì)軌道車的控制，不會(huì)影響軌道車的正常運(yùn)用和各部位動(dòng)作。該裝置可適用于各型電控?fù)Q向的重型軌道車、接觸網(wǎng)作業(yè)車、起重軌道車等自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，不需變更電氣控制邏輯關(guān)系，僅根據(jù)車型的不同，對(duì)控制車輛動(dòng)作功能進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整即可。裝置在試應(yīng)用后，發(fā)現(xiàn)仍有部分功能可進(jìn)一步改進(jìn)和完善，正在進(jìn)行第二代裝置設(shè)計(jì)：（1）在防漏安設(shè)功能啟動(dòng)后，僅排空列車管使軌道車制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生非常制動(dòng)，仍不夠完善，可在裝置內(nèi)配備SIM通信模塊，安裝SIM卡后，如在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)，仍未安設(shè)止輪器防溜，以發(fā)送短信和撥打電話的方式，向相關(guān)人員予以提醒，直至最終完成安設(shè)止輪器防溜的工作。（2）可采用單片機(jī)技術(shù)制作集成電路板，整合SIM卡模塊、真人語(yǔ)音提示、存儲(chǔ)工作記錄等功能，為止輪器的管理及發(fā)生問(wèn)題的分析提供數(shù)據(jù)依據(jù)。（3）目前該裝置不能區(qū)分單車還是編組，因此在超過(guò)3輛（含）軌道車編組時(shí)，不需安設(shè)、撤除止輪器防溜的軌道車，也要完成這些作業(yè)，因此可增加識(shí)別單車和編組的功能，更適用于多軌道車編組作業(yè)。（4）該裝置不適用于手動(dòng)控制換向的自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備。

3 結(jié)束語(yǔ)

該裝置為軌道車的安全運(yùn)用提供了有效保障。隨著車型的變化、設(shè)備技術(shù)的改進(jìn)、管理要求的變革，仍需不斷改進(jìn)完善。但確保撤除、安設(shè)止輪器防溜工作的安全可控，消滅安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)不變。