旅客列車尾部安全防護裝置的應用

鐘海雄

（廣鐵安監辦駐廣州車輛段驗收室，助理工程師，廣東 廣州 510010）

目前，廣鐵集團管內旅客列車的車輛乘務員擔當了運轉車長職能，列車運行中，需隨時配合機車乘務員查詢列車尾部風壓值，這一工作性質相對比較固定。而車輛乘務員是需流動巡視作業，這與所要擔當的運轉車長職能存在矛盾，造成車輛乘務員大部分時間只能在列車尾部值乘，難以顧及車廂設備的巡檢作業和車輛設備的運行安全。為確保旅客列車運行安全，提高列車安全預警和防護能力，根據鐵道部頒布的《關于實施既有機車換裝CIR/LJB設備、加裝客車列尾裝置和安排檢修檢測配套設備工作的通知》（運裝基電〔2010〕3764號）文件要求，各個鐵路局陸續在旅客列車尾部車輛加裝了800 MHz旅客列車尾部安全防護裝置（KLW）。它的應用將對旅客列車推行取消運轉車長作業模式具有指導意義。

KLW裝置與機車車載通信設備（CIR）的列車防護預警功能單元（LBJ）將構成有機整體，具有列車尾部風壓檢測和數據上傳、輔助排風制動、風壓自動提示和供電電壓欠壓自動提示以及狀態信息和風壓數據存儲功能。KLW一旦投入應用，可以自動將列車尾部風壓不停地反饋到CIR的操作顯示終端（MMI）。機車乘務員直接通過MM I查詢列車尾部風壓，從而迅速準確地判斷列車制動主管是否貫通、風管風壓是否正常、列車是否完整，以便及時控制列車（無線遙控排風停車）并向后續列車預警，避免事故或二次事故的發生。因此，KLW是確保旅客列車運行安全的重要行車安全設備。該裝置由車輛部門負責使用維護，為此，讓車輛乘務員熟知該裝置的功能及構成，準確及時地判斷和處理運用中出現的故障，確保該裝置狀態良好投入運用十分重要。

1 裝置構成

在旅客列車尾部車輛設備箱內固定配備1臺KLW主機，安裝有列車管延長管、天饋線插座、+48V電源插座。整個裝置構成如圖1所示。

圖1 裝置構成圖

1.1 主機 KLW主機由控制單元、記錄單元、排風（制動）單元、列尾指示燈、風壓檢測單元、電源單元、信道機、天線、風管、電源電纜和掛接單元等組成。主機采用箱式結構，上蓋、下蓋和機殼采用鋁合金材料，下蓋和機殼焊接為一體，風管、電源電纜、維護和編程接口、天饋線插座、電源開關和提手位于主機上端面，數碼管位于主機正面，排風口和ID銘牌位于主機側面，掛接插槽位于主機背面，膠足位于主機底部。主機外部結構見圖2。

圖2 KLW主機示意圖

接口說明：

1）維護和編程接口的接插件采用15芯孔型插座，型號為D-Sub，插孔分為3排，每排5芯。引腳定義見表1。

表1 維護和編程接口引腳定義

2）電源接口的電源線采用了單相2級帶接地插頭（250 V，10 A），符合GB1002-2008《家用和類似用途單向插頭插座型式、基本參數和尺寸》的相關規定，長度為1 000 mm（從列尾裝置主機到插頭）。

3）主機接通電源后，數碼管顯示窗口顯示的代碼含義見表2。

表2 數碼管代碼含義

4）天饋線插座接口采用N-KKF型孔式插座，天線通過主機上的饋線插座連接。

5）主機上的風管通過快速接頭與列車主管連接，由螺母組件、襯芯、鋼套及橡膠軟管組成，采用鉚合結構。接頭、螺母組件及鋼套為不銹鋼材質，橡膠軟管由內層橡膠、1層鋼絲加強層及外層橡膠組成，風管技術參數符合TB/T3087-2003《機車車輛總風軟管連接器總成》的有關規定。

1.2 天饋線 在車頂適當位置（滿足距縱向中心線不大于550 mm，直徑1 m范圍內沒有高于天線的物體的要求）焊加天線安裝座，并按鐵標相關規定進行漏雨試驗，天線牢固地安裝在座上，其型號為TZ800。天線底部設有饋線插座，插座型號為N型孔式插座。

饋線一端與N-KKF型天饋線插座連接，另一端與天線可靠連接，并固定在天線座上。天饋線及插頭組裝成一體，其型號為KLW-RF-X（X代表饋線長度）。

1.3 延長管 在尾部車輛緊急制動管路中（列車主管的一部分）加裝延長管與主機風管連接，并在連接處加裝帶側排的球芯截斷塞門。當塞門手把與塞門體同向時，塞門處于關閉狀態；當塞門手把與塞門體垂直時，塞門處于開通狀態。球芯的排風口應在手把的反側，閥體的排風口應在手把開啟位的反側。所有的延長管都經過了水壓和風壓強度試驗。

1.4 直流電源 根據不同的車型車種，分別在綜合控制柜/照明控制柜/本車控制屏等處引DC48電源至主機安裝箱內插座接線端子，布線符合TB/T 1759-2003《鐵道客車配線布線規則》的規定。保證同時向列尾裝置和尾燈供電的前提條件下，在DC48V供電和AC380V供電的客車中，列尾裝置電源插座與側燈插座并聯；在DC600V供電的客車中，PLC綜合控制柜中增加了1塊DC110V/DC48V尾燈工作電源模塊，專供列尾裝置供電。

2 功能的實現

2.1 建立列尾連接關系 KLW開機后自動進入待機狀態（不主動發送任何信息）并顯示本機的KLWID，顯示格式為ID.XXXXXX。在機車CIR設備操作顯示終端上輸入KLW ID并按下確認鍵，LBJ向KLW發送包含機車號和KLW ID的輸號命令信息，KLW對輸號命令信息包含的KLW ID進行判斷，如與本機一致則存儲并顯示機車號，同時向LBJ發送包含機車號和KLW ID的輸號應答信息，雙方建立了連接關系，LBJ發出聲光提示。LBJ和KLW之間以KLW ID作為基礎進行“一對一”通信。已經建立列尾連接關系的KLW不再響應其它LBJ的輸號命令信息。

2.2 查詢風壓 機車乘務員按下風壓查詢按鍵，LBJ向KLW發送手動風壓查詢命令信息，KLW收到后對手動風壓查詢命令信息中包含的KLW ID和機車號進行判斷，如與本機一致則向LBJ返回風壓信息，LBJ發出聲光提示。KLW返回風壓信息后顯示當前風壓值，顯示格式為“1PXXX”，顯示8 s。

2.3 列尾風壓動態顯示 LBJ向KLW發送自動風壓查詢命令信息時，KLW對自動風壓查詢命令信息中包含的KLW ID和機車號進行判斷，如與本機一致則向LBJ返回風壓信息并顯示當前風壓值，顯示格式為“2PXXX”，顯示8 s。如果KLW連續5 m in未接收到LBJ發送的任何信息，自動進入待機狀態。KLW處于待機狀態時，如果接收到LBJ發送的風壓查詢命令信息、輔助排風制動信息或輸號命令信息，對信息中包含的KLW ID進行判斷，如與本機一致則向LBJ返回相應的應答信息，恢復為連接狀態。

2.4 輔助排風制動 機車乘務員按下排風按鍵，LBJ向KLW連續發送5幀排風制動信息，KLW收到后對排風制動信息中包含的KLW ID和機車號進行判斷，如與本機一致則進行輔助排風制動并返回應答信息，LBJ發出聲光提示。KLW返回應答信息后顯示開始排風前的風壓值，顯示格式為“3PXXX”，直至排風結束。排風結束后，KLW顯示每秒閃爍1次的當前風壓值，顯示格式為“FXXX”，顯示8 s。

KLW一次排風電磁閥開啟時間為30 s，輔助排風制動應觸發列車緊急制動。

2.5 風壓自動提示 當列車管風壓低于560 k Pa時，KLW每隔20 s自動向LBJ發送風壓自動提示信息，LBJ收到后發出聲光提示。KLW發送風壓自動提示信息后，顯示每秒閃爍1次的當前風壓值，顯示格式為“FXXX”，顯示8 s。按下MM I的確認鍵后，LBJ向KLW發送應答信息，KLW收到后停止發送風壓自動提示信息。

2.6 供電電壓欠壓提示 當供電電壓低于40 V時，KLW每隔20 s自動向LBJ發送供電電壓欠壓自動提示信息，LBJ收到后發出聲光提示。KLW發送供電電壓欠壓自動提示信息后，顯示每秒閃爍1次的供電電壓欠壓狀態，顯示格式為“-UL-”，顯示8 s。按下MM I的確認鍵，LBJ向KLW發送應答信息，KLW收到后停止發送供電電壓欠壓自動提示信息。

2.7 解除連接關系 在MM I輸入6個0并按下確認按鍵，LBJ向KLW發送消號命令信息，解除列尾連接關系并發出提示音。KLW收到后對消號命令信息包含的KLW ID和機車號進行判斷，如與本機一致則進入待機狀態，刪除存儲的機車號并顯示本機的KLW ID。

3 故障判斷與處理

旅客列車尾部安全防護裝置產權歸相關車輛段并配備KLW主機檢測臺，并實施管理職能。由車間車輛乘務員負責使用、保管、交接和日常維護。應用中常見故障判斷與處理準確與否直接關系到KLW的正常使用。

3.1 運用故障

3.1.1 KLW主機不能正常開機 KLW主機開機后，如果出現不顯示ID等情況，應檢查電源電纜。確保電源電纜和插頭外觀良好并可靠連接至列車尾部車輛DC48V電源插座。如果仍未能排除故障現象，應更換KLW主機。

3.1.2 連接KLW主機后出現風壓泄漏 列車發車前，連接KLW主機后如果出現風壓泄漏，應更換KLW主機以確定泄漏具體部位。

3.1.3 KLW主機顯示的風壓值不正確 列車發車前，如果KLW主機顯示的風壓值與實際值偏差過大時，首先應確認車輛折角塞門是否打開、制動軟管連接是否正確，如仍未排除故障，應更換KLW主機。

3.1.4 LBJ不能與KLW主機建立連接關系 列車發車前，如果KLW主機上電正常，而LBJ未能與KLW主機建立連接關系時，有可能是頻率干擾或機車乘務員輸入的KLW主機ID不正確導致。首先，車輛乘務員應檢查KLW主機外殼ID標志銘牌與數碼管顯示的ID是否一致，不一致時應以數碼管顯示的ID為準，通知機車乘務員重新輸號進行連接。如果LBJ多次輸號仍未能與KLW主機建立連接關系，車輛乘務員應更換KLW主機并重新進行連接。

3.1.5 客車列尾系統不能正常使用 在列車運行過程中，如果客車列尾系統出現故障無法正常使用時，機車乘務員應及時通知車輛乘務員按有關規定核對風壓，維持運行至前方機車換掛站后，由車輛乘務員更換KLW主機。

列車在隧道、路塹等不利于無線電波傳輸的區段運行時，如果客車列尾系統出現短時間的通信失效，屬于正常情況，無需處理。

3.2 電源故障 電源故障通常表現為上電不顯示ID，此時需打開KLW主機外殼，測量電源單元輸入電壓是否為DC48V，否則更換KLW主機電源電纜；故障仍未消除，可測量電源單元輸出電壓是否為DC7.5V，無輸出電壓時，需更換電源單元，直至故障消除。倘若是數碼管顯示不全，應檢查數碼管與主控板的連接線是否松動或損壞，需加以緊固必要時更換連接線。

3.3 傳感器和電磁閥故障 傳感器（位于風壓檢測單元中）故障表現為KLW主機顯示的風壓值始終為0，或與實際值偏差過大。電磁閥故障表現為接收到排風命令時報告排風，但無排風動作或排風量不達標。故障判斷和處理方法如下：

1）風壓值偏差過大時，應使用檢測臺校準KLW主機風壓。

2）風壓校準失敗時，檢查傳感器到主控板的連接線是否脫落或損壞。脫落時重新連接，損壞時更換連接線。

3）檢查傳感器是否損壞，損壞時更換傳感器。

4）接收到排風命令時，報告排風。如果有排風電流無排風動作或排風量不達標，可能是電磁閥堵塞，需更換電磁閥。堵塞的電磁閥退回廠家專業清洗。

5）接收到排風命令時，報告排風。無排風電流和排風動作，可能是電磁閥故障，需更換電磁閥。

3.4 風壓泄漏 遇到風壓泄漏情況時，檢查風管及延長管接頭處是否泄露，并加以緊固，必要時更換密封件。若故障現象仍未消除，說明電磁閥內部結構中的密封膠墊可能出現位置不當或失效，需打開電磁閥調整膠墊位置或更換膠墊。

3.5 結構故障 KLW主機操作不當或劇烈震動時，可能出現活動部件與連接件失效的情況。如機殼變形或斷裂、插頭插座松動、風管接頭泄漏等，可以對相應部件加以緊固或更換。

3.6 其他故障 KLW主機外殼ID標志與數碼管顯示的ID不一致時，使用機車號確認儀重新設置數碼管顯示的ID；若時鐘誤差過大時，使用KLW檢測臺或機車號確認儀校準KLW主機時鐘。

4 結束語

旅客列車尾部安全防護裝置，是集壓力傳感技術、計算機監控技術、移動數據通訊技術于一體的電子設備。它方便了機車乘務員實時查詢列車尾部風壓值并具有報警功能，一旦投入應用不僅解決了管內旅客列車車輛乘務員擔當運轉車長部分職能所帶來的矛盾，也為將來可能在跨局旅客列車實現無運轉車長運行模式提高安全保障。