大秦鐵路可控列尾裝置現(xiàn)場應(yīng)用故障分析

王巡洋

(太原鐵路局大同站,山西大同 037005)

大秦鐵路可控列尾裝置現(xiàn)場應(yīng)用故障分析

王巡洋

(太原鐵路局大同站,山西大同 037005)

為使可控列尾裝置在線正常運轉(zhuǎn),發(fā)揮其確保鐵路運輸安全的作用,將在惡劣環(huán)境下經(jīng)常出現(xiàn)的列車運行中司機查詢不到尾部風(fēng)壓、可控列尾電池運行中電量報警或忽然斷電、可控列尾裝置經(jīng)常出現(xiàn)掉網(wǎng)現(xiàn)象等故障進行了統(tǒng)計分析,并提出了調(diào)整可控列尾裝置TCU模塊插板裝配工藝、加強電池管理、完善GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、充分利用大秦線列尾裝置調(diào)度指揮系統(tǒng)等解決方案,使可控列尾裝置在線運行故障率大幅度降低。

重載鐵路;可控列尾;現(xiàn)場應(yīng)用;故障分析

Key words:heavy haul railway;controllable train tail;field application;failure analysis

由于我國大部分鐵路線山區(qū)多、隧道多、曲線多、坡度大,對列尾裝置的正常使用造成巨大的干擾,可控列尾裝置安裝在2萬t列車的尾部,其振、蕩、晃、甩現(xiàn)象非常嚴(yán)重,長時間高強度的振動是造成可控列尾裝置故障的主要原因![1]

1 可控列尾裝置工作原理

1.1 可控列尾裝置整套系統(tǒng)4大組成部分[2]

(1)機車部分;

(2)網(wǎng)絡(luò)部分(GSM-R網(wǎng)絡(luò)及AN結(jié)點控制器);

(3)可控列尾主機;

(4)監(jiān)測系統(tǒng)。

1.2 可控列尾裝置的工作原理及流程(圖1)

圖1 可控列尾裝置的工作原理及流程

當(dāng)司機需要制動時,操縱機車制動機減壓,這時均衡風(fēng)缸壓力及主風(fēng)管壓力通過機車運行監(jiān)控裝置(簡稱LKJ)的RS485接口送到列尾司機控制盒中,經(jīng)過判斷后,司機控制盒將減壓的信息(包括減壓起始時間及減壓量等),通過RS422接口送到機車GSM-R數(shù)據(jù)處理中心(簡稱OCU),OCU通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)及AN交換節(jié)點與掛在列車尾部的可控列尾主機中的GSM-R數(shù)據(jù)處理模塊(簡稱TCU)進行數(shù)據(jù)交換,TCU將相關(guān)數(shù)據(jù)通過RS422接口送到列尾主機的控制單元里,控制單元根據(jù)機車傳輸來的減壓信息通過可控電磁閥進行排風(fēng)、減壓。[3]

這樣,就完成了機車與可控列尾裝置同步減壓,以達(dá)到列車頭尾同時開始制動的目的。

1.3 大秦線可控列尾裝置與普通列尾裝置的區(qū)別

(1)可控列尾司機控制盒具有發(fā)送制動指令的功能,普通列尾司機控制盒只有司機查詢風(fēng)壓和異常情況下的排風(fēng)功能。而可控列尾司機控制盒可根據(jù)機車均衡風(fēng)缸的變化向可控列尾主機發(fā)送制動指令。

(2)可控列尾主機具有排風(fēng)量可控的同步排風(fēng)制動功能?？煽亓形仓鳈C的電磁閥是可控的,可以根據(jù)機車發(fā)送的制動指令按照車輛制動的要求進行常用制式減壓的排風(fēng)動作,減壓量可以根據(jù)機車的排風(fēng)指令而定。

(3)可控列尾裝置的信令傳遞通道使用大秦線GMS-R網(wǎng)絡(luò),具有實時性好、盲區(qū)少(基本無盲區(qū))和有數(shù)據(jù)集中管理功能,而普通列尾使用傳統(tǒng)的400 M或800 M傳輸方式,在地形不好區(qū)段有較多的盲區(qū),另外,在編區(qū)站由于使用單一頻點,造成干擾比較大[4]。

可控列尾裝置與普通列尾裝置區(qū)別見表1。

表1 可控列尾裝置與普通列尾裝置區(qū)別

2 可控列尾裝置常見的故障原因分析

2.1 在列車運行中司機查詢不到尾部風(fēng)壓

技術(shù)人員對故障修理辦法進行統(tǒng)計分析后,發(fā)現(xiàn)此類故障絕大部分都是因為TCU模塊松動導(dǎo)致虛接造成的。

可控列尾主機中TCU模塊是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸單元,主要擔(dān)當(dāng)可控列尾主機與G網(wǎng)建立關(guān)系并傳輸相關(guān)數(shù)據(jù)。TCU模塊由于受單元結(jié)構(gòu)限制,該模塊里的控制單元板采用插板連接方式,插入后用封膠進行固定,列車運行中列尾主機受到長時間高強度振動,造成TCU模塊控制板連接松動虛接,導(dǎo)致司機查不到列車尾部風(fēng)壓。[5]

例如:2011年1月3日P77037次列車運行至大同縣-陽原間,因查詢不到列車尾部風(fēng)壓,司機要求陽原站內(nèi)停車處理,于13:55停于陽原站4道,維修人員到達(dá)現(xiàn)場處理后,列車于23:05開車。

此類列尾故障出現(xiàn)非常多,月均出現(xiàn)4件左右,嚴(yán)重地影響了運輸效率和行車安全。

2.2 可控列尾電池運行中電量報警或忽然斷電

經(jīng)過技術(shù)人員對故障處理辦法的統(tǒng)計分析,查明造成此類故障的主要原因如下。

一是可控列尾裝置只安裝有1個電池盒,電池盒內(nèi)部由2組電池組成,列車運行中列尾主機需要2路同時供電,2組電池額定總?cè)萘繛?7 AH,但設(shè)備廠家生產(chǎn)的電池在實際運用當(dāng)中,有個別電池盒出現(xiàn)一路供電、另一路不供電的現(xiàn)象。在一路不供電的情況下,另一路承擔(dān)兩路供電,致使出現(xiàn)電池低電壓報警。

二是通過技術(shù)人員對2臺可控列尾主機分解式檢查,發(fā)現(xiàn)電池安裝后電池觸點與主機主控板觸點不在同一中心線上,位差1.5 mm,隨著可控列尾裝置使用中長時間高強度的振動,觸點與觸點之間就會發(fā)生接觸不良現(xiàn)象。

例如:2011年1月8日77091次列車運行至下莊-茶塢間因列尾電量報警3%,查詢列尾正常,司機向茶塢站匯報后,6:04停于茶塢站2道,車站更換列尾電池試驗正常,6:11開車。18日77089次列車運行至下莊-茶塢間因可控列尾電量不足(20%～0%),17:46停于茶塢2道,車站更換列尾電池后試驗良好,18:05開車。

可控列尾電池運行中電量報警或忽然斷電均為隱性故障,在列尾主機檢測、電池充電過程中無法發(fā)現(xiàn),目前此類故障每月均發(fā)生5件左右。2.3 可控列尾裝置經(jīng)常出現(xiàn)掉網(wǎng)現(xiàn)象

可控列尾主機是通過GMS-R網(wǎng)來完成各項工作的,但由于個別區(qū)段GMS-R網(wǎng)通道覆蓋面小,加上GMS-R網(wǎng)受氣候條件的影響,造成列車主機發(fā)生瞬間或長時間掉網(wǎng)的現(xiàn)象。[6]

例如:2011年1月6日77003次列車運行至陽原-化稍營間列尾提示“注意連接”,司機查不到列尾風(fēng)壓,向化稍營站進行了匯報,通過詢問GMS-R網(wǎng)中心告知信號不好,23:40列車停于化稍營站4道,停車后查詢列尾正常,0:05開車。

3 故障處理辦法

3.1 針對TCU模塊插板連接方式不合理,長時間受高速振動模塊松動的問題采取的措施

調(diào)整可控列尾裝置裝配工藝,將可控列尾主機中TCU模塊插板連接方式由封膠固定改為先用螺釘加固,再用封膠固定。

在征得設(shè)備廠家技術(shù)主管的同意后,在廠家技術(shù)專家的指導(dǎo)下,組織技術(shù)人員,將管內(nèi)的所有可控列尾主機的TCU模塊都按照如上所述的方法進行了技術(shù)改造,此后司機查不到列車尾部風(fēng)壓的故障大幅度減少。

3.2 針對電池導(dǎo)致的故障,采取加強對可控列尾主機電池的管理措施

一是由車站負(fù)責(zé)對有問題的列尾主機電池逐組進行登記,不合格電池全部返廠。

二是嚴(yán)格按照路局《列尾裝置管理標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,每年對使用壽命到期的電池全部進行更換。

三是加強對列尾電池的充放電管理,在充放電過程中加強監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常情況及時扣修,堅決杜絕帶隱患的電池使用[7]。

四是加強列尾電池出發(fā)前電壓、容量的檢測,對達(dá)不到規(guī)定技術(shù)指標(biāo)的電池,嚴(yán)禁上線運行。

五是聯(lián)系廠家技術(shù)人員對電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行了改進,增加了電池抗干擾能力,延長了電池使用時間。[8]

3.3 針對可控列尾主機GSM-R網(wǎng)脫網(wǎng)問題所采取的措施

一是結(jié)合GSM-R設(shè)計規(guī)范以及其他線路相應(yīng)工程經(jīng)驗,完善大秦線研究設(shè)計。結(jié)合GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方式,提出一套GSM-R設(shè)計階段網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。

二是加大GMS-R網(wǎng)建設(shè)投資,按照優(yōu)化方案增加主要站區(qū)關(guān)鍵區(qū)段的基站建設(shè),加大GMS-R網(wǎng)容量,使GMS-R網(wǎng)覆蓋率達(dá)到100%,GMS-R網(wǎng)信道傳輸越來越穩(wěn)定[9]。

3.4 充分利用大秦線列尾裝置調(diào)度指揮系統(tǒng)對在線運行的可控列尾裝置進行監(jiān)控

2010年12月17日大秦線列尾裝置調(diào)度指揮系統(tǒng)正式開通運行,該系統(tǒng)運行可以完成對現(xiàn)場列尾檢測、摘掛、運用等情況的動態(tài)實時控制,對列尾裝置的運行實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息化管理,可以使路局相關(guān)管理機構(gòu)準(zhǔn)確掌握列尾及其附屬設(shè)備的臺帳和運用狀態(tài),路局、站段掌握和監(jiān)控列尾作業(yè)狀態(tài),實時追蹤和監(jiān)控列尾運行使用狀態(tài),為列尾運行情況和設(shè)備保有量提供依據(jù)[10]。

4 結(jié)語

在對可控列尾裝置的TCU模塊進行加固、對電池充放電加強管理、對GMS-R網(wǎng)加大投資建設(shè)以后,可控列尾裝置的故障率大幅度降低,正常發(fā)揮了確保重載列車運輸安全的作用,社會和經(jīng)濟效益顯著。

[1] 牛會想.大秦鐵路4億t運輸組織模式研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計, 2006(S1):227-229.

[2] 耿志修.大秦鐵路重載運輸技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,2009.

[3] 吳景普.基于GSM-R的可控列尾數(shù)據(jù)通信單元的設(shè)計和實現(xiàn)[J].鐵路計算機應(yīng)用,2009(2):9-12.

[4] 張述峰.大秦線重載列車列尾裝置運用問題探討[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2005(9):47-48.

[5] 陳明坤.列車尾部裝置故障原因分析與維修[J].寧夏機械, 2009(2):81-83.

[6] 王軍亮.大秦線GSM-R列尾裝置試驗[C]∥GSM-R移動通信及無線電管理學(xué)術(shù)會議論文集,2006:63-66.

[7] 何軍,郎公為,王橫江.大秦線列車尾部安全防護裝置運用的思考[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2009(1):73-75.

[8] 王新,范衛(wèi)斌,張金平.列尾裝置故障、維修及專用電池使用的研究[J].鐵道運輸與經(jīng)濟,2002(S1):6-11.

[9] 胡昌桂.南京鐵路樞紐內(nèi)GSM-R系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化解決方案[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2012(1):105-107.

[10]趙新紅.大秦線可控列尾裝置實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究[J].中國鐵路,2009(6):96-99.

Failure Analysis for Field Application of Controllable Train Tail Device on Datong-Qinhuangdao Railway

WANG Xun-yang
(Datong Railway Station of Taiyuan Railway Bureau,Datong 037005,China)

To make the on-line operation of the controllable train tail device more reliable,and to give full play to its role of ensuring the safety of railway transport,this paper carries out a statistic analysis on some failures of the controllable train tail device,such as failing to examine the wind pressure at the train tail by the train driver when the train is running in harsh environment,incorrect battery alarming or sudden outage in the operation of the controllable train tail device,and the off-network phenomenon of the controllable train tail device,etc.And then this paper suggests some solutions,such as adjusting the assembly process of TCU model of the controllable train tail device,enhancing the battery management, improving the GSM network construction,taking full advantage of train dispatching and commanding system of the controllable train tail device on Datong-Qinhuangdao Railway etc.With these solutions,the failure ratio of on-line operation of the controllable train tail device can be reduced by a large margin.

U298.1+2

B

1004-2954(2013)03-0122-03

2012-06-26;

2012-08-07

王巡洋(1971—),男,工程師,2007年畢業(yè)于石家莊鐵道學(xué)院交通(鐵路)運輸專業(yè),E-mail:1135608729@qq.com。