鐵路上下車作業模擬演練系統開發與應用

申金國　沈岐智

摘 要：本模擬系統中的車輛固定在地面上不動，作為“地面”的皮帶在傳動，這樣的話皮帶的傳動與地面的靜止之間就形成了相對運動，并且要求皮帶的傳動與人的上車方向相反，人如果上車必須向與皮帶的傳動方向跑動才能實現，這就實現了上車過程的模擬演練。下車時的原理亦相似。

關鍵詞：鐵路；上下車；演練；開發

1 系統開發的必要性

鐵路上下車作業是鐵路調車作業過程中常見的作業項目，由于此項作業很多情況下是在車輛的運動過程中進行，所以也是容易產生人身安全事故的作業環節，上下車作業對作業人員的基本功要求很高，對于新參加調車作業的人員來講需要很長一段時間才能熟練掌握，而傳統的上下車技能的掌握都是新職人員在參加實際調車作業的過程中一點一滴的逐步掌握的，掌握技能的過程中由于要參加實際的作業，人身安全風險較高，以往就有新職人員在學徒期間由于上下車技能掌握不好發生人身事故的例子。所以，比較安全的上下車技能訓練還是應該在作業人員正式參加實際作業之前進行，但我國鐵路至今還沒有專門的上下車訓練系統，則開發出一套供調車作業新職人員進行上下車訓練的系統十分必要。

2 系統組成及原理

2.1 系統組成

系統由四個主要部分組成：車輛系統、傳動系統、調車視野顯示系統、控制系統，系統的結構如圖1所示。

2.1.1 車輛系統

這一部分比較簡單，可以選取鐵路調車作業過程中常見的車型，例如，常見的敞車、棚車，為了提高系統在實際應用時的同時演練人數，車輛模型要定制，采用四組車梯、四組閘臺的形式。

2.1.2 傳動系統

這一部分由2個皮帶傳送裝置組成，每個皮帶的寬度宜大于60cm，皮帶的長度宜大于所選車輛的長度外加10cm，皮帶傳送裝置的承重宜大于250kg，皮帶傳動的速度應該在0≤v≤6.9m/s（0≤v≤25km/h），這樣可以適應鐵路調車作業中的常見速度。

2.1.3 調車視界顯示系統

這部分由顯示屏組成，顯示屏的規格為5.0×3.0m2。

2.1.4 控制系統

這一部分由一臺計算機和一個控制臺及相應的電氣線纜組成。

2.2 系統原理

2.2.1 系統應用的是跑步機原理，也就是相對運動的原理，實際的調車作業過程中車輛在運動，而地面是靜止的，作業人員在上下車時的主要人身安全威脅是人從車上掉落后被車輛壓上。本模擬系統中的車輛固定在地面上不動，作為“地面”的皮帶在傳動，這樣的話皮帶的傳動與地面的靜止之間就形成了相對運動，并且要求皮帶的傳動與人的上車方向相反，人如果上車必須向與皮帶的傳動方向跑動才能實現，這就實現了上車過程的模擬演練。下車時的原理亦相似。

2.2.2 皮帶的傳動需要實現在0≤v≤25km/h速度間以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級做定速傳動，這些速度級都是調車作業過程中的常見速度。

2.2.3 需錄制0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20k

m/h、25km/h等不同的速度級下的調車作業人員視界視頻，調車視界顯示屏根據皮帶傳動裝置傳送出的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h不同的速度級同步播放相應速度級的下的調車作業人員視界視頻，模擬演練人員根據不同的速度級下的調車作業人員視界畫面判定調車速度，進行上下車模擬演練。

2.2.4 控制系統中的計算機用于播放0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級下的調車作業人員視界視頻，同時需要實現皮帶的傳動與視頻播放間的同步。控制臺用于控制皮帶傳動裝置以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級做定速傳動。

2.2.5 控制臺與皮帶傳動裝置間、計算機與顯示屏間、計算機與控制臺通過電氣線纜連接，視頻畫面與皮帶傳送間的同步問題通過軟件來實現。

3 本系統可實現的功能與應用前景

3.1 系統可實現的功能

3.1.1 觀速技能演練

本系統可實現調車作業中的觀速功能，模擬演練人員根據畫面播放的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度級下的調車作業人員視界畫面判定該畫面下的調車作業速度。

3.1.2 實現上下車安全演練

由于本系統下的車輛是固定在地面上的，演練人員只是利用跑步機的原理進行上下車演練，完全避免了演練人員被壓在車下的危險情況，保證了演練人員的人身安全。

3.2 應用前景

3.2.1 應用于鐵路車務部門調車作業培訓

全國鐵路車站、車務段以及大型企業的廠內運輸每年都有大量的調車作業新職人員，這些人員都需要進行崗前培訓，崗位培訓包括理論和實踐環節，實踐環節中的上下車技能訓練由于條件所限，目前還不能進行，都是以師帶徒的形式在實際作業中進行，帶來了諸多的人身安全風險，本系統的開發可以解決調車新職人員崗前上下車技能訓練問題。

3.2.2 應用于鐵道交通運營管理專業的教學

全國有18所開設鐵道交通運營管理專業的鐵路高職院校，國家對高職人才的培養規格要求是培養高端技能型專門人才，各高職院校也是按照這樣的思路在進行人才培養，就鐵道交通運營管理專業來講，用人單位對學生的動手操作能力要求較高，客貨、貨運、接發車技能都可以在校內以不影響人身安全的方式進行訓練，而調車作業中的上下車技能訓練由于缺乏相應的設備一直無法進行，學生的上下車技能實際是空白，本系統的開發成功無疑可以有效解決這一問題。

所以，鐵路上下作業模擬演練系統具有一定的應用前景。

參考文獻

[1]鐵道部.TB1699-85.鐵路車站行車作業人員安全標準[S].北京：中國鐵道出版社，1985.

[2]鐵道部.鐵路技術管理規程[S].北京：中國鐵道出版社，2007.

[3]鐵道部.調車長[S].北京：中國鐵道出版社，2005.

作者簡介：申金國（1971，9-），男，籍貫：黑龍江省望奎縣，工作單位：黑龍江交通職業技術學院，研究方向：交通運輸，學歷：研究生，職稱：副教授。

沈岐智（1970，3-），男，籍貫：黑龍江省哈爾濱市，工作單位：哈爾濱鐵路局調度所，研究方向：交通運輸，學歷：研究生，職稱：高工。