鐵路專用線列車閘瓦檢修方法改進相關問題探討

董華鋒 喻泉

摘要：通過對鐵路貨車閘瓦使用現狀及存在問題的調研分析，提出建立閘瓦檢測系統，實現閘瓦自動測量、批量更換的措施方法。

關鍵詞：閘瓦軌邊測量;狀態修;批量更換

中圖分類號：U292.94? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）21-0160-02

0? 引言

閘瓦制動是目前國內鐵路貨車上普遍使用的一種踏面制動方式，它通過壓緊車輪踏面與閘瓦進行摩擦，將貨車的動能轉換為熱能從而實現貨車的制動，因此，閘瓦通常具有較高的磨損，當閘瓦磨損到一定程度或發生局部斷裂時須及時更換以保證足夠的制動力來確保貨車的安全運行。

目前，閘瓦磨耗剩余厚度的測量主要由列檢人員人工目測，存在測量誤差大、隨意性較大的情況。針對國內煤炭鐵路運輸專用線具有編組固定、線路固定、貨物固定、車型一致等特點，結合運用檢修模式的變化，采用國外成熟的軌邊閘瓦測量技術對列車閘瓦狀況進行精準檢測和判斷，實現列車定檢時批量更換的條件已基本具備，可有效提高工作效率，減低成本。

1? 閘瓦實際消耗統計

統計XX鐵路貨車運輸公司近三年閘瓦消耗數量如表1所示。

綜上所述：2016年度、2017年度、2018年度閘瓦分別消耗50.06萬塊、40.16、萬塊、42.30萬塊，平均44.173萬塊，每輛車的閘瓦基本上每年需要更換一次。

2? 閘瓦運用及檢修現狀

由于閘瓦制動的特點，閘瓦磨耗量較大且磨耗速度也較快。隨著鐵路運輸向著高速、重載方向發展，作為制動系統中重要部件的閘瓦，其狀態的好壞直接影響到列車制動效果和行車安全。

①閘瓦在車輛全部零部件退化及缺陷中，為呈現高發磨損故障的零部件，難以有效有序控制。輪瓦摩擦副間，為保證最大限度的減少輪對踏面的制動磨損，閘瓦的材質及合成配方一直在不斷改變，呈現多樣性。

②目前檢修模式下，廠、段修時閘瓦全部換新，列檢、站修作業時對閘瓦磨耗狀態進行檢測，磨耗超限時更換，大量的檢測及更換工作集中在列檢作業。

③閘瓦判定報廢標準為磨耗剩余厚度值，目前閘瓦磨耗狀態的檢測基本采取人工目測方式，受周邊環境及工作經驗影響，隨意性較大。

④人工目測測量誤差大，不可避免出現判斷失誤或漏測現象，導致磨耗超限閘瓦未能及時更換造成磨托、直至車輪踏面損傷，或為防止磨托對大量不到限度的閘瓦進行提前更換，人為造成浪費。

⑤受列檢技檢作業時間，作業場地設施條件制約，在規定時間內完成整列車閘瓦的人工檢測及更換，工作量大，易產生視覺和身體疲勞，影響工作質量和效率。

⑥人工目測閘瓦磨耗剩余厚度，只能定性估值，不能定量判定。由于缺少閘瓦磨耗檢測數據，只能統計閘瓦的更換數量，對閘瓦磨耗量的分布情況無法進行統計、分析，也無法開展閘瓦磨耗規律的研究和驗證，閘瓦的更換數量不能反映真實磨耗情況，難以做到物盡其用，有效降低修車成本。

3? 改進措施與方法探討

基于閘瓦現狀及問題分析，通過改變既有的閘瓦測量方法和閘瓦更換作業方式，使閘瓦測量數據實時精準、預先獲取，動態控制，采用在整備修定檢作業時批量更換，在線修列檢作業時個別補充更換的作業形式，可大量減少列檢的工作量，改變閘瓦檢修作業的環境和條件。

3.1 建立閘瓦檢測系統，實現閘瓦的自動檢測

①軌邊閘瓦測量技術日臻成熟，在國外一些礦石運輸鐵路專用線已廣泛運用，實現了對線上運行列車閘瓦磨耗的精確測量，為閘瓦的更換提供了準確的量化指標依據，確保了行車安全且獲得較好的經濟效益。

②國內煤炭運輸鐵路專用線的列車與國外礦石運輸鐵路專用線的列車一樣，具有編組固定、線路固定、貨物固定、車型一致等特點，隨著狀態修檢修模式研究工作的開展及逐步實施，車輛的運用、檢修管理模式也逐漸趨同，為采用軌邊閘瓦測量技術進行閘瓦磨耗狀態自動檢測提供了有利條件。

③閘瓦檢測系統的建立。結合煤炭運輸鐵路專用線的運用及管理實際情況，充分利用現有的HMIS、AEI等信息管理系統，通過安裝軌旁設備，研究建立閘瓦磨耗分析相應的數據模型，開發圖像、數據測量與識別及判斷、預警軟件等具體措施建立起集閘瓦測量、診斷及決策等多種功能于一體的閘瓦檢測系統。

④閘瓦檢測系統主要功能。

1）車輛編號自動識別及閘瓦圖像獲取功能。利用安裝在軌旁的圖像獲取設備，實現在不同時段（白晝、黑夜），不同天氣（一般雨、雪、霧、沙塵），針對不同類型貨車不同運行速度（30、80km/h）下，獲取貨車左、右兩側輪對、閘瓦圖像。系統可與現有AEI系統對接，自動獲取車號等列車信息，并按照車號、車廂、軸位等信息對閘瓦輪對圖像排序，形成車輛完整的輪對、閘瓦圖像記錄。

2）基于圖像識別算法的閘瓦識別功能。針對系統獲取貨車圖像，依據相關識別算法，自動識別貨車輪對、閘瓦位置、輪廓特征等。系統可排除因光線、照相焦距、貨車污漬、車速等干擾因素對圖像的影響，精準、快速定位貨車輪對、閘瓦位置及輪廓特征。

3）基于圖像的輪對、閘瓦測量及預警功能。系統測量設備通過圖像自動對輪對、閘瓦輪廓進行測量，系統測量方法滿足相關鐵路標準要求，測量結果準確，測量誤差不超過±0.5mm。系統可根據測量結果，通過與系統內置的輪對、閘瓦輪廓基準進行比對，并對閘瓦局部測量數據進行閘瓦磨偏差分析，對輪對、閘瓦磨損過限、閘瓦縱向偏磨、可見的損壞、斷裂等情況進行報警，防止磨托情況的發生。

4）與現有管理系統對接，建立貨車閘瓦實時磨耗運行檔案。系統可與現有貨車相關系統進行對接，如HMIS等，實現多系統數據的共享與聯合。同時，該檢測系統針對貨車輪對、閘瓦數據，建立“一輛一檔”的貨車數據庫，詳細記錄各車輛輪對、閘瓦類型，檢修情況，更換情況，磨損情況及相關圖像信息，結合相關閘瓦磨損曲線規律等，初步實現貨車閘瓦的壽命周期預測及剩余運行里程的預警管理，為列車車輛閘瓦維修批量更換提供數據支撐依據。

5）信息數據分析顯示及數據輸出。系統根據測量結果，可對貨車輪對、閘瓦進行相關人機界面顯示，通過建立相關預警規則，系統可對貨車輪對閘瓦狀態，通過聲光報警并執行相關操作（如給特定人員發郵件或執行相關工單命令等）。系統可導出用戶所需格式的測量數據，如word、PDF、EXCEL等格式的報文。

⑤在研制閘瓦軌邊檢測設備時，考慮將輪瓦檢測合并處理，根據運煤專用線西裝東卸、貨物單向運輸的特點及線路交口情況，設置兩個輪瓦檢測站，以實時掌握輪對踏面和閘瓦磨損數據，便于空、重車狀態下檢測數據對比、參數規律數據修定及設備性能對比較對。

3.2 改變檢修體制，調整閘瓦更換方式

通過建立閘瓦檢測系統，實現了在線列車閘瓦的自動檢測、閘瓦壽命周期預測及剩余運行里程的預警管理，為列車閘瓦批量更換提供了數據支撐，結合狀態修檢修模式的推行，可將現有的閘瓦更換作業方式調整為整備修定檢作業時的批量更換與在線修列檢作業時的個別補充更換相結合的新作業方式。

①改變現有檢修體制，在有條件的專用線路推行“在線修+狀態修”的狀態修檢修模式，合理設置修程及檢修內容，充分利用閘瓦檢測系統的功能作用。

②在線修主要是對“5T”及其他檢測設備等預警、預報系統發出的車輛故障信息進行現場處理，相較于現有檢修制度下的列檢技術檢查作業，減少大量的檢查工作，取消列車車輛閘瓦磨耗人工檢查作業，閘瓦檢修僅限于個別閘瓦的補充更換。

③狀態修主要是針對列車運行過程中發生的規律性和離散性故障進行集中檢修，設置不同的修理等級，根據系統綜合判定對車輛進行有針對性的修理。在固定的檢修范圍外，對閘瓦檢修作業實施逐級覆蓋，以保證閘瓦檢修的批量檢修和批量更換。

④在狀態修修程中設置整備修修理等級，作為在線修修程的延伸和補充，以保證運用列車實現穩定的技術狀態。重點工作是根據閘瓦檢測系統對對閘瓦剩余厚度的測量數據分析，實施對入線列車、車輛閘瓦的批量更換。

3.3 閘瓦檢測系統的運用及管理

建立閘瓦檢測系統，改變了現有的工作模式，需要建立相應的運行管理機制，以確保系統的正常運行和持續改進完善。

①閘瓦檢測系統的應用實行分級管理，總公司負責系統的分析與應用，下發報警信息;分公司整備修作業場調度接收報警信息，安排閘瓦更換作業;整備修作業場依據指令進行閘瓦更換的具體作業。

②在總公司建立分析室，設置專業的分析人員，負責設置并驗證各項預警規則。

③分公司調度人員在全面了解車輛運行、車輛檢修、運輸組織情況的基礎上，負責安排列車閘瓦的檢查確認、更換工作。

④在線修作業場的列檢作業人員不再進行閘瓦的現場抽測和目測工作，根據閘瓦的檢測數據和照片，對個別閘瓦進行更換，整備修作業人員按照調度安排，對入線列車閘瓦進行批量更換。

⑤閘瓦檢測系統需安排專業人員進行維護，軌旁設備需納入設備管理，定期進行保養維護。

4? 結論與建議

①閘瓦軌邊測量技術在國外已有實際運用，安全可靠，閘瓦消耗明顯減低。

②在狀態修模式下，通過建立閘瓦檢測系統，能實現對在線運行列車車輛閘瓦和輪對的自動測量，取代目前采用的人工抽測和目測方式，精確度高，節省人工成本，可有效提高檢測效率及檢測質量。

③實施前應深入開展相關基礎性工作的研究和準備，建立符合本鐵路專用線的閘瓦磨損退化精準測量、閘瓦磨損預測預警模型、閘瓦磨損與輪對踏面質量聯判模型，為閘瓦的精確測量、精準更換提供科學判斷和依據。

④閘瓦檢測系統與HMIS系統或狀態修檢修管理系統之間須有效接入，實現數據信息資源的共享和綜合應用。閘瓦所有測量結果數據、預報警信息和相關圖片應集中存儲，通過HMIS系統或其他專門系統在線路管轄單位內部實現數據共享，調度、運用、檢修單位按權限訪問檢測信息及趨勢分析信息，為相關檢修計劃、運輸組織安排提供輔助決策支持。

參考文獻：

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