文義誠(chéng) 上海鐵路局科研所

1997年以來(lái)通過對(duì)既有鐵路線的不斷技術(shù)改造，鐵路歷經(jīng)了七次大提速，既有鐵路線的貨車運(yùn)行速度已達(dá)到80 km/h以上。隨著速度的提高，運(yùn)輸安全隱患也逐漸加大。鐵道部對(duì)貨車運(yùn)行中的多次事故進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)貨車的超載、偏載是引發(fā)貨車運(yùn)行安全事故的主要因素。為此，在本世紀(jì)初誕生了第一代貨車超偏載檢測(cè)裝置，它具有在貨車運(yùn)行過程中能自動(dòng)檢測(cè)貨車的超載、偏載功能。經(jīng)過科技工作者10多年的勤奮努力，貨車超偏載檢測(cè)裝置目前已經(jīng)發(fā)展到第三代，其動(dòng)態(tài)檢測(cè)速度已達(dá)到60 km/h，準(zhǔn)確度等級(jí)可達(dá)到0.5，可進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷，已廣泛用于鐵路各大編組站，從而對(duì)進(jìn)出編組站的貨車進(jìn)行全面檢測(cè)，有效防止了貨車的超載、偏載，確保鐵路的行車安全。一些大中型企業(yè)經(jīng)歷了裝車質(zhì)量偏差的教訓(xùn)后，也陸續(xù)裝備了超偏載檢測(cè)裝置，從而在源頭上確保了貨車的裝車質(zhì)量。

1 結(jié)構(gòu)

鐵路超偏載檢測(cè)裝置是由專用特制軌枕、板式壓力傳感器、軸銷式剪力傳感器、傳感器接線箱、多路數(shù)據(jù)采集儀、工控計(jì)算機(jī)、稱重和網(wǎng)絡(luò)軟件、網(wǎng)橋（光纖收發(fā)器）和車號(hào)識(shí)別裝置以及防雷裝置構(gòu)成。該裝置將每根專用特制軌枕用鋼板連接在一起，形成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)，直接放置在路基穩(wěn)定、無(wú)病害、排水良好、道渣干凈的普通碎石道床上，無(wú)需混凝土基礎(chǔ)；板式壓力傳感器安裝在規(guī)定尺寸的鋼軌下部專用特制軌枕上，軸銷式剪力傳感器安裝在規(guī)定尺寸的線路鋼軌腰部，與板式壓力傳感器組成復(fù)合測(cè)力結(jié)構(gòu)；車號(hào)磁鋼安裝線路鋼軌底部，車號(hào)天線安裝在軌枕上。

鐵路超偏載檢測(cè)裝置是用于確保行車安全的檢測(cè)設(shè)備，它實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)稱重檢測(cè)，具有稱重準(zhǔn)確、性能可靠、對(duì)行車干擾少、不稱量不影響線路原有通過能力、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。由于不開挖基礎(chǔ)，工程量小、施工周期短、土建投資少，為場(chǎng)地狹窄和不能長(zhǎng)期封鎖線路進(jìn)行施工的用戶安裝該裝置提供了有利條件。

2 工作原理

鐵路超偏載檢測(cè)裝置工作原理是：當(dāng)被檢測(cè)車輛通過該設(shè)備時(shí)，其車輛的輪重和軸重信息通過鋼軌傳遞到傳感器，由傳感器將輸出模擬電壓信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)采集儀，數(shù)據(jù)采集儀把傳感器輸出的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行放大、濾波，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過數(shù)據(jù)接口輸入工控計(jì)算機(jī)，配備車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，在稱量系統(tǒng)軟件的支持下，完成數(shù)據(jù)處理。能在列車快速運(yùn)動(dòng)中，準(zhǔn)確測(cè)量四軸貨車的超載、左右偏載、前后偏重，各軸的載荷、偏載率和整車重心偏移量等信息，并可以識(shí)別列車車次、車型、車號(hào)、自重和允許載重。將所有數(shù)據(jù)通過光纜或電話線傳送到車站服務(wù)器。操作人員通過IE瀏覽器以網(wǎng)頁(yè)方式瀏覽過衡數(shù)據(jù)，以便監(jiān)控過衡列車的情況。

3 超偏載檢測(cè)裝置設(shè)備常見故障的判別及處理辦法

由于目前鐵路系統(tǒng)的超偏載檢測(cè)裝置已實(shí)現(xiàn)全部聯(lián)網(wǎng)，所以檢修人員可以通過查看鐵道部《貨運(yùn)計(jì)量檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)》網(wǎng)頁(yè)中的過衡信息，來(lái)判斷出具體是由那種故障導(dǎo)致的，并采取相應(yīng)措施排除故障。

3.1 長(zhǎng)時(shí)間無(wú)設(shè)備狀態(tài)更新

正常情況下每間隔一段時(shí)間，設(shè)備會(huì)自動(dòng)上傳狀態(tài)文件，表示此時(shí)設(shè)備正處于正常工作狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備發(fā)生某些故障導(dǎo)致不能正常工作時(shí)，狀態(tài)文件就無(wú)法上傳，在監(jiān)控網(wǎng)頁(yè)上就可以發(fā)現(xiàn)該設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間無(wú)狀態(tài)更新。一般情況超過1 h即可視為故障。

當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間無(wú)狀態(tài)文件上傳時(shí)，可按以下思路逐步排查原因，嘗試恢復(fù)上傳(見圖1)。

因?yàn)樵O(shè)備狀態(tài)的上傳只和前端設(shè)備、服務(wù)器設(shè)備、相關(guān)軟件以及網(wǎng)絡(luò)狀況有關(guān)，但其中任何一個(gè)部分出現(xiàn)故障都會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間無(wú)狀態(tài)上傳，因此我們需要通過使用RemoteAdmin軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行檢查。

計(jì)算機(jī)設(shè)備要求能正常啟動(dòng)，并進(jìn)入正常工作狀態(tài)。具體修理方式與普通計(jì)算機(jī)類似。通訊設(shè)備則要求能相互同步、握手。如無(wú)法正常工作應(yīng)及時(shí)更換，更換通訊設(shè)備后仍舊不能恢復(fù)，則多為信道故障，需聯(lián)系鐵通公司協(xié)同處理。

圖1 設(shè)備無(wú)狀態(tài)上傳故障排查流程圖

3.2 長(zhǎng)時(shí)間無(wú)過衡數(shù)據(jù)

通過查看鐵道部《貨運(yùn)計(jì)量.安全檢測(cè).監(jiān)控系統(tǒng)》網(wǎng)頁(yè)設(shè)備狀態(tài)一欄，可以很容易地觀測(cè)到設(shè)備的最近過衡時(shí)間。為了便于發(fā)現(xiàn)故障，需對(duì)各臺(tái)設(shè)備的實(shí)際過衡間隔時(shí)間為依據(jù)，假定一個(gè)判別時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)設(shè)備超過判別時(shí)間仍未有過衡數(shù)據(jù)，則可算作長(zhǎng)時(shí)間無(wú)過衡數(shù)據(jù)，說明設(shè)備有可能出現(xiàn)故障。

在設(shè)備狀態(tài)上傳正常（即工控機(jī)正常工作，并且稱重程序、鐵科院上傳程序和廠家監(jiān)控程序均開啟工作）的情況下，若發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間無(wú)過衡數(shù)據(jù)的故障，則需要檢查設(shè)備設(shè)備的碼值跳動(dòng)是否正常，可按以下思路逐步排查原因(見圖2)。

圖2 設(shè)備無(wú)過衡數(shù)據(jù)故障排查流程圖

對(duì)于碼值的檢查方法，以及遠(yuǎn)程重啟的過程，可參照"長(zhǎng)時(shí)間無(wú)設(shè)備狀態(tài)更新"中的處理方法來(lái)進(jìn)行。

設(shè)備的稱重部分主要由：板式重力傳感器、軸銷式剪力傳感器、通道（傳感器接線盒、采集儀、接口卡）和工控機(jī)及稱重程序組成。設(shè)備處于正常狀態(tài)時(shí)，碼值的跳動(dòng)變化量一般不會(huì)大于100。當(dāng)碼值正常跳動(dòng)時(shí)，過衡依然不出數(shù)據(jù)或者碼值不跳時(shí)，說明設(shè)備的稱重部分出現(xiàn)故障，通常是由傳感器和通道故障引起的，需要派人前往現(xiàn)場(chǎng)處理。

3.3 過衡數(shù)據(jù)異常

通過鐵道部《貨運(yùn)計(jì)量.安全檢測(cè).監(jiān)控系統(tǒng)》網(wǎng)頁(yè)，可以監(jiān)控每一次過衡數(shù)據(jù)。所謂異常的過衡數(shù)據(jù)，主要?dú)w納為以下常見的幾類：全列左右偏載誤報(bào)警、車號(hào)異常（無(wú)車號(hào)、漏車號(hào)、重復(fù)車號(hào)）、軸距異常（造成超載、偏重誤報(bào)警）。當(dāng)出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)影響正常的行車安全，因此要及時(shí)檢查和處理。

3.3.1 全列左右偏載誤報(bào)警

此類故障通常是由于板式重力傳感器故障或路基松動(dòng)導(dǎo)致?？梢酝ㄟ^觀察波形，判斷出具體是由那種故障導(dǎo)致，方法可參考前文中傳感器的檢查方法。若板式重力傳感器發(fā)生故障，就需要進(jìn)行更換。路基松動(dòng)，則必須聯(lián)系工務(wù)部門協(xié)助進(jìn)行搗鼓作業(yè)。

3.3.2 車號(hào)異常（漏車號(hào)、無(wú)車號(hào)報(bào)文、空?qǐng)?bào)文）

目前超偏載所用的車號(hào)系統(tǒng)，主要由深圳遠(yuǎn)望谷公司和哈爾濱科研所提供，設(shè)備包括開機(jī)磁鋼、開/關(guān)門磁鋼、射頻天線、車號(hào)主機(jī)。兩個(gè)廠家的車號(hào)主機(jī)雖有區(qū)別但大同小異，都包括解碼板、磁鋼板、RF微波模塊、（哈科所：通訊板、鍵盤板）、（ 遠(yuǎn)望谷：主機(jī)板、電子盤、內(nèi)存）。

(1)漏車號(hào)

過衡數(shù)據(jù)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一列車中偶爾幾輛車無(wú)車號(hào)的現(xiàn)象，但記軸判輛是正確的。此現(xiàn)象多為車號(hào)主機(jī)中的RF微波模塊或射頻天線出現(xiàn)故障，導(dǎo)致對(duì)車號(hào)標(biāo)簽的讀取能力下降，需要更換RF微波模塊。

(2)無(wú)車號(hào)報(bào)文（或重復(fù)前次車號(hào)）

這是出現(xiàn)頻率較高的車號(hào)類故障。原因是由于車號(hào)設(shè)備故障，列車過衡以后，超偏載設(shè)備無(wú)法正常接收到車號(hào)報(bào)文數(shù)據(jù)，從而無(wú)法與稱重?cái)?shù)據(jù)正常合并出完整的報(bào)文。

通常是對(duì)于此類故障，我們只能采取現(xiàn)場(chǎng)搶修的處理方法，對(duì)各部件逐一檢查更換。

(3)空?qǐng)?bào)文

產(chǎn)生空?qǐng)?bào)文（判軸正常）時(shí)，可能是開機(jī)磁鋼、磁鋼板、RF微波模塊、射頻天線或解碼板發(fā)生故障引起，我們可以通過逐一更換配件來(lái)排除故障。

3.3.3 軸距異常（造成超載、偏重誤報(bào)警）

此類故障通常是由于軸銷式剪力傳感器故障或車號(hào)系統(tǒng)故障導(dǎo)致，經(jīng)由查看鐵道部《貨運(yùn)計(jì)量.安全檢測(cè).監(jiān)控系統(tǒng)》網(wǎng)頁(yè)中的過衡信息，可以很容易地判斷出具體是由那種故障導(dǎo)致的。柱銷式剪力傳感器故障就需要更換，后者通常是由開關(guān)門磁鋼或磁鋼板故障引起，通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)確定后進(jìn)行更換。

4 結(jié)束語(yǔ)

鐵路貨車超偏載檢測(cè)裝置是貨運(yùn)安全設(shè)備中重要的組成部分，通過在設(shè)備日常維護(hù)工作中不斷的研究分析、歸納總結(jié)、探索實(shí)踐和積累經(jīng)驗(yàn)，能逐步提高對(duì)設(shè)備故障的判別能力及修復(fù)能力，提高我局鐵路超偏載檢測(cè)裝置的運(yùn)用管理和檢修水平，確保鐵路貨物運(yùn)輸?shù)陌踩煽俊?/p>