0引言

安全是鐵路運(yùn)輸工作的核心。鐵路貨車超重、偏載或偏重,可能導(dǎo)致貨運(yùn)列車輪軸斷裂和車輛顛覆。超偏載裝置作為鐵路貨運(yùn)安全檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,可以有效地發(fā)現(xiàn)列車上的裝載問題,預(yù)防嚴(yán)重事故的發(fā)生,具有十分重要的意義。

1超偏載裝置系統(tǒng)組成

目前所采用的超偏載裝置,利用水泥軌枕、12個(gè)壓力傳感器和8個(gè)剪力傳感器,結(jié)合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及軟件、車號(hào) 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),可以 自動(dòng)辨識(shí)車輛的型號(hào)、車號(hào)、自重及允許載重,它能夠在列車行進(jìn)過程中測(cè)量貨車的超載、前后架偏載以及整車重心偏移量的數(shù)據(jù),并進(jìn)行自動(dòng)上傳^[1]。

超偏載裝置系統(tǒng)組成的基本原理如圖1所示。

超偏載裝置采用傳感器的電氣特性如下:

1)剪力傳感器:輸入電阻(350±5)Ω,輸出電阻(350±5)Ω;輸入電壓(10±0.5)V,輸出電壓0.1~10 mV;絕緣電阻5 000 MΩ。

2)壓力傳感器:輸入電阻(750±5)Ω,輸出電阻(700±5)Ω;輸入電壓(10±0.5)V,輸出電壓0.1~10 mV;絕緣電阻5 000 MΩ^[2]。

2 典型故障分析

2.1電子元器件故障

2021年嘉峪關(guān)站下行測(cè)點(diǎn)超偏載裝置曾出現(xiàn)此類故障。

2.1.1故障現(xiàn)象

超偏載裝置啟動(dòng)后,數(shù)據(jù)采集儀表的電源指示燈亮起,但在超偏載程序界面中,并不顯示傳感器合成零點(diǎn)數(shù)值。

2.1.2檢查步驟

1)根據(jù)故障表現(xiàn),首先要確認(rèn)外部供電是否已為數(shù)據(jù)采集儀表提供了正常的輸入電壓。經(jīng)測(cè)量,外部供電電壓為222 V,數(shù)據(jù)采集儀表的開關(guān)電源接收電壓為222 V,外部電源和數(shù)據(jù)采集儀表開關(guān)電源均工作正常。

2)通過觀察該軟件界面反映的故障現(xiàn)象,確認(rèn)數(shù)據(jù)采集儀表的開關(guān)電源燈正常點(diǎn)亮,故檢查數(shù)據(jù)采集儀表內(nèi)的電源模塊是否有正確的輸出電壓。經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)采集儀表開關(guān)電源工作原理的相關(guān)分析,測(cè)量了其內(nèi)部的5 V模塊電源,發(fā)現(xiàn)其輸出電壓僅為0.6 V,大大低于設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓值,由此可以判斷5 V模塊電源損壞。

2.1.3故障分析

由于該測(cè)點(diǎn)設(shè)備已經(jīng)超出大修期限,超期使用導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集儀表內(nèi)5 V模塊電源的電容破裂,失去了應(yīng)有功能,造成數(shù)據(jù)采集儀表電氣特性不良,致使與其相連的傳感器無供電,無法工作,也就沒有合成零點(diǎn)數(shù)值,最終引發(fā)了設(shè)備故障。

2.1.4處理方法

確定了5 V模塊電源已經(jīng)損壞,對(duì)該模塊電源進(jìn)行了更換,重新通電后,電源指示燈亮起,系統(tǒng)顯示自檢正常,對(duì)其輸出電壓進(jìn)行測(cè)量,顯示為5.0 V。從程序界面觀察,各個(gè)傳感器的感應(yīng)零點(diǎn)數(shù)值穩(wěn)定,并且都在合理的數(shù)值區(qū)間之內(nèi)。當(dāng)貨車車輛通過后,數(shù)據(jù)顯示正常,通過一段時(shí)間的核查比對(duì),證明該測(cè)點(diǎn)數(shù)值與其他測(cè)點(diǎn)數(shù)值并無較大差距,表明該測(cè)點(diǎn)裝置故障已得到解決,可以正常使用。

為杜絕裝置電子元器件超期使用而導(dǎo)致的設(shè)備故障,對(duì)局管內(nèi)超偏載檢測(cè)裝置超出大修期限的,進(jìn)行了主要部件的升級(jí)和改造,從而成功杜絕了此類故障的發(fā)生。

2.2傳感器松動(dòng)發(fā)生故障

由傳感器松動(dòng)導(dǎo)致的設(shè)備故障曾發(fā)生在武威南站的武金線測(cè)點(diǎn)。

2.2.1故障現(xiàn)象

2021年1月,蘭州局管內(nèi)武威南站武金線測(cè)點(diǎn)的超偏載檢測(cè)裝置在運(yùn)行時(shí)頻繁發(fā)生檢測(cè)數(shù)值大幅波動(dòng)數(shù)據(jù)異常、誤報(bào)的情況。對(duì)武金線超偏載檢測(cè)裝置運(yùn)行情況進(jìn)行了調(diào)查分析,共產(chǎn)生超偏載檢測(cè)裝置過車異常數(shù)據(jù)87條(其中超載報(bào)警異常數(shù)據(jù)50條,偏載報(bào)警異常數(shù)據(jù)3條,精度異常數(shù)據(jù)34條),這些異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生導(dǎo)致了檢測(cè)過車車輛信息不全、車輛匹配錯(cuò)誤、誤報(bào)警情況的發(fā)生,嚴(yán)重影響了貨檢人員作業(yè),影響運(yùn)輸效率。

2.2.2檢查步驟

1)檢查線路基礎(chǔ)情況,通過目測(cè)和軌距尺測(cè)量線路,確認(rèn)該段線路的幾何尺寸是否正常以及線路的基礎(chǔ)是否牢固。

2)檢查數(shù)據(jù)采集儀表。首先檢查數(shù)據(jù)采集儀表的外部供電情況,確保其輸入電壓符合標(biāo)準(zhǔn)要求。其次對(duì)數(shù)據(jù)采集儀表進(jìn)行檢測(cè),以確認(rèn)其輸出電壓在正常范圍之內(nèi)。

3)檢查傳感器。對(duì)剪力傳感器和壓力傳感器進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試,驗(yàn)證它們的輸入、輸出電壓是否在正常范圍內(nèi),以及其電阻值是否符合標(biāo)準(zhǔn),以確定傳感器的電氣特性是否正常。

4)觀察程序軟件顯示界面較長(zhǎng)時(shí)間后發(fā)現(xiàn),8號(hào)剪力傳感器的感應(yīng)零點(diǎn)數(shù)值呈現(xiàn)出一種規(guī)律性減小漸變的趨勢(shì)。

2.2.3故障分析

經(jīng)過對(duì)超偏載程序中傳感器感應(yīng)零點(diǎn)數(shù)值的變化規(guī)律和傳感器波形的分析,初步推測(cè)8號(hào)剪力傳感器可能存在輕微松動(dòng)的情況。

2.2.4處理方法

對(duì)該傳感器進(jìn)行重新緊固后,通過軟件觀察其零點(diǎn)數(shù)值的變化,確認(rèn)其零點(diǎn)數(shù)值是穩(wěn)定的,再結(jié)合車輛通過來觀察數(shù)據(jù)采集的情況,確認(rèn)過車數(shù)據(jù)采集正常。同時(shí)比對(duì)其他剪力傳感器數(shù)值,確保該傳感器與其他剪力傳感器數(shù)值基本一致,該設(shè)備恢復(fù)正常使用。為了避免類似問題的發(fā)生,強(qiáng)化了對(duì)日常設(shè)備狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)測(cè)工作,并結(jié)合設(shè)備的春、秋檢工作對(duì)超偏載檢測(cè)裝置進(jìn)行了全面檢查。

2.3 雷擊造成的設(shè)備損壞

雷擊曾引起迎水橋站上行測(cè)點(diǎn)的設(shè)備損壞。

2.3.1故障現(xiàn)象

在超偏載檢測(cè)裝置通電后,主機(jī)電源指示燈不亮且顯示器屏幕沒有任何內(nèi)容顯示。

2.3.2檢查步驟

1)根據(jù)故障現(xiàn)象,檢查外部電源供電是否正常,確認(rèn)供電正常。

2)打開工控機(jī)主機(jī)箱,發(fā)現(xiàn)機(jī)箱電源沒有輸出電壓。

2.3.3故障分析

該地區(qū)強(qiáng)烈的雷雨天氣,導(dǎo)致了主機(jī)電源損壞。

2.3.4處理方法

更換新主機(jī)后,設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),對(duì)貨車車輛進(jìn)行檢測(cè),顯示過車數(shù)據(jù)正常。為了減少測(cè)點(diǎn)設(shè)備的損失,已對(duì)超偏載檢測(cè)裝置加裝了防雷設(shè)備,確保了裝置的良好使用。

2.4傳感器損壞

天水站上行測(cè)點(diǎn)設(shè)備故障,根源在于傳感器損壞。

2.4.1故障現(xiàn)象

當(dāng)超偏載裝置沒有車輛經(jīng)過時(shí),程序顯示有車輛通過;當(dāng)車輛正常通過時(shí),程序界面無數(shù)據(jù)顯示。

2.4.2檢查步驟

1)檢查檢測(cè)臺(tái)面,確認(rèn)傳感器外觀無異常。

2)啟動(dòng)主機(jī),檢查各個(gè)通道在車輛未通過時(shí)的數(shù)值及傳感器零點(diǎn)值,結(jié)果顯示7號(hào)壓力傳感器的數(shù)值異常。

3)測(cè)量7號(hào)壓力傳感器的電阻值為1.8 kΩ,確認(rèn)該傳感器已經(jīng)損壞。

2.4.3故障分析

該傳感器內(nèi)部的電子元件損壞,因而傳感器損壞導(dǎo)致設(shè)備故障。

2.4.4處理方法

更換新的壓力傳感器后,測(cè)量傳感器的電阻值在正常范圍內(nèi),測(cè)量供電電壓也處于正常狀態(tài)。經(jīng)過對(duì)過車數(shù)據(jù)進(jìn)行核查,未發(fā)現(xiàn)異常情況,確認(rèn)該設(shè)備故障已經(jīng)排除。

2.5 車號(hào)天線故障

迎水橋站的下行測(cè)點(diǎn)設(shè)備故障,根源在于車號(hào)天線接線處密封不嚴(yán),導(dǎo)致車號(hào)信息無法采集。

2.5.1故障現(xiàn)象

該站下行測(cè)點(diǎn)設(shè)備車號(hào)接收異常,雨天或夜間出現(xiàn)無車號(hào)的故障,超偏載軟件將無車號(hào)的車輛信息當(dāng)成異常予以屏蔽,不上傳該條過車信息,產(chǎn)生列車軸距缺失的情況。

2.5.2檢查步驟

1)對(duì)車號(hào)主機(jī)進(jìn)行斷電檢查,確認(rèn)主機(jī)外觀及內(nèi)部板卡無明顯異常,板卡電路及主機(jī)電源無短路及燒蝕情況,確認(rèn)車號(hào)主機(jī)狀態(tài)良好,車號(hào)主機(jī)設(shè)備正常。

2)敲擊開機(jī)磁鋼模擬車輛通過,并使用XCDT—5型微波場(chǎng)強(qiáng)儀測(cè)量車號(hào)天線的場(chǎng)強(qiáng),發(fā)現(xiàn)在天氣晴朗時(shí)車號(hào)天線場(chǎng)強(qiáng)正常,車號(hào)系統(tǒng)開機(jī)及接收數(shù)據(jù)正常,無不良反應(yīng)。

3)對(duì)車號(hào)天線及其同軸電纜線進(jìn)行外觀檢查,并未發(fā)現(xiàn)明顯異常,模擬下雨天氣對(duì)車號(hào)天線進(jìn)行注水試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)車號(hào)天線無法正常接收數(shù)據(jù),于是確認(rèn)車號(hào)天線與同軸電纜連接處密封不嚴(yán),導(dǎo)致雨天設(shè)備故障。

2.5.3故障分析

過車震動(dòng)或人員上道作業(yè)時(shí)故意踩踏,車號(hào)天線接線處密封不良,進(jìn)水導(dǎo)致設(shè)備故障,均會(huì)影響設(shè)備使用。對(duì)天線及與同軸電纜接口進(jìn)行升級(jí)改造,天

線與同軸電纜接口采用航空接口,達(dá)到防水要求,另外增加防水接線盒起到二次保護(hù)作用,避免接頭受潮而干擾信號(hào)采集,從而杜絕過車異常數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。車號(hào)天線、同軸電纜接頭存在受潮、進(jìn)水等情況或同軸電纜連接接頭處不潔、污損,均會(huì)對(duì)微波的傳輸和發(fā)射產(chǎn)生極大的影響,使從微波盒發(fā)射出的微波信號(hào)有所減弱,不能激發(fā)車號(hào)天線正常接收車輛標(biāo)簽信號(hào),這樣會(huì)造成車輛標(biāo)簽不能被天線讀取到,造成軸距缺失。

2.5.4處理方法

對(duì)車號(hào)天線與同軸電纜連接處進(jìn)行重新密封,并對(duì)同軸電纜接頭進(jìn)行抗氧化處理,連接處理后對(duì)天線電阻進(jìn)行測(cè)量,阻值為1.1 Ω,在正常范圍內(nèi)。經(jīng)過一段過車觀察,確認(rèn)設(shè)備恢復(fù)正常。

2.6 車號(hào)識(shí)別設(shè)備計(jì)軸判輛錯(cuò)誤導(dǎo)致誤報(bào)警的故障

2.6.1故障現(xiàn)象

2022—08—02T10:01,23008次列車通過武威南站武金上行檢測(cè)點(diǎn)時(shí),機(jī)后第一位1617458車輛出現(xiàn)超載嚴(yán)重報(bào)警(超載55.5 t),導(dǎo)致武威南編組站扣車檢查,影響該站行車組織計(jì)劃。

2.6.2故障分析

通過對(duì)貨檢安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)中車輛追蹤情況的觀察分析,可以看出車號(hào)為1617458的車輛,在通過武金上行測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)了嚴(yán)重的超載情況,但在其之前通過的貨檢站各測(cè)點(diǎn)均未出現(xiàn)報(bào)警的情況。觀察對(duì)比了一下23008次列車的軸距表信息(圖2),顯示車號(hào)識(shí)別設(shè)備計(jì)軸判輛用的軸距表匹配車型出現(xiàn)了嚴(yán)重的錯(cuò)誤,將一臺(tái)雙機(jī)重聯(lián)機(jī)車誤判為一臺(tái)普通6軸機(jī)車和一輛C70型貨車,并將機(jī)車的重量匹配到車號(hào)為1617458的貨車上,造成該車列機(jī)車后第一位貨車車輛嚴(yán)重誤報(bào)警的情況。

由此可以得知,車號(hào)識(shí)別設(shè)備中機(jī)車的車型車號(hào)庫數(shù)據(jù)不全,造成車號(hào)識(shí)別設(shè)備程序?qū)囕v計(jì)軸判輛信息的匹配產(chǎn)生了錯(cuò)誤,是導(dǎo)致這次誤報(bào)警故障的根本原因。

2.6.3處理方法

1)針對(duì)超偏載檢測(cè)裝置車號(hào)識(shí)別設(shè)備異常數(shù)據(jù)多的情況,于2022年8月份對(duì)部分車號(hào)識(shí)別設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)改造。一是更換XC—3型升級(jí)版車號(hào)識(shí)別設(shè)備;

二是將232串口傳輸模式改為網(wǎng)絡(luò)接口傳輸模式;三是升級(jí)車號(hào)識(shí)別設(shè)備主控制板軟件程序;四是對(duì)車號(hào)計(jì)軸判輛磁鋼增加了抗干擾模塊;五是將車號(hào)識(shí)別天線與同軸連接電纜接口改為防水的航空插頭并安裝了防水接線盒。

2)加大數(shù)據(jù)核查力度。利用車輛追蹤系統(tǒng)及時(shí)觀察比對(duì)報(bào)警數(shù)據(jù),確保報(bào)警數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性^[3]。當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí),值班監(jiān)控人員應(yīng)及時(shí)鑒別報(bào)警數(shù)據(jù)的可靠性,利用超偏載檢測(cè)裝置、軌道衡和TPDS多測(cè)點(diǎn)的檢測(cè)信息,進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì);通過遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件,檢查該測(cè)點(diǎn)的設(shè)備狀態(tài)是否存在異常、超偏載檢測(cè)裝置稱重程序是否報(bào)錯(cuò),以及是否存在其他外界因素影響。若發(fā)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)屬于誤報(bào)警,應(yīng)及時(shí)通知車站相關(guān)人員,避免不必要的扣車復(fù)衡等工作。

3 結(jié)束語

超偏載檢測(cè)裝置故障可能是多種因素交互作用的結(jié)果,也可能只是單一因素導(dǎo)致的。加強(qiáng)對(duì)其日常監(jiān)控的重視,對(duì)過車數(shù)據(jù)和傳感器波形進(jìn)行深度綜合分析,并定期進(jìn)行全面檢查,可以有效預(yù)防問題發(fā)生,確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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2024年第15期第19篇