铁路编组站自动化驼峰间隔制动位控速方法分析论文

铁路编组站自动化驼峰间隔制动位控速方法的分析摘要：铁路编组站自动化驼峰其间隔制动位使用t·jk非重力式车辆减速器作为控制工具。

对“前轻后重”混编车的速度控制，既要避免误夹轻车导致车辆脱轨，又要掌握好控制时机，因此，适当使用车辆减速器控速级别，可防止溜放车辆超速。

如何找到二者之间的最佳结合点，确保溜放安全和作业效率是间隔制动位面临的一个重要课题。

关键词：自动化驼峰间隔制动减速器控速
1 编组站自动化驼峰的背景及意义
在我国的国民经济和交通运输系统中，铁路运输占有极其重要的地位。

铁路客货运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。

其中，长距离、大运输的货物运输，更是我国铁路运输的主要特征，对国民经济的发展有极其重要的意义。

因此，需要不断发展和提高铁路运输能力。

提高铁路运输能力的具体方法有很多，比如提高货车装载能力，铁路提速等等。

而在世界铁路运输界，公认的提高铁路运输能力的最关键之处并不在于“拉得多、跑得快”，而是在于列车编组，由编组站来完成。

编组站是铁路运输的重要生产单位，是铁路网上集中办理大量货物列车到达、解体、编组出发、直接和其他列车作业的车站，是保障铁路货物能力提高的主要环节之一，有“货物列车制造工厂”之称。

其主要工作就是列车编组，把货物列车中的车辆解体、然后按其去向重新集结编组成新的列车，向目的站方向发车。

但是从我国铁路网的实际情况来看，随着铁路货车既有线提速的进行和深入，铁路匀速能力紧张，点线能力不协调，编组站编组能力不足，是制约我国铁路运输能力提高的主要因素。

据数据统计，在车辆的全周转时间内，车辆在编组站的作业与停留时间约占50%左右，由此可见，提高编组站的作业效率，实现编组站自动化，对于提高铁路运输能力起着举足轻重的作用。

自动化驼峰，是完成货物列车解体作业的核心设备，也是编组站的主要调车设备。

调车驼峰的作业能力，决定了整个编组站的改造能力，驼峰自动化是实现编组站自动化的最核心部分。

驼峰自动化一般包括驼峰车辆溜放速度自动控制、溜放进路和调车进路联锁控制、推峰机车速度控制和货物信息处理等。

而驼峰车辆溜放速度自动控制室驼峰自动化的核心，它主要使用车辆减速器等调速设备来控制车组溜放速度，在提高作业效率的前提下，实现车组与前方停留车辆的安全连挂。

2 轻重混编在间隔制动位的控速现状
目前，铁路编组站自动化驼峰间隔制动位车辆减速器对轻重混编车的控速存在一定的问题：
2.1 当前轻后重时，由于轻车制动能高比重车大，所以重车会快速涌动上去，从而会因为制动不当导致轻车跳出轨道造成溜放车辆可能脱轨的隐患。

2.2 前轻后重时超速现象较多（特别是短钩车，一轻一重）通过对间隔制动位轻重混编车控速过程的分析发现，现有间隔制动位
控制程序对车辆控速使用车辆减速器的时机不准、控速级别不当，是造成超速的重要原因。

3 一般车辆在间隔制动位的控速方式
编组站自动化驼峰间隔制动位室外调速设备有测速雷达ld，车轮感应器tb，车辆减速器j3、j4。

雷达用于全程跟踪溜放车辆在减速器区段的速度；车轮感应器判别车组的长度及占用时间。

当溜放车辆进入车辆减速器后，系统通过雷达测到的车辆溜放速度并对其进行跟踪控制。

当溜放车辆第一个轮对越过车轮感应器tb后作为控速的起始点，根据公式sn=∫vdt计算出溜放车辆在减速器区段任意一时间tn的走行距离sn，从而判断出轮对在减速器上的具体位置。

当车辆实际速度v实大于出口设定速度v定时，根据车辆位置和测重等级，形成对车辆减速器的不同级别的控制命令；由
vt=v0-at加速度原始公式可得v出口=v实-at，于是可以推导出v 实=v出口+at，最终可得到v实=v定+at（v定就相当于是出口速度）。

所以当v实≥v定+at时，（a表示车辆被制动时的减速度，t表示发制动命令后表示回来到发缓解令刚缓解的那一瞬间）发制动命令；v实≤v定+at时发缓解命令，从而控制溜放车辆的速度与设定的出口速度一致，达到控制速度的目的。

4 t.jk轻重混编控速时机上的分析
在这里我们假如把前空车（一级）和后重车（四级）混编定义为轻重混编。

当车辆减速器在对车辆轮对实施制动时，夹板和轮对的侧压力f产生对车辆的减速度a，a=k.f/m。

减速度的大小与侧压力成正比，与车辆的重量m成反比，而侧压力的大小与减速器的制动等级成正比。

也就是说采用同样的制动等级控制轻车产生的减速度大而重车的减速度小，即轻车制动能高比重车大。

如果用同一等级制动力制动轻重混编车，由于轻重车减速度不同，可能导致轻车被夹跳起，再加上间隔制动为车辆减速器本身都设在一定的曲线线路上，会产生一个离心力，于是当空车跳起后很容易脱轨，因此对轻重混编采取“放头拦尾”的原则我觉得是可行的。

但是，“放头拦尾”是以牺牲车辆减速器的控制时机为代价的。

控制长度由l控=（l减+l车）减小到l车，其控制时间大大缩短，如果没有在最适当的时机进行制动，将不会得到最好的控制效果。

例如换长为1.1m的车辆以20km/h经过减速器时，其最小控制时间仅为1.8s（减速器的长度为1.8*5=9.0m）时机非常短暂，很可能达不到控制的效果。

因此，“放头拦尾”时，车辆减速器在轻车轮对刚离开时，就应对重车轮对形成制动力。

控制制动时机可以由下面的公式计算得到：
对前、后台车辆减速器发制动令时，溜放车辆前轮对的理想位置d1、d2的计算公式应为：
d1=（l轻+l1）-tv即：式中t表示从发制动令到减速器全制动的时间，l1为前面轻车刚出第一台（前台）缓行器时刻时到tb的距离，即为前台末端到tb的距离，这时当系统判断sn=d1时给前
台j3发制动命令。

d2=（l轻+l2）-tv即：式中t表示从发制动令到减速器全制动的时间，l2为前面轻车刚出第二台（后台）缓行器时刻时到tb的距离，即为后台末端到tb的距离，这时当系统判断sn=d2时给前台j4发制动命令。

以此类推：当钩车增多到3个、4个、乃至更多的时候，测重机测到空车时候的数据必须交给ftk，当空车第一个轮对进入减速器区段，由tb就开始计算出sn的长度，然后采取前面的方法进行控制。

5 t.jk减速器实例分析
依据轻重混编控速的特殊性，对某1组轻混车在间隔制动位控速的实际溜放车辆钩车报告和雷达数据进行分析。

从钩报中可以看出，短轻混车（1轻1重）进入二部位的速度为23.1km/h，计算出口速度为17km/h，前后台分别用一级制动等级各制动1次，出口速度为22.1km/h，未起到明显的降速效果，超速5.1km/h。

从雷达数据分析溜放车辆被控制的时机，根据公式sn=∫vdt可以计算出溜放车辆前轮对的位置，根据系统提供的车辆长度，时机滞后。

通过计算，只有发令时机前移0.55s，才可能实现当轻车轮对离开车辆减速器，马上对重车轮对形成制动，保证最长的制动时间。

现有的控制程序体现了“放头拦尾”的指导思想，但是用一级制动级别制动四级重车，且控速时机滞后，带来控速效果不佳，特
别是对短轻混车几乎失去控制作用，而导致严重超速。

“放头拦尾”的指导思想是正确的，但只有适当控制车辆减速器的制动级别，准确掌握控制时机，才能确保间隔制动位对“轻重混编”钩车的控速达到安全，有效的目的。

参考文献：
[1]丁昆.成都北编组站综合集成自动化系统[j].中国铁路
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[2]北京全路通信信号研究设计院，cips综合管理系统[m]，2009.
[3]蒋大明，戴胜华.自动控制原理[m].北京：清华大学出版社，2008.
作者简介：
韩小川（1981-）、男、湖北武汉人，武汉铁路局、助理工程师，研究方向：自动控制。