新建铁路包西通道包头至大保当段“5T”系统布局研究

2012-01-21刑喜军马学涛

铁道标准设计 2012年8期

刑喜军,马学涛

(1.新包神铁路有限责任公司,呼和浩特 010050； 2.中铁工程设计咨询集团有限公司机械动力设计研究院,北京 100055)

1 “5T”系统功能概述

铁路车辆安全防范预警系统(简称“5T”系统)主要由车辆轴温智能探测系统(THDS)、车辆运行品质动态监测系统(TPDS)、车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TADS)、货车故障动态图像检测系统(TFDS)、客车运行安全监控系统(TCDS)组成[1]。

1.1 车辆轴温智能探测系统(THDS)

车辆轴温智能探测系统(THDS)利用轨边红外线高速探头和智能跟踪装置,实时检测运行车辆的轴承温度,进行跟踪报警,是发现车辆热轴、防止热切轴、保证铁路运输安全的重要设施,是提高运输效率的重要保障。

1.2 车辆运行品质动态监测系统(TPDS)

车辆运行品质动态监测系统(TPDS)通过设在轨道上的测试平台,实现自动识别运行品质不良车辆、超偏载车辆、车轮踏面损伤车辆功能的设备。该设备可自动将监测信息发送至指定地点,并可对严重的监测结果随时报警[8]。

1.3 车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TADS)

车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TADS)通过对运行中货车轴承噪声信号的动态监测,可发现轴承内部的早期故障。它与THDS相结合,可以共同构成货车轴承的故障检测体系,能更加有效地防止切轴和脱轨,使列检对滚动轴承的检查,从人判为主逐步过渡到人机结合、机判为主的阶段[8]。

1.4 货车故障动态图像检测系统(TFDS)

货车故障动态图像检测系统(TFDS)以高速连续数字摄相等技术,自动抓拍运行中的车辆的关键部位(走行部、制动梁、悬吊件、枕簧、钩缓等),并经过数字化处理,传送至室内信息终端计算机,通过人机结合的方式进行故障判别,并及时通知室外检车员进行处理[8]。

1.5 客车运行安全监控系统(TCDS)

客车运行安全监控系统(TCDS)通过车载安全监控系统,监测列车运行中危及行车安全的主要设备(供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器、防滑器、制动系统、车体、转向架动力学性能、轮对状态等)的工作及安全状态,分散检测,集中显示报警,确保行车安全,并通过无线通信设备将监测信息实时发送至地面,实现地面指挥中心对运行中客车的远程监控[8]。

2 “5T”系统设备构成

2.1 车辆轴温智能探测系统(THDS)

车辆轴温智能探测系统由探测站、复示站、铁路局监测站组成。探测站主要完成数据的采集、处理、传输,对通过列车进行机车、客车、货车识别，车号智能识别等以及自检等多种功能。

2.2 车辆运行品质动态监测系统(TPDS)

车辆运行品质动态监测系统由探测站、复示站、铁路局监测站、铁道部查询中心3级组成,各级之间通过铁路通信网络相联。

2.3 车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统(TADS)

车辆滚动轴承故障轨边声学诊断系统主要由探测站、复示站、铁路局监测站、铁道部查询中心组成。

2.4 货车故障动态图像检测系统(TFDS)

货车故障动态图像检测系统主要由探测站、列检动态检车室、铁路局监测站、铁道部查询中心等构成。

2.5 客车运行安全监控系统(TCDS)

TCDS由TCDS无线数据下载站、客车整备所监测站、车辆段监测站、铁路局监控站、铁道部查询中心以及各级中心的联网应用组成。

3 “5T”系统在包西铁路通道中的布局及原则

包西通道包头至大保当段线路起于包头枢纽包头站西端,止于神延线大保当站神木端,线路先后经过内蒙古自治区包头市、鄂尔多斯市的达拉特旗、东胜区、伊金霍洛旗,陕西省榆林市神木县,线路全长243.26 km。全线设车站11座,其里程及站间距详见表1。

表1 车站里程及间距

全线在新街及神木西站设主要列检所各1处,罕台川站设装卸检修所1处。本线及相邻线车辆设备的分布、性质和规模详见图1。

图1 本线及相邻线车辆设备的分布、性质和规模

3.1 车辆轴温智能探测系统布点

根据《铁路车辆运行安全监控系统设计规范》(以下简称《规范》),车辆轴温智能探测系统探测站应设在编组站、区段站、有列检作业的车站及特殊需要的车站。根据需要,可设置在沿线车站或线路区间。

探测站的间距应结合车站位置、线路平纵断面、长大隧道、桥梁、货车进入兼顾货运的客运专线的作业站等因素综合考虑,一般情况下,宜为30 km,并不得超过35 km。

复示站应设在局(公司)车辆检测所、车辆段、列检作业场及特殊需要的处所。

根据以上布置原则,结合本线车站的站间距,在包头南、达拉特西、大塔、罕台川、东胜西、鄂尔多斯、新街、中鸡、神木西9个车站新建红外线轴温探测站,每个车站上下行各设置探测站1处,共计18处。

本线车站站间距设置比较均匀,大部分站间距可满足不超过35 km的要求,只是本线北端包头南站与既有线接轨,是分析探测站布置的终点和难点。包头南站下行来车有2个方向,分别为包头与包头西方向,包头与包头西站上下行均已布置有红外线探测站,其中包头站距达拉特西站未超过35 km,而包头站距达拉特西站超过35 km,因此包头南站下行仅在包头来车方向设置探测站1处。

《规范》规定探测站在站场的位置应符合以下条件：

(1)具有可靠的供电、通信设施和必要的交通条件；

(2)多方向列车进入车站的咽喉区的外侧；

(3)在探头来车前方宜有不小于50 m的直线段；条件困难时,最小曲线半径不宜小于800 m；探头距离最近道岔岔尖不应小于30 m；

(4)宜避开长大下坡道；

(5)应避开电气化区段分相点、轨道电路回流点等。

根据以上要求,各站探测站里程详见表2。

表2 探测站里程

包头南、达拉特西、大塔、罕台川、东胜西、鄂尔多斯、新街7个站属于呼和浩特铁路局,因此红外信息传输至呼和浩特铁路局监测站；中鸡、神木西2站属于西安铁路局,红外信息传输至西安铁路局监测站。红外线轴温探测系统信息传输示意详见图2、图3。

图2 呼和浩特局管内红外线轴温探测系统信息传输示意

图3 西安局管内红外线轴温探测系统信息传输示意

由于呼和浩特铁路局管内增加红外线设备较多,因此呼和浩特铁路局监测站增加主机2台(1主1备)。

在新街、神木西主要列检所内各设红外线复示站1处。

3.2 货车故障动态图像检测系统(TFDS)

从TFDS的功能可以看出,实际上它是部分代替列检中人工检车作业方式的高科技设施,所以其探测站应安装在到达列车较多的、有列检作业的车站,通过TFDS探测可以实现列检作业从人检向机检、由静态检测向动态检测的重大转变,以降低工人的列检作业强度,提高列检作业效率[2]。

本线在新街、神木西2个设有列检所的车站空车到达端各设TFDS设备机房1处。探测信息传至当站列检所列检动态检车室,再上传至呼和浩特铁路局监测站,TFDS信息传输示意详见图4。随着运输组织的变化及长交路直通货物列车的大量开行,列检平均保证距离已由300 km提高到了500 km[2],以上TFDS探测站的设置,有效保证了列检质量。

《规范》规定探测站在站场的位置应符合以下条件：

(1)具有可靠的供电、通信设施和必要的交通条件；

(2)多方向列车进入车站的咽喉区的外侧；

(3)在探头来车前方宜有不小于50 m的直线段；条件困难时,最小曲线半径不宜小于800 m,且此区段不得有道岔；

(4)宜避开长大下坡道和列车调速停车区段。

此外,应特别注意由于探测站的探测信息是由大量图片组成的,从收到信息到发现列车故障需要一段反应时间,因此探测站不应直接设置在有列检作业的车站,而是设置在前方车站或前方区间。新街站和神木西站距前方车站均较远(30 km左右),因此2个TFDS探测站均设置在前方区间,里程分别为DK157+850和DK212+000处。