旅客列车尾部安全防护装置的应用

2012-07-27钟海雄

铁道运营技术 2012年4期

钟海雄

（广铁安监办驻广州车辆段验收室，助理工程师，广东广州 510010）

目前，广铁集团管内旅客列车的车辆乘务员担当了运转车长职能，列车运行中，需随时配合机车乘务员查询列车尾部风压值，这一工作性质相对比较固定。而车辆乘务员是需流动巡视作业，这与所要担当的运转车长职能存在矛盾，造成车辆乘务员大部分时间只能在列车尾部值乘，难以顾及车厢设备的巡检作业和车辆设备的运行安全。为确保旅客列车运行安全，提高列车安全预警和防护能力，根据铁道部颁布的《关于实施既有机车换装CIR/LJB设备、加装客车列尾装置和安排检修检测配套设备工作的通知》（运装基电〔2010〕3764号）文件要求，各个铁路局陆续在旅客列车尾部车辆加装了800 MHz旅客列车尾部安全防护装置（KLW）。它的应用将对旅客列车推行取消运转车长作业模式具有指导意义。

KLW装置与机车车载通信设备（CIR）的列车防护预警功能单元（LBJ）将构成有机整体，具有列车尾部风压检测和数据上传、辅助排风制动、风压自动提示和供电电压欠压自动提示以及状态信息和风压数据存储功能。KLW一旦投入应用，可以自动将列车尾部风压不停地反馈到CIR的操作显示终端（MMI）。机车乘务员直接通过MM I查询列车尾部风压，从而迅速准确地判断列车制动主管是否贯通、风管风压是否正常、列车是否完整，以便及时控制列车（无线遥控排风停车）并向后续列车预警，避免事故或二次事故的发生。因此，KLW是确保旅客列车运行安全的重要行车安全设备。该装置由车辆部门负责使用维护，为此，让车辆乘务员熟知该装置的功能及构成，准确及时地判断和处理运用中出现的故障，确保该装置状态良好投入运用十分重要。

1 装置构成

在旅客列车尾部车辆设备箱内固定配备1台KLW主机，安装有列车管延长管、天馈线插座、+48V电源插座。整个装置构成如图1所示。

图1 装置构成图

1.1 主机 KLW主机由控制单元、记录单元、排风（制动）单元、列尾指示灯、风压检测单元、电源单元、信道机、天线、风管、电源电缆和挂接单元等组成。主机采用箱式结构，上盖、下盖和机壳采用铝合金材料，下盖和机壳焊接为一体，风管、电源电缆、维护和编程接口、天馈线插座、电源开关和提手位于主机上端面，数码管位于主机正面，排风口和ID铭牌位于主机侧面，挂接插槽位于主机背面，胶足位于主机底部。主机外部结构见图2。

图2 KLW主机示意图

接口说明：

1）维护和编程接口的接插件采用15芯孔型插座，型号为D-Sub，插孔分为3排，每排5芯。引脚定义见表1。

表1 维护和编程接口引脚定义

2）电源接口的电源线采用了单相2级带接地插头（250 V，10 A），符合GB1002-2008《家用和类似用途单向插头插座型式、基本参数和尺寸》的相关规定，长度为1 000 mm（从列尾装置主机到插头）。

3）主机接通电源后，数码管显示窗口显示的代码含义见表2。

表2 数码管代码含义

4）天馈线插座接口采用N-KKF型孔式插座，天线通过主机上的馈线插座连接。

5）主机上的风管通过快速接头与列车主管连接，由螺母组件、衬芯、钢套及橡胶软管组成，采用铆合结构。接头、螺母组件及钢套为不锈钢材质，橡胶软管由内层橡胶、1层钢丝加强层及外层橡胶组成，风管技术参数符合TB/T3087-2003《机车车辆总风软管连接器总成》的有关规定。

1.2 天馈线在车顶适当位置（满足距纵向中心线不大于550 mm，直径1 m范围内没有高于天线的物体的要求）焊加天线安装座，并按铁标相关规定进行漏雨试验，天线牢固地安装在座上，其型号为TZ800。天线底部设有馈线插座，插座型号为N型孔式插座。

馈线一端与N-KKF型天馈线插座连接，另一端与天线可靠连接，并固定在天线座上。天馈线及插头组装成一体，其型号为KLW-RF-X（X代表馈线长度）。

1.3 延长管在尾部车辆紧急制动管路中（列车主管的一部分）加装延长管与主机风管连接，并在连接处加装带侧排的球芯截断塞门。当塞门手把与塞门体同向时，塞门处于关闭状态；当塞门手把与塞门体垂直时，塞门处于开通状态。球芯的排风口应在手把的反侧，阀体的排风口应在手把开启位的反侧。所有的延长管都经过了水压和风压强度试验。

1.4 直流电源根据不同的车型车种，分别在综合控制柜/照明控制柜/本车控制屏等处引DC48电源至主机安装箱内插座接线端子，布线符合TB/T 1759-2003《铁道客车配线布线规则》的规定。保证同时向列尾装置和尾灯供电的前提条件下，在DC48V供电和AC380V供电的客车中，列尾装置电源插座与侧灯插座并联；在DC600V供电的客车中，PLC综合控制柜中增加了1块DC110V/DC48V尾灯工作电源模块，专供列尾装置供电。

2 功能的实现

2.1 建立列尾连接关系 KLW开机后自动进入待机状态（不主动发送任何信息）并显示本机的KLWID，显示格式为ID.XXXXXX。在机车CIR设备操作显示终端上输入KLW ID并按下确认键，LBJ向KLW发送包含机车号和KLW ID的输号命令信息，KLW对输号命令信息包含的KLW ID进行判断，如与本机一致则存储并显示机车号，同时向LBJ发送包含机车号和KLW ID的输号应答信息，双方建立了连接关系，LBJ发出声光提示。LBJ和KLW之间以KLW ID作为基础进行“一对一”通信。已经建立列尾连接关系的KLW不再响应其它LBJ的输号命令信息。

2.2 查询风压机车乘务员按下风压查询按键，LBJ向KLW发送手动风压查询命令信息，KLW收到后对手动风压查询命令信息中包含的KLW ID和机车号进行判断，如与本机一致则向LBJ返回风压信息，LBJ发出声光提示。KLW返回风压信息后显示当前风压值，显示格式为“1PXXX”，显示8 s。

2.3 列尾风压动态显示 LBJ向KLW发送自动风压查询命令信息时，KLW对自动风压查询命令信息中包含的KLW ID和机车号进行判断，如与本机一致则向LBJ返回风压信息并显示当前风压值，显示格式为“2PXXX”，显示8 s。如果KLW连续5 m in未接收到LBJ发送的任何信息，自动进入待机状态。KLW处于待机状态时，如果接收到LBJ发送的风压查询命令信息、辅助排风制动信息或输号命令信息，对信息中包含的KLW ID进行判断，如与本机一致则向LBJ返回相应的应答信息，恢复为连接状态。

2.4 辅助排风制动机车乘务员按下排风按键，LBJ向KLW连续发送5帧排风制动信息，KLW收到后对排风制动信息中包含的KLW ID和机车号进行判断，如与本机一致则进行辅助排风制动并返回应答信息，LBJ发出声光提示。KLW返回应答信息后显示开始排风前的风压值，显示格式为“3PXXX”，直至排风结束。排风结束后，KLW显示每秒闪烁1次的当前风压值，显示格式为“FXXX”，显示8 s。

KLW一次排风电磁阀开启时间为30 s，辅助排风制动应触发列车紧急制动。

2.5 风压自动提示当列车管风压低于560 k Pa时，KLW每隔20 s自动向LBJ发送风压自动提示信息，LBJ收到后发出声光提示。KLW发送风压自动提示信息后，显示每秒闪烁1次的当前风压值，显示格式为“FXXX”，显示8 s。按下MM I的确认键后，LBJ向KLW发送应答信息，KLW收到后停止发送风压自动提示信息。

2.6 供电电压欠压提示当供电电压低于40 V时，KLW每隔20 s自动向LBJ发送供电电压欠压自动提示信息，LBJ收到后发出声光提示。KLW发送供电电压欠压自动提示信息后，显示每秒闪烁1次的供电电压欠压状态，显示格式为“-UL-”，显示8 s。按下MM I的确认键，LBJ向KLW发送应答信息，KLW收到后停止发送供电电压欠压自动提示信息。

2.7 解除连接关系在MM I输入6个0并按下确认按键，LBJ向KLW发送消号命令信息，解除列尾连接关系并发出提示音。KLW收到后对消号命令信息包含的KLW ID和机车号进行判断，如与本机一致则进入待机状态，删除存储的机车号并显示本机的KLW ID。

3 故障判断与处理

旅客列车尾部安全防护装置产权归相关车辆段并配备KLW主机检测台，并实施管理职能。由车间车辆乘务员负责使用、保管、交接和日常维护。应用中常见故障判断与处理准确与否直接关系到KLW的正常使用。

3.1 运用故障

3.1.1 KLW主机不能正常开机 KLW主机开机后，如果出现不显示ID等情况，应检查电源电缆。确保电源电缆和插头外观良好并可靠连接至列车尾部车辆DC48V电源插座。如果仍未能排除故障现象，应更换KLW主机。

3.1.2 连接KLW主机后出现风压泄漏列车发车前，连接KLW主机后如果出现风压泄漏，应更换KLW主机以确定泄漏具体部位。

3.1.3 KLW主机显示的风压值不正确列车发车前，如果KLW主机显示的风压值与实际值偏差过大时，首先应确认车辆折角塞门是否打开、制动软管连接是否正确，如仍未排除故障，应更换KLW主机。

3.1.4 LBJ不能与KLW主机建立连接关系列车发车前，如果KLW主机上电正常，而LBJ未能与KLW主机建立连接关系时，有可能是频率干扰或机车乘务员输入的KLW主机ID不正确导致。首先，车辆乘务员应检查KLW主机外壳ID标志铭牌与数码管显示的ID是否一致，不一致时应以数码管显示的ID为准，通知机车乘务员重新输号进行连接。如果LBJ多次输号仍未能与KLW主机建立连接关系，车辆乘务员应更换KLW主机并重新进行连接。

3.1.5 客车列尾系统不能正常使用在列车运行过程中，如果客车列尾系统出现故障无法正常使用时，机车乘务员应及时通知车辆乘务员按有关规定核对风压，维持运行至前方机车换挂站后，由车辆乘务员更换KLW主机。

列车在隧道、路堑等不利于无线电波传输的区段运行时，如果客车列尾系统出现短时间的通信失效，属于正常情况，无需处理。

3.2 电源故障电源故障通常表现为上电不显示ID，此时需打开KLW主机外壳，测量电源单元输入电压是否为DC48V，否则更换KLW主机电源电缆；故障仍未消除，可测量电源单元输出电压是否为DC7.5V，无输出电压时，需更换电源单元，直至故障消除。倘若是数码管显示不全，应检查数码管与主控板的连接线是否松动或损坏，需加以紧固必要时更换连接线。

3.3 传感器和电磁阀故障传感器（位于风压检测单元中）故障表现为KLW主机显示的风压值始终为0，或与实际值偏差过大。电磁阀故障表现为接收到排风命令时报告排风，但无排风动作或排风量不达标。故障判断和处理方法如下：

1）风压值偏差过大时，应使用检测台校准KLW主机风压。

2）风压校准失败时，检查传感器到主控板的连接线是否脱落或损坏。脱落时重新连接，损坏时更换连接线。

3）检查传感器是否损坏，损坏时更换传感器。

4）接收到排风命令时，报告排风。如果有排风电流无排风动作或排风量不达标，可能是电磁阀堵塞，需更换电磁阀。堵塞的电磁阀退回厂家专业清洗。

5）接收到排风命令时，报告排风。无排风电流和排风动作，可能是电磁阀故障，需更换电磁阀。

3.4 风压泄漏遇到风压泄漏情况时，检查风管及延长管接头处是否泄露，并加以紧固，必要时更换密封件。若故障现象仍未消除，说明电磁阀内部结构中的密封胶垫可能出现位置不当或失效，需打开电磁阀调整胶垫位置或更换胶垫。

3.5 结构故障 KLW主机操作不当或剧烈震动时，可能出现活动部件与连接件失效的情况。如机壳变形或断裂、插头插座松动、风管接头泄漏等，可以对相应部件加以紧固或更换。

3.6 其他故障 KLW主机外壳ID标志与数码管显示的ID不一致时，使用机车号确认仪重新设置数码管显示的ID；若时钟误差过大时，使用KLW检测台或机车号确认仪校准KLW主机时钟。