铁路阔大货物装载中货物重心位置分析与改进探讨

庞婷婷 梁伟伟

摘 要：铁路在进行阔大货物运输时物体总重心位置是否合理直接影响到火车运行的安全性，一般情况下货物的总重心位置应当与车厢的横向中心线重合，当货物重量小于车厢额定承载能力的50%时，允许货物重心出现偏离，但偏离的数值也受到了多方面的约束。为了改进阔大货物运输的重心位置，采用BP算法计算货物的最优重心位置，从而提高货物放置的合理性。

关键词：铁路;阔大货物;重心位置

一、绪论

铁路运输是我国运输体系中非常重要的一个分支，在进行铁路运输货物时，经常会出现超大、超重的货物，给实际运输过程中造成了非常大的困扰，需要联合多个部门进行协调，保证货物装载和运输过程万无一失。特别是在装载与运输多件阔大物件时，就牵涉到对多件货物进行排列，合理的排列方式不仅能够在有限的空间内放置更多的货物，同时对于铁路运输的安全性也有重要的影响，甚至会影响到火车运输过程的安全超限等级以及火车时速，因此对货物进行科学摆放非常重要。为此，本文研究了铁路阔大货物装载与运输中重心位置的计算方法，并且提出了改进的方法，通过对重心位置的优化提高铁路运输的安全性。

二、铁路阔大货物装载中重心位置分析

铁路装载与运输过程中，在放置多件阔大货物时，火车的总重心位置是各个货物重心位置的合集，货物总重心位置的确定是通过横向总重心与纵向总重心共同决定的，[1]如图1～3所示。

上述公式中，各个字母代表的含义分别是：Li表示各个物件重心位置到车厢板前部的距离，单位为mm;Bi表示各个物件重心位置到车厢板侧边的距离，单位为mm;li表示各个物件重心所处面到车厢板中心销的垂直距离，单位为mm。

在放置货物时应当保证货物的总重心位置在车厢的横向中心线位置，从而保证车厢两端重力平衡。[2]当所有物品的总重量小于火车的额定承载能力，是运行货物装载过程中出现横向偏置的现象，但是必须要保证物品的总重量不得大于每节转向架额定承载能力的50%，同时要保证车厢上物品横向偏置的重量差小于10吨。[3]

三、重心位置优化探讨

在传统的方式中通常是采用建立模型的方式确定物件货物的总重心位置，但是在实际操作中约束条件较多，函数的求解方式也比较困难，在对单独物件进行计算时能够得到最优方案，然而无法将多个物件的计算公式结合到一起，难以得到最佳的组合方案，因此不具有实际的应用价值。为了解决这一问题，本文提出了一种新思路，即求解模型的非劣解，计算出多个物体的共同合理位置。在进行改进算法时，主要通过遗传BP算法解答。

BP算法是模仿信號在神经元之间相互交流的网络学习算法，[4]在将BP算法应用到铁路阔大货物装载重心位置改进中，主要的实施步骤主要分为了一下几个环节：

四、结语

铁路装载与运输中多件阔大货物重心位置的合理选择对货物装载的数量、火车的极限速度以及安全等级等方面具有重要影响，改进货物重心位置的合理性有利于提高火车的安全性能，为此结合了BP遗传算法对重心最优位置进行求解，提高货物放置的规划能力。

参考文献：

[1]尚苒.铁路货物装载加固安全方案安全性综合评价研究[J].甘肃科技纵横，2018，47（03）：60-63.

[2]丁文赢，杨磊，陆松，殷涛.提高我国铁路货物装载加固器材技术检测质量的对策[J].铁道货运，2016，34（03）：43-46.

[3]蒋荟，刘春煌，王华伟，王志华.铁路货运计量安全检测监控系统关键技术[J].中国铁道科学，2013，34（04）：137-144.

[4]陈奇，马玉坤，王延明.ADAMS在铁路货物装载加固纵向惯性力值计算中的应用[J].铁道货运，2007（12）：34-36.