降低铁路集装箱F-TR锁装卸安全风险探讨

田睿琪 中国铁路上海局集团有限公司上海货运中心

1 引言

随着铁路运输的集装化趋势以及多式联运的进一步展开，铁路集装箱作业量进一步增大，集装箱装卸作业的安全显得愈发重要。自2007年起，我国开始在全路范围内大规模推广自主研制开发的铁路集装箱F-TR 锁。因其结构简单、可靠性强、锁固稳定，大大提升了铁路平车装载集装箱的安全性。目前，我国的铁路集装箱专用平车和NX70 型两用型平车基本全部配备了F-TR 锁，其特殊的鹰嘴结构大大简化了以往捆绑加固集装箱的作业流程，进一步保证了集装箱装卸作业效率，提升了运输安全系数。然而，F-TR 锁在装卸过程中却往往容易发生误起吊、集装箱角件不落锁等问题，带来车辆脱轨等安全隐患。因此，进一步降低集装箱F-TR 锁装卸安全风险成为了亟需解决的问题。

2 铁路集装箱FTR锁安全风险隐患分析

2.1 F-TR锁平车装卸作业不当安全险情分析

对国铁集团货运安全通报中集装箱险情情况进行分析统计可知：自 2016 至 2019 年 6 月期间，全路总计发生 100 件集装箱相关安全险情，其中空重混装险情为43 件；FTR 型锁头平车装卸作业不当，损坏车辆安全险情达到20 件，占总体安全险情的20%，具体见表1、图1。

因此，需要分析FTR 型锁头平车装卸作业不当导致车辆损坏的原因，并从物防、技防、人防等方面提出改进措施，做到对该安全风险的防控。

表1 2016至2019年6月全路集装箱险情分析

图1 2016至2019年6月集装箱险情图示

2.2 F-TR锁的结构存在不能脱钩现象

我国自主研制的F-TR 锁结构为特殊的鹰嘴型，3个倾斜的平面与集装箱角件产生相互作用，如图2、图3和图4所示。装载集装箱作业时，集装箱的角件沿落箱上导向斜面滑动，之后沿落箱下导向斜面滑动到对侧方向，最后，集装箱角件稳固地锁定在F-TR 锁的鹰嘴下方。在起吊时，集装箱角件沿出箱导向斜面滑出。

图2 F-TR锁结构直观图

图3 F-TR锁结构示意图

图4 F-TR锁在货车车体上的布置方向示意图

F-TR 锁的设计保证了集装箱在运输途中的稳固，但其构造使得F-TR 锁的吊装无法像传统直锁一样简单，经常出现集装箱吊装无法顺利脱钩的情况。起吊集装箱未脱钩，不仅会损坏平车的防脱钩装置，甚至可能导致集装箱与平车一同被吊起，车体与走行部脱离，造成脱线事故。

2.3 F-TR锁集装箱操作不规范

除了F-TR 锁本身的结构因素外，集装箱装卸作业人员的不规范操作也容易给F-TR 锁平车装卸集装箱带来安全隐患。根据《铁路集装箱运输规则》和《铁路货物装卸安全技术规则》规定：装卸集装箱时，应慢速、垂直、平行起落。尤其在吊箱时，应在起吊设备与集装箱顶部角件配合好后，进行点动试吊，确认无异常后，再慢速垂直起吊，直至集装箱的4 个下角件完全与锁头脱离。在实际作业中，尤其在作业量繁忙的时段，龙门吊或正面吊司机与地面装卸人员配合容易出现失误，点动试吊的过程容易被忽略。

其次，装卸人员配备不到位。集装箱装卸现场的辅助人员与门吊司机应当互相配合，共同把控F-TR 锁出、入箱角件情况。但实际作业时，经常出现为加快作业进度出现的辅助人员未到位并确认角件与F-TR 锁分离，就进行起吊作业的现象。从人为因素的角度，未按标作业、私自简化作业流程是导致集装箱装卸安全事故发生的原因之一。

2.4 F-TR锁集装箱操作培训不到位

装卸箱操作要领培训不到位。由于F-TR 锁的使用时间较短，相比其他货运装卸设备，其理论教学资源较少，F-TR锁的装卸培训教育工作又需要同实践紧密结合。因此，F-TR锁装卸的要领基本依靠师傅帮带和说教，导致各个货运生产现场对F-TR 锁装卸操作的重要性认知不足，对作业方法掌握程度不够深入，构成安全隐患。

3 铁路集装箱FTR锁安全风险对策

按照《铁路货物装卸安全技术规则》规定，针对带有FTR锁的平车，作业人员应当首先确认吊具四个旋锁是否与集装箱角件扣牢，确认无误后缓慢点动起升100 mm 左右，待集装箱角件孔与车辆锁头完全分离后继续进行起吊作业。

以上操作过程的关键在于“点动试吊”，然而“点动试吊”的力度和幅度完依靠装卸设备操作人员的经验和感觉，缺乏量化控制。在现有技术条件下，集装箱门吊司机往往无法自主判定F-TR 锁的起吊情况，主要依靠地面人员用对讲机或手势与门吊司机沟通，指挥门吊司机进行试吊和起吊。这种依赖人与人之间配合的“点动试吊”为事故埋下了安全隐患。从“技防”的角度来看，应当对现有机械设备进行改进，安装“点动试吊”安全量值控制系统和集装箱装卸车作业防勾连系统，减少人为操作失误。

3.1 集装箱装卸车作业防勾连系统

集装箱装卸车作业防勾连系统通过智能分析起吊过程中吊具载荷在设定的时间内重量是否持续增加或保持重量不变，从而判断集装箱的勾连情况。

集装箱装卸车作业防勾连系统工作流程见图5。

图5 集装箱装卸车作业防勾连系统工作流程图

集装箱装卸车作业防勾连系统主要适用于铁路货场门式起重机，进行FTR 锁平板车运输35 t 敞顶箱及20、40 英尺集装箱装卸车作业。该系统利用PLC 系统通过门吊小车上位置编码器、起升高度编码器、吊具信号（着箱、开锁、闭锁）、吊具激光测距传感器等采集信号数据，判断吊具着箱时的小车位置、起升高度及吊具开锁和闭锁的状态，进而实现集装箱作业工况（卸车、装车）自动判断，便于地面辅助人员掌握FTR 锁与集装箱发生勾连情况，自动实现FTR 锁限制起吊防勾连功能。

作业开始，在判定钢丝绳拉紧后，吊具着箱时，利用激光测距仪测量门吊小车到集装箱顶部的相对距离为d0。此时，开始起吊作业并进行实时距离测量。当门吊小车到集装箱顶部距离的实时测量值为d1时（d1=d0-100 mm，重箱和空箱的点动试吊高度设定不同，一般100 mm），起升机构自动停止进行停机确认，达到自动点动试吊的目的。

此时，继续起吊，系统将门吊吊具载荷与停机确认时的载荷数值进行对比判断，如果起吊时吊具载荷异常升高，则手柄自动回零，禁止起升并报警；若吊具载荷无异常，手柄回零后继续慢速提升；此时继续测量门吊小车到集装箱顶部距离，当距离为d2时（d2=d0-200 mm），恢复起升速度，FTR 锁误卡锁程序保护完成。

图6 正常起吊曲线示意图

（1）吊架锁原点定义为时间轴的0点：t0；

（2）t1s开始起吊，重量曲线在上升；

（3）当集装箱全部吊起，此时重量为T1，这一时刻用t2表示；

（4）继续起吊，t3至t4时刻点动试吊自动完成，停机确认，记录此时吊具载荷数值T2；

（5）t4时刻开起吊后，吊具载荷保持在T2数值无异常，则继续正常起吊。

图7 勾连情况下起吊示意图

（1）吊架锁原点定义为时间轴的0点：t0；

（2）t1s开始起吊，重量曲线在上升；

（3）当集装箱全部吊起，此时重量为T1，这一时刻用t2 表示；

（4）继续起吊，t3至t4时刻自动完成点动试吊，进行停机确认，记录此时重量数值T2；

（5）t4 时刻继续起吊，起吊重量相对T2发生异常增加时，进入非正常报警。

（6）系统控制自动停机，检查确认未脱锁情况。

图6 为正常起吊曲线示意图，图7 为勾连情况下起吊示意图。通过比较图6 和图7，集装箱门吊装卸FTR 型锁头平车时，通过检测起吊过程中吊具载荷在设定的时间内重量是否持续增加或保持重量不变，确认集装箱勾连与否。发现勾连时，控制器立即发出音响、灯光报警，同时控制集装箱吊具自动停止起吊作业，防止因未脱锁造成平车被吊起，进而导致脱轨事故。

该系统通过激光测距仪进行起吊高度差值的跟踪测量，一方面保证了测量精度，另一方面也最大程度地避免了集装箱顶部有积雪等工况条件对高度差测量的精度影响，保证了点动试吊的安全自动化，能够防止因勾连造成车辆故障和行车安全隐患，减轻作业人员劳动强度，保证安全生产，提高作业效率。

3.2 强化集装箱装卸安全生产过程控制

在未配备集装箱装卸车作业防勾连系统的车站，保证作业人数符合要求，每台装卸设备配备装卸作业人员不少于3人，其中司机1人、起重指挥不少于2人；严禁司机单岗作业。

在装卸设备能力有限的情况下，要强化集装箱装卸安全生产过程控制，严格F-TR 锁装卸箱操作方法。结合国铁集团集装箱相关装卸技术规章，从生产作业现场实际情况出发，有针对性地提出集装箱 F-TR 锁装卸车安全措施。

集装箱装车作业时，为保证箱体下落平稳，避免碰撞损坏，应在下降到距离锁头承载截面高度120 mm 左右时悬停，调整位置，在角件与锁头完全对准后继续下落。

集装箱卸车车作业时，待起吊设备与集装箱上部角件扣牢后再点动试吊。点动试吊完成后再慢速起吊，直到下部角件与各锁头承载面距离大于100 mm 后，由作业辅助人员进行发出确认信号，再进行快速起吊保证卸车效率。

3.3 加强集装箱装卸安全生产教育

除了硬件设备的改善外，装卸人员素质的提升也是保证F-TR 锁装卸安全的重要保证。货运系统应当强化集装箱装卸安全生产教育，组织开展专题货运安全教育活动，包括学习集团公司货运部整理下发的集装箱运输安全事故案例等文件，开展装卸作业岗位“立标、学标、达标、落标”等活动，提升货装作业人员安全责任意识。

4 结束语

集装箱装卸安全是铁路运输集装化开展的关键。本文对铁路集装箱运输车辆广泛使用的F-TR 锁进行了分析，包括F-TR 锁的结构、装卸安全风险隐患等。从“人防、技防、物防”的角度，给出铁路集装箱F-TR 锁装卸安全管理对策，包括新增集装箱装卸车作业防勾连系统、强化装卸安全过程管控以及加强安全生产教育等，为铁路集装箱运输的安全发展提供了一定的参考。