关于铁路货车实施二次自动称量技术的研究与探讨_姚启雷.pdf

7 哈尔滨铁道科技哈尔滨铁道科技HARBIN RAILWAY TECHNOLOGYHARBIN RAILWAY TECHNOLOGY摘要：针对车列皮重称量、重车装载量二次确认存在的问题，分析车列皮重全数称量困难原因，研究探讨利用既有设备解决空车连续称量、重车自动二次确认的有效方法。实现装车站车辆皮重、装载二次称量智能化，提高企业管理水平和经济效益。关键词：货车；称量；技术；研究中图分类号：U225.1文献标识码：B文章编号：1674-2451（2022）04-0007-03关于铁路货车实施二次自动称量关于铁路货车实施二次自动称量技术的研究与探讨技术的研究与探讨姚启雷，宫平，李超，张庆典，包殿成姚启雷，宫平，李超，张庆典，包殿成（国能宝日希勒能源有限公司，内蒙古自治区呼伦贝尔021599）（国能宝日希勒能源有限公司，内蒙古自治区呼伦贝尔021599）收稿日期：2022-08-08轨道衡是煤炭装车站必不可少的计量设备。车辆的皮重和二次称量是确保计量准确的关键环节。由于目前静态轨道衡只能人工间断计量，效率低、强度大，致使车辆皮重无法全数称量。不得不采用车辆标记自重代替皮重，导致净载重产生误差，既造成了企业经济效益损失，又影响企业信誉。1现行称量技术存在问题轨道衡计量是国民经济中的一项重要的基础工作，其目的是实现计量单位的统一，保证计量的准确性、确保铁路货物运输的交接、日常贸易的公平1。较大型煤炭装车站一般均设有动态轨道衡或静态轨道衡。后者用于车辆空车皮重计量或重车装载量的二次确认。由于静态轨道衡功能所限，目前无法实现整列空车的连续称量，也不能自动完成重车装载量的二次确认，影响装载量的准确性和工作效率。1.1静态轨道衡设备功能简单轨道衡是安装在铁路上用来对通过列车装载货物进行计量的设备2。按称量方式的不同分为静态轨道衡和动态轨道衡。前者是用于称辆通过速度较低并只能进行单车单次计量的铁路车辆计量装置。有机械式、机电结合式和电子式三类。电子式静态轨道衡由承重台、传感器、称重显示仪表和数字打印机四部分组成。称量时，机车以低于 3 km/h 的速度将货车准确停止在承重台上，其重量通过承台支撑压力传感器及其控制装置，将压力信号变为电信号，从而进行测量。该系统只能进行数据显示和存储，不具备自动判断、分析功能，不能完成独立测量。1.2静态轨道衡计量工作效率低下目前在用静态轨道衡仅仅具备称重、显示功能，存储、打印均需人工完成，既占用人力资源，也存在人工操作不当产生误差问题，影响测量结果。统计显示，完成单车计量工作需要用时 2 min，对于编组 70 辆以上的装车站，一列空车检测需要用时140 min。这样的工作效率对于装车量比较大的车站是无法忍受的。不检测、部分检测现象存在，简化计量方式问题在所难免。1.3静态轨道衡自动化程度不高当动态轨道衡装载控制系统出现故障或发生单车计量不准时，需要对重车进行二次称量。这一任 8 年 第 期2 0 2 2务要由静态轨道衡来完成。车辆上称、对位、称重、装卸、确认均需人工操作。至少由对位员、计量员、装卸员 3 人完成。自动化程度低，劳动强度大。互控不当还容易产生误差，存在安全隐患，亟需对作业方式、工作流程、控制程序进行改进，实现计量系统自动化、高效化。2新技术在称量系统中的应用由于静态轨道衡不能高效进行整列车连续自动称量，装车皮重不得不以标记自重为基准，致使实际装载量与销售量不符，给企业造成损失或带来不必要的纠纷。因此，有针对性地进行静态轨道衡技术改进的研究与探讨是十分必要的。2.1建立多维评判模型，实现空车连续计量实现自动称量是设备改造之关键。只有建立起判稳模型，才能实现数据的自我确认和自动保存，进而实现连续称量。根据车辆结构特点和上称过程，建立起“六因素判稳模块”，对车辆是否完全上称进行自动判别。一是参数读取模快。与地面车号系统联通，读取车辆固有标记参数换长、自重、载重，经过数据转换存于数据库指定地址当中，以备随时调用。二是动态研判模块。随着车辆逐渐驶入称台，传感器的读数是不断变化的，系统根据重量变化曲线规律确定是否处于稳态阶段，由此作为车辆是否全部上称判断依据之一。三是重量研判模块。当传感器数据处于稳态时间 5 s 时，系统进行测重数值与自重数值不断比较。当其差值处在 1000 kg 范围之内时，系统认为车辆已经处于完全上称状态。四是稳态计时模块。该模块根据测重传感器测量数值的变化频率判断车辆是否处于稳态阶段。稳态周期时间设置为 5 s，数值稳定周期在 5 s 以上默认为车辆处于稳态阶段。五是位移判速模块。六是计轴计辆模块。采用铁路车号自动识别系统计轴、计辆技术，通过开门、关门磁钢对车轮信号进行采集3，每计数 4 个轴为一辆车。车辆在驶入称台过程中，根据测重传感器数值依次增加，当数值由陡变平，趋于稳定且 4 轴计量完毕，系统认为车辆全部上称。以上六个模块是充分必要条件，缺一不可。任何一个达不到要求，均被视为测重最终确认数据的否决条件。一辆车完成称量之后自动保存，准备进行下一辆车的自动计量，直至完成整列车全部计量为止。整车计量软件流程，如图 1 所示。图 1整车计量软件流程图2.2更新系统称量程序，实现重车二次自动称量现有静态轨道衡具备人工手动检斤功能。当需要复核装载重量的车辆全部进入称台之后，由计量人员进行一次确认。装卸达到标准之后再进行二次确认。工作量不多，占用劳动力得不偿失。为此，对计量程序进行改进，设置“空车/重车”转换功能，“重车”模式增加一次、二次自动确认功能，系统替代人工操作。当需要检斤车辆逐渐驶入轨道衡之上时，测重传感器连续显示车重数据，此时，称量系统测出的数据不断增加。同时，安装在地面的车号读出设备，开机准备读取车号，依据不同位序传感器的数值，判断来车方向。当车号读出数据正确，轨道衡采集重量数据稳定并与车辆标载重对比，计算当量差值。当符合车辆全部上称状态，且持续时间 5 s 时，开始第一次保存，并语音预报亏吨或超吨数值，发出装卸指令。语音提示等待补装或卸超。当装载量达到标记载重后，语音自动提示达标信息，通知装卸人员停止作业，并自动保存二次称量数据，自动完成整辆车检斤作业。2.3实现远程传输，指导装卸作业检斤装卸作业是在室外吊斗内操作完成的。由于距检斤室距离较远，无法直观了解超亏吨数值，给准确装卸作业带来困难。设置大功率 WiFi，安装移动网卡，构建检斤室、吊斗室局域网络，搭建信息共享平台，打通网间传输通道。对系统软件进行设置，编制安装发射、接收程序，建立共享文件夹，实现室内、外检斤室数据的实时显示。当检斤车辆关于铁路货车实施二次自动称量技术的研究与探讨 9 哈尔滨铁道科技哈尔滨铁道科技HARBIN RAILWAY TECHNOLOGYHARBIN RAILWAY TECHNOLOGY需要装卸作业时，装卸人员在吊斗内便可直观看到检斤数据，依据超亏数值进行准确装卸作业。不再需要检斤员电话通知，方便、快捷。同时，借助于公司既有网络体系，将检斤数据传至调度指挥中心数据库及大屏当中。管理人员可以实时掌握或随时调取相关数据，下载、打印、分析。有效检查、指导、管理检斤作业。3车辆二次称量系统车辆二次称量系统结构共由八个部分组成，如图 2 所示。图 2车辆二次称量系统结构图1中心计算机；2车辆车号识别装置；3货物装载器；4车辆本体；5车号识别天线；6测重传感器；7车辆无源标签；8位置识别传感器。中心计算机，用以接收信号，处理数据，发出操作指令；车辆车号识别装置，识别车辆车号，判别车辆行进方向；货物装载器，接受称重系统指令，进行自动装卸作业；车号识别天线，安装于钢轨中间，接收车号信息，向车号识别装置发射识别信息（车底前后各一个）；8 只测重传感器均匀分布于称体下面，用于测量、传递承载重量信息；车辆无源标签，存储车号信息，等待识别；位置识别传感器在承台前后各安装一个，当车轮经过时触发输出电信号，传递停车命令，用于确认车辆是否全部位于称量装置之上。二次称量系统数据界面如图 3 所示。图 3二次称量系统数据界面4取得的成果与收效改进后的静态轨道衡称量系统，可实现整列铁路空车的自重计量，重车二次自动称量，具备自动保存、传输、预报功能。一是实现了列车的连续自动称量。过去由于空车自重计量费力、费时，往往不进行计量，装载误差大。程序改造后，使这一工作变得简单高效。二是提高了智能化水平。改变了煤炭车辆检斤工艺方式，实现了无人值守，形成了操作室、管理室、调度室三级传输网络，实现了分析、传输、打印自动化。三是实现了减员增效。自动检斤系统的投入使用减少了地面、调车操作人员，由机控代替人控，实现了检斤作业的智慧化，提高了劳动效率和经济效益。四是社会效益显著。项目的实施，彻底改变了煤炭轨道衡检斤人工操作的历史，是整列空车连续自动检测和煤炭重车二次检斤领域的一次革命，填补了这一工作领域空白。5结束语随着静态电子轨道衡在工矿企业计量工作的作用日趋加强，企业对其功能要求也越来越高。车辆二次称量系统于 2020 年 3 月开始研究，于 2021 年3 月在国能宝日希勒能源有限公司投入使用，安装于铁路运输中心宝雁检测站。在轨道衡称台两侧安装车辆识别天线，以数据通讯电缆与称外轨边车号识别装置相连。在称台一侧车辆前后限界之外，相应位置安装光电传感器两只，分别与电器控制柜相连通。在既有龙门吊驾驶室设置无线数据接收显示装置，联通控制柜、车号识别装置、轨道衡、中心计算机形成局域网。中心计算机通过企业网与调度室通讯，进行数据传输、监控、打印。设备自投入运用以来，检斤上万辆，为安全生产以及煤炭单车准确计量发挥着重要作用。参考文献1 姜会增,李世林.自动轨道衡的现状与发展前景 J.衡器，2013，42（9）：1-4.2暴学志.轨道衡计量技术的发展及应用J.铁道建筑，2008（1）：83-85.3 邵士媛.铁路车号自动识别系统原理与应用 J.科学技术与工程，2006，6（13）：215-219+224.