摘要：鐵路編組站自動化駝峰其間隔制動位使用T·JK非重力式車輛減速器作為控制工具。對“前輕后重”混編車的速度控制，既要避免誤夾輕車導(dǎo)致車輛脫軌，又要掌握好控制時機(jī)，因此，適當(dāng)使用車輛減速器控速級別，可防止溜放車輛超速。如何找到二者之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，確保溜放安全和作業(yè)效率是間隔制動位面臨的一個重要課題。
關(guān)鍵詞：自動化駝峰 間隔制動 減速器 控速
1 編組站自動化駝峰的背景及意義
在我國的國民經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸系統(tǒng)中，鐵路運(yùn)輸占有極其重要的地位。鐵路客貨運(yùn)輸具有運(yùn)量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候運(yùn)輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢。其中，長距離、大運(yùn)輸?shù)呢浳镞\(yùn)輸，更是我國鐵路運(yùn)輸?shù)闹饕卣?，對國民?jīng)濟(jì)的發(fā)展有極其重要的意義。因此，需要不斷發(fā)展和提高鐵路運(yùn)輸能力。
提高鐵路運(yùn)輸能力的具體方法有很多，比如提高貨車裝載能力，鐵路提速等等。而在世界鐵路運(yùn)輸界，公認(rèn)的提高鐵路運(yùn)輸能力的最關(guān)鍵之處并不在于“拉得多、跑得快”，而是在于列車編組，由編組站來完成。編組站是鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾a(chǎn)單位，是鐵路網(wǎng)上集中辦理大量貨物列車到達(dá)、解體、編組出發(fā)、直接和其他列車作業(yè)的車站，是保障鐵路貨物能力提高的主要環(huán)節(jié)之一，有“貨物列車制造工廠”之稱。其主要工作就是列車編組，把貨物列車中的車輛解體、然后按其去向重新集結(jié)編組成新的列車，向目的站方向發(fā)車。
但是從我國鐵路網(wǎng)的實際情況來看，隨著鐵路貨車既有線提速的進(jìn)行和深入，鐵路勻速能力緊張，點(diǎn)線能力不協(xié)調(diào)，編組站編組能力不足，是制約我國鐵路運(yùn)輸能力提高的主要因素。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在車輛的全周轉(zhuǎn)時間內(nèi)，車輛在編組站的作業(yè)與停留時間約占50%左右，由此可見，提高編組站的作業(yè)效率，實現(xiàn)編組站自動化，對于提高鐵路運(yùn)輸能力起著舉足輕重的作用。
自動化駝峰，是完成貨物列車解體作業(yè)的核心設(shè)備，也是編組站的主要調(diào)車設(shè)備。調(diào)車駝峰的作業(yè)能力，決定了整個編組站的改造能力，駝峰自動化是實現(xiàn)編組站自動化的最核心部分。駝峰自動化一般包括駝峰車輛溜放速度自動控制、溜放進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路聯(lián)鎖控制、推峰機(jī)車速度控制和貨物信息處理等。而駝峰車輛溜放速度自動控制室駝峰自動化的核心，它主要使用車輛減速器等調(diào)速設(shè)備來控制車組溜放速度，在提高作業(yè)效率的前提下，實現(xiàn)車組與前方停留車輛的安全連掛。
2 輕重混編在間隔制動位的控速現(xiàn)狀
目前，鐵路編組站自動化駝峰間隔制動位車輛減速器對輕重混編車的控速存在一定的問題：
2.1 當(dāng)前輕后重時，由于輕車制動能高比重車大，所以重車會快速涌動上去，從而會因為制動不當(dāng)導(dǎo)致輕車跳出軌道造成溜放車輛可能脫軌的隱患。
2.2 前輕后重時超速現(xiàn)象較多（特別是短鉤車，一輕一重）通過對間隔制動位輕重混編車控速過程的分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有間隔制動位控制程序?qū)囕v控速使用車輛減速器的時機(jī)不準(zhǔn)、控速級別不當(dāng)，是造成超速的重要原因。
3 一般車輛在間隔制動位的控速方式
編組站自動化駝峰間隔制動位室外調(diào)速設(shè)備有測速雷達(dá)LD，車輪感應(yīng)器TB，車輛減速器J3、J4。雷達(dá)用于全程跟蹤溜放車輛在減速器區(qū)段的速度；車輪感應(yīng)器判別車組的長度及占用時間。當(dāng)溜放車輛進(jìn)入車輛減速器后，系統(tǒng)通過雷達(dá)測到的車輛溜放速度并對其進(jìn)行跟蹤控制。當(dāng)溜放車輛第一個輪對越過車輪感應(yīng)器TB后作為控速的起始點(diǎn)，根據(jù)公式Sn=∫Vdt計算出溜放車輛在減速器區(qū)段任意一時間tn的走行距離Sn，從而判斷出輪對在減速器上的具體位置。當(dāng)車輛實際速度V實大于出口設(shè)定速度V定時，根據(jù)車輛位置和測重等級，形成對車輛減速器的不同級別的控制命令；由Vt=V0-at加速度原始公式可得V出口=V實-at，于是可以推導(dǎo)出V實=V出口+at，最終可得到V實=V定+at（V定就相當(dāng)于是出口速度）。所以當(dāng)V實≥V定+at時，（a表示車輛被制動時的減速度，t表示發(fā)制動命令后表示回來到發(fā)緩解令剛緩解的那一瞬間）發(fā)制動命令；V實≤V定+at時發(fā)緩解命令，從而控制溜放車輛的速度與設(shè)定的出口速度一致，達(dá)到控制速度的目的。
4 T.JK輕重混編控速時機(jī)上的分析
在這里我們假如把前空車（一級）和后重車（四級）混編定義為輕重混編。當(dāng)車輛減速器在對車輛輪對實施制動時，夾板和輪對的側(cè)壓力F產(chǎn)生對車輛的減速度a，a=K.F/M。
減速度的大小與側(cè)壓力成正比，與車輛的重量M成反比，而側(cè)壓力的大小與減速器的制動等級成正比。也就是說采用同樣的制動等級控制輕車產(chǎn)生的減速度大而重車的減速度小，即輕車制動能高比重車大。如果用同一等級制動力制動輕重混編車，由于輕重車減速度不同，可能導(dǎo)致輕車被夾跳起，再加上間隔制動為車輛減速器本身都設(shè)在一定的曲線線路上，會產(chǎn)生一個離心力，于是當(dāng)空車跳起后很容易脫軌，因此對輕重混編采取“放頭攔尾”的原則我覺得是可行的。
但是，“放頭攔尾”是以犧牲車輛減速器的控制時機(jī)為代價的?？刂崎L度由L控=（L減+L車）減小到L車，其控制時間大大縮短，如果沒有在最適當(dāng)?shù)臅r機(jī)進(jìn)行制動，將不會得到最好的控制效果。例如換長為1.1m的車輛以20km/h經(jīng)過減速器時，其最小控制時間僅為1.8s（減速器的長度為1.8*5=9.0m）時機(jī)非常短暫，很可能達(dá)不到控制的效果。
因此，“放頭攔尾”時，車輛減速器在輕車輪對剛離開時，就應(yīng)對重車輪對形成制動力?？刂浦苿訒r機(jī)可以由下面的公式計算得到：
對前、后臺車輛減速器發(fā)制動令時，溜放車輛前輪對的理想位置d1、d2的計算公式應(yīng)為：
d1=（L輕+L1）-tV即：式中t表示從發(fā)制動令到減速器全制動的時間，L1為前面輕車剛出第一臺（前臺）緩行器時刻時到TB的距離，即為前臺末端到TB的距離，這時當(dāng)系統(tǒng)判斷Sn=d1時給前臺J3發(fā)制動命令。
d2=（L輕+L2）-tV即：式中t表示從發(fā)制動令到減速器全制動的時間，L2為前面輕車剛出第二臺（后臺）緩行器時刻時到TB的距離，即為后臺末端到TB的距離，這時當(dāng)系統(tǒng)判斷Sn=d2時給前臺J4發(fā)制動命令。
以此類推：當(dāng)鉤車增多到3個、4個、乃至更多的時候，測重機(jī)測到空車時候的數(shù)據(jù)必須交給FTK，當(dāng)空車第一個輪對進(jìn)入減速器區(qū)段，由TB就開始計算出Sn的長度，然后采取前面的方法進(jìn)行控制。
5 T.JK減速器實例分析
依據(jù)輕重混編控速的特殊性，對某1組輕混車在間隔制動位控速的實際溜放車輛鉤車報告和雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。從鉤報中可以看出，短輕混車（1輕1重）進(jìn)入二部位的速度為23.1km/h，計算出口速度為17km/h，前后臺分別用一級制動等級各制動1次，出口速度為22.1km/h，未起到明顯的降速效果，超速5.1km/h。
從雷達(dá)數(shù)據(jù)分析溜放車輛被控制的時機(jī)，根據(jù)公式Sn=∫Vdt可以計算出溜放車輛前輪對的位置，根據(jù)系統(tǒng)提供的車輛長度，時機(jī)滯后。通過計算，只有發(fā)令時機(jī)前移0.55s，才可能實現(xiàn)當(dāng)輕車輪對離開車輛減速器，馬上對重車輪對形成制動，保證最長的制動時間。
現(xiàn)有的控制程序體現(xiàn)了“放頭攔尾”的指導(dǎo)思想，但是用一級制動級別制動四級重車，且控速時機(jī)滯后，帶來控速效果不佳，特別是對短輕混車幾乎失去控制作用，而導(dǎo)致嚴(yán)重超速。
“放頭攔尾”的指導(dǎo)思想是正確的，但只有適當(dāng)控制車輛減速器的制動級別，準(zhǔn)確掌握控制時機(jī)，才能確保間隔制動位對“輕重混編”鉤車的控速達(dá)到安全，有效的目的。
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作者簡介：
韓小川（1981-）、男、湖北武漢人，武漢鐵路局、助理工程師，研究方向：自動控制。