知识点1 自动化驼峰的主要设备
为了进一步提高驼峰改编能力,确保调车安全和节省定员,驼峰作业正向自动化方向发展。
随着驼峰的出现和发展,驼峰调车控制技术也日益完善。美国于1941年开始研究建设自动化驼峰,自1952年在美国印第安纳州的Kirk建成世界上第一个用模拟计算机自动控制车组溜放速度的自动化驼峰编组站(凯利编组站)。1956年,美国建成世界上第一个用数字电子计算机控制车辆溜放速度的自动化驼峰编组站(奇脱菲编组)。1964年,在美国伊利诺伊州Gatewag建成用数字计算机控制推峰机车速度和车组溜放速度的车列解体编组的自动化驼峰。与此同时,各国也相继发展驼峰调车技术和设备,使驼峰调车的作业效率和安全程度得到不断提高。
我国于1983年在南翔编组站下行调车场建成第一个自动化驼峰。1989年,郑州北站综合自动化系统投入使用,此后我国相继完成了石家庄编组站综合自动化,丰台西编组站下行场、株洲北编组站上行场和苏家屯编组站上行场、阜阳站等驼峰调车控制自动化。
自动化驼峰调车控制是利用计算机控制机车推峰速度、货车溜放进路、货车溜放速度的系统。这种系统可以由一台大型计算机集中控制,也可按功能由多台微机分别控制(分布式系统)。在驼峰调车自动控制中,随时掌握溜放车组在溜放过程中的实际位置和溜放状况是十分必要的,所以该系统与编组站的数据处理系统连通,就能从数据处理系统取得车列的解体计划和组成信息,并将解体结果返回到数据处理计算机系统。系统中按控制内容和调车区划分为子系统,每个子系统由一台微机控制。各微机之间的信息交换、控制机与编组站信息处理系统等的信息交换通过管理计算机进行。
一、驼峰调车机车推峰速度自动控制设备
驼峰调车机车的推峰速度一般是由司机根据驼峰信号机的显示进行操纵,而自动化驼峰调车机车的推峰速度则通过无线电遥控装置进行自动控制。推峰速度的大小,一般是由电子计算机根据车组大小、排列顺序、走行性能和溜放距离等因素,计算出每个车组的推峰速度并通过无线电发射机送给驼峰调车机车。驼峰调车机车内的无线电接收机接收后,通过速度自动控制系统,自动控制调车机车的推峰速度。
驼峰调车长和调车机车司机可通过监督设备,随时确认和监视作业过程及实际完成的情况,遇有特殊情况时,可从控制台上直接控制调车机车推峰速度。
二、自动提钩、摘制动软管设备
自动化驼峰调车的提钩、摘制动软管一般是由电子计算机根据调车计划等因素,计算出每一车组的脱钩点(距离峰顶的长度),通过控制装置控制机械手自动提钩。同时,由于改进了制动软管连接器装置,车组脱钩后,制动软管即被自动摘开。
三、溜放进路自动控制设备
目前,我国铁路机械化驼峰均采用道岔自动集中装置,溜放进路已实现人工预排的半自动控制,即由驼峰操作员根据调车作业计划将溜放进路预先储存进去,在解体过程中,道岔自动集中装置能按照计划规定的钩序自动开通调车进路。因此,只要将目前的人工预排装置加以改造,由电子计算机预排,即可实现溜放和自动控制。
溜放进路自动控制系统从现车管理自动化系统主机调入解体调车作业计划通知单后,由驼峰调车长用键盘命令指定解体车次,该车次的解体调车作业计划自动输入溜放进路控制机存储,从而实现溜放进路自动预排。驼峰调车长可以在溜放前和溜放中修改调车作业单内的系统或进路,并按修改后的顺序开通进路。如遇发生错溜股道、摘错辆数、迫钩等故障时,控制系统会发出警报和做出处理,并做好记录,便于返钩时查找。
四、溜放速度自动控制设备
溜放速度自动控制是驼峰自动化的核心,主要设备包括调速工具和控制系统两大部分。
1. 调速工具
调速工具按其作用不同,可以分为三类:
(1)只能起减速作用的调速工具,如车辆减速器和减速顶。
(2)只能起加速作用的调速工具,如加速顶、钢索牵引推送装置和牵引小车。
(3)既能减速又能加速的调速工具,如加减速顶和线性电机加减速小车等。
我国铁路编组站驼峰调速工具多采用车辆减速器和减速顶,少数编组站驼峰目的制动位设置绳索牵引小车、加速顶或加减速顶。
2. 自动控制系统
除使用加减速顶和线性电机加减速小车的自动化驼峰外,一般都有以下自动控制设备:
(1)计算机及过程接口设备。采用集中控制的自动化驼峰,多使用小型计算机;采用发布式控制的自动化驼峰,多使用微型计算机。计算机利用本身高速运算能力,实时地通过各种接口,将现场的各种状态采集到机器内加工成控制命令输出,实现对车组速度的控制;同时,利用它强大的逻辑功能对采集的数据进行分析,实现对多种设备状态控制过程的监测。
(2)测重设备。测重设备设在峰下第一分歧道岔入口前,用于测定溜放车组重量等级(一般分为四级),输入电子计算机加工成控制减速器的命令输出。
(3)测速设备。测速设备用于测定溜放车组在减速区段的实际速度,与车辆减速器给出的出口速度进行比较,为计算机自动控制车辆减速器对车组施行制动或缓解提供数据。车组溜放速度一般采用雷达进行测量。
(4)踏板。一般在峰下测重区段装有两块踏板,作为测定车组轴数和轴距之用;在道岔绝缘保护区段内装一块踏板,以判定车组是否追钩。减速器的入口、出口装一块踏板,以测定车组入口、出口速度。当雷达测速装置发生故障时,用踏板测定的速度代替雷达测速。
(5)测长设备。用于测定调车线内停留车位置,确认线路空闲的长度,为控制车辆减速器施行目的制动提供可靠依据。目前,采用的测长设备主要有音频测长器、轨道电路测长器和计轴测长器三种。
(6)测阻及测风设备。分别用于测定不同车辆走行阻力、风速和风向。
知识点2 自动化驼峰目的制动调速方式
目前,各国铁路驼峰自动化的调速方式不尽相同,主要是在解决目的制动方式上有所不同。各国现有的自动化、半自动化驼峰头部咽喉区,一般都采用车辆减速器方案,即在咽喉区设置一个或两个减速器制动位。至于调车场内的目的制动,则根据各国铁路的驼峰运营条件和科学技术水平,采用各种不同的调速方式。
1. 全减速器方式(又称为点式)
全减速器方式的特点是在每股调车线上设置1~2组车辆减速器,用于对入线后的车组进行目的制动。
图1.2.31所示驼峰溜放速度自动控制方式采用了四个减速器制动位,其中第Ⅰ、Ⅱ制动位设在驼峰头部咽喉区,以间隔制动为主;Ⅲ、Ⅳ制动位设在车场股道内,以目的制动为主。
图1.2.31 全减速器方式
电子计算机根据溜放车组的重量、阻力、溜行距离等因素,计算出各制动位的出口速度v计出。当雷达测定的实际出口速度v实出>v计出时,自动控制装置能使车辆减速器对车辆进行制动;当v实出≤v 计出时,车辆减速器自动缓解。
点式控制方案的优点是单位制动能力大,能提高推峰速度和溜放速度,作业效率较高;控制灵活,适应性强;车辆减速器对驼峰调车机车下峰整理和峰尾调车机车牵出车列的速度没有限制。缺点是需要一套自动控制、测量、计算设备,投资较大;控制范围受到一定限制,当控制范围较大时,安全连挂率较低。
2. 减速器—减速顶方式(又称点连式)
减速器—减速顶方式的特点是驼峰溜放部分仍采用车辆减速器控制,而调车场内第Ⅲ制动位装设车辆减速器,第Ⅳ部位装设减速顶或牵引小车,目的制动采用点加连续式控制方式,如图1.2.32所示。
图1.2.32 点连式制动方式
它与全减速顶方式比较,优点是第Ⅲ部位制动能力大,调节速度范围宽,有利于提高车辆通过道岔区的速度,从而提高驼峰解体能力;可以减少调车场股道内调坡工程量和安装减速顶的数量,从而节省改建工程投资。
3. 全减速顶方式(又称连续式)
连续式调速方案的特点是调车场内不装设车辆减速器,用密集装设的减速顶代替车辆减速器,还有采用加减速顶或加减速小车等调速工具的连续式方案。图1.2.33所示为全部采用减速顶的控制方式。
图1.2.33 全减速顶方式
知识点3 驼峰自动化调速方式的选择
选择驼峰自动化调速方式,受到各种条件的影响限制,其中最主要的条件有以下几个方面,它们被统称为驼峰运营条件:
1. 驼峰溜放难行车和易行车的阻力差别
难行车和易行车之间的阻力差别越小,驼峰溜放速度越容易实现自动控制。
2. 车辆互相连挂的容许速度
车辆互相连挂的容许速度越大,目的制动调速范围就越小,安全连挂率也越高。近几年来,我国逐步淘汰小型货车,货物装载日趋牢固,安全连挂容许速度已由3 km/h提高到5 km/h。
3. 调车线长度(即自动控制范围)
对自动化驼峰来说,调车线越短,目的制动控制范围越小,越容易实现钩钩安全连挂。我国铁路编组站调车线较长,一般为850 m左右。
4. 驼峰高度
驼峰越高,车辆自峰顶溜向调车场的速度越大,要求具有较大的制动能力,设置数量较多、能力较大的车辆减速器。
美国、加拿大铁路运营条件较好,多采用全减速器(点式)控制方式;德国、英国和法国铁路驼峰运营条件较差,多采用连续式控制方式;日本铁路驼峰运营条件介于美、加和德、英、法之间,既有点式控制,又有点加连续式控制。
经过三种自动化调速方式研试,一般认为点连式比较适合我国铁路大、中型驼峰运营条件。
知识点4 峰尾微机集中
过去,峰尾道岔无联锁,采用人工扳道,不仅作业效率低,而且安全条件差。后来,不少编组站调车场尾部采用6502电气集中,安全条件虽有改善,但作业效率仍感不足。近几年来,部分编组站驼峰尾部采用道岔微机集中自动控制,与现车信息管理系统联机后,能按其发来的编组调车作业计划自动储存钩序,自动排列进路,且具有进路锁闭装置,可进行溜放作业,进一步提高编组调车作业效率与安全。一般具有以下功能:
(1)能完成牵出、推送和中途折返等驼峰调车场尾部编组调车作业。
(2)每一条牵出线设一个溜放按钮,允许不同的牵出线平行进行溜放作业。车组溜出后,前进方向的进路随着车组进入、出清逐段解锁,提高作业效率;但机车退路保持锁闭,确保安全。
(3)溜放进路的办理有单办和储存两种方式。按编组调车作业计划人工储存钩序后,微机集中自动排列进路,在储存或溜放过程中,能对储存进路加以修改。在储存进路的同时,还可以办理其他调车进路。如与现车管理系统联机,即能按其发来的调车作业计划自动储存钩序。
(4)具有检错、诊断、记录、打印、报警等功能,便于查找、分析故障,利于维修;屏幕显示清晰明了。继续保持原有6502电气集中设备,与微机集中设备互为替换。当微机集中发生故障后,通过切换电路,仍可由6502电气集中进行控制。
【知识与技能拓展】
一、填空题
1. 调车按其设备不同分为( )调车和( )调车。
2. 车站的调车工作应按车站技术作业过程及( )进行。
3. 横向划分调车区时,两调车区之间应设立不少于( )m的安全距离。
4. 向货物装卸和车列检修地点送入和取出车辆的调车称为( )。
5. 调车人员不足( )人,不准进行调车作业。
6. 排风是在车列进行解体作业前,打开车列一端车辆的( ),放出车列制动主管内压缩空气的过程。
7. 从列车中摘下车辆时,应严格按照( )的程序进行。
8. 人力制动机的制动距离与( )和成正比,与( )和( )成反比。
9. 牵出线有平面牵出线和( )牵出线之分。
10. 经过道岔、曲线多、阻力较大、车组难以溜行的线路为( )。
11. 调车钩是指完成一次摘车或挂车等作业的( ),是衡量调车工作量的一种基本单位。
12. ( )是指调车机车完成一次摘车或挂车等作业的行程,它是衡量调车工作量的一种基本单位。
13. 牵出线调车按操作技术分为推送法和( )两种。
14. 平面牵出线调车作业通常要经过连挂车列、牵出车列、溜放车辆和( )等。
15. 停留车辆距警冲标的长度不足( )时,不得溜放作业。
16. 驼峰是由推送部分、溜放部分和( )三部分组成。
17. 非机械化驼峰与机械化驼峰的主要区别在于( )不同。
18. 机械化、半自动化和自动化驼峰的主要调速设备是( )。
19. 现代化驼峰采用的钳夹式车辆减速器,主要有非重力式和( )式两种。
20. 涂有禁止上驼峰标记的车辆禁止通过( )。
21. 曲线外轨、调车场以外的线路上和直径( )mm及其以上的大轮车、外闸瓦车,严禁使用铁鞋制动。
22. 当调车组人数不足( )人时,禁止溜放作业。
23. 驼峰调车提钩作业采用“一看、二查、三提钩、四呼应”的方法。如果由两名提钩人员负责提钩,执行“四呼应”时,应做到( )。
24. 机械化驼峰作业程序为连挂车列,预推车列,解散车列,( )。
25. 根据设备情况,驼峰调车作业方案有单推单溜、双推单溜和( )三种。
26. 中间站利用本务机车调车,应使用( )的调车作业通知单。
27. 不摘车装卸作业的车辆,只统计( ),不统计( ),这种方法是压缩中间站货物作业车停留时间的有效措施。
二、判断题
1. 调车程是指机车车辆不改变运行方向的一次调车移动。 ( )
2. 摘制动软管前,须先关闭制动软管根部的截断塞门,塞住制动软管的风路。( )
3. 列车中相互连挂的车钩中心水平线的高度差不得超过85 mm。 ( )
4. 连续溜放法调车是不改变运行方向连续加速和减速,每次加速减速溜出多个车组。
( )
5. 满载重质货物的车辆,相对单位运行阻力较小,走行较快,称为易行车。 ( )
6. 驼峰调车提钩地点基本上固定在压钩坡至峰顶这一区域内。 ( )
7. 前后车组溜经分歧道岔时应保持的最小间隔距离与道岔尖轨的长度、前行车组溜行速度和扳道时间有关。 ( )
8. 涂有禁止上驼峰标记的车辆,禁止通过驼峰。 ( )
9. 机械冷藏车,如因迂回线故障等原因,必须通过设有车辆减速器(顶)的驼峰时,以不得超过7 km/h的速度溜放过峰。 ( )
10. 驼峰是利用车辆的本身重力和驼峰的位能(高度),辅助机车推力来解散车列的一种调车设备。 ( )
11. 超过2.5‰坡度的线路上禁止溜放调车作业。这里的2.5‰指线路有效长内的换算坡度。 ( )
12. 中间站正线、到发线及与其衔接而未设隔开设备的线路,禁止溜放调车。 ( )
13. 客车(21、22型除外)、动车组及D17、D19G型落下孔车禁止通过驼峰。 ( )
14. 未设调车组的中间站或调车组不足2人时禁止采用溜放调车。 ( )
15. 中间站利用本务机车调车,应使用附有车站线路示意图的调车作业通知单。 ( )
16. 不得附挂机械冷藏车溜放其他车辆(推峰除外)。 ( )
17. 人力制动机试闸方法可以分为静止试闸和溜放试闸两种。 ( )
18. 摘接制动软管、调整钩位、处理钩销时,只要等列车、车列停妥后,就可进行。( )
19. 推进法调车的最大优点就是作业安全且效率高。 ( )
20. 调车机完成一次摘车作业的过程称为调车钩。 ( )
21. 超过2.5‰坡度的线路上,禁止溜放调车(为溜放调车而设的驼峰和牵出线除外)。
( )
22. 挂车是指使机车车辆连挂在一起的作业过程。 ( )
23. 机械冷藏车禁止溜放。 ( )
24. 车站的调车工作仅按车站的调车作业计划进行。 ( )
25. 驼峰按其技术设备和制动工具的不同,可分为5种类型。 ( )
26. 按驼峰设备和使用调车机车台数不同,驼峰作业方案主要有3种。 ( )
27. 调车钩按其性质不同,可分为4种。 ( )
28. 车站的调车工作应按运输方案进行。 ( )
29. 铁鞋制动时,辅助鞋是指事先放置在钢轨上的铁鞋。 ( )
30. 机械冷藏车必须通过机械化驼峰时,推送速度不准超过7 km/h。 ( )
31. 列车始发站、终点站及运行途中经过的技术站,在到发线上所办理的各项作业,称为货车技术作业。 ( )
三、选择题
1. 车站的调车工作应按( )进行。
A. 列车编组计划 B. 列车运行图
C. 车站技术作业过程及调车作业计划 D. 运输方案
2. 中间站利用本务机车调车时,应使用( )的调车作业通知单。
A. 书面 B. 附有示意图 C. 打印 D. 书写
3. 驼峰峰顶平台的长度,一般不小于( )m。
A. 4 B. 6 C. 8 D. 10
4. 驼峰压钩坡的长度,应不少于( )m。
A. 20 B. 30 C. 40 D. 50
5. 调车钩按其性质不同,可分为( )种。
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
6. 驼峰主要由( )部分组成。
A. 5 B. 4 C. 3 D. 2
7. 驼峰溜放部分一般包括( )个坡段。
A. 1 B.2 C. 3 D. 4
8. 驼峰按其技术设备和制动工具不同,分为( )类。
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
9. 车辆减速器按产生动力的动作原理,可分为( )类。
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
10. 推送调车法的基本作业过程,包括( )项内容。
A. 2 B.3 C.4 D. 5
11. 溜放调车法按其操作技术不同,可分为( )种。
A. 6 B. 5 C. 4 D. 3
12. 驼峰解体车列,通常需经过( )项作业程序。
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
13. 按驼峰设备和使用调车机台数不同,驼峰作业方案有( )种。
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
14. 调车机车推送车列,加减速一次溜出一个车组,待该车组越过分歧道岔不妨碍后续车组进路时,要通进路信号后再溜出一个车组的方法,称( )。
A. 连续溜放法 B. 单钩溜放法
C. 多组溜放法 D. 惰力溜放法
15. 调动装有140产品车辆时,调车机车应与该车隔离( )辆以上。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
16. 驼峰分解一个车列后,下峰为下批分解车列打好基础的作业,称( )作业。
A. 推峰 B. 挂车 C. 溜放 D. 整理
17. 机车牵引车列由到达线至牵出线所完成的行程,称( )。
A. 转线钩 B. 挂车钩 C. 摘车钩 D. 牵出钩
18. 机车到指定线路内连挂车组并返回牵出线的行程,称( )。
A. 摘车钩 B. 转线钩 C. 挂车钩 D. 牵出钩
19. 调车机车由调车场去另一调车场的作业,称( )作业。
A. 甩挂 B. 取送 C. 转场 D. 越区
20. 非机械化驼峰的车辆制动工具是( )。
A. 车辆减速器 B. 铁鞋 C. 减速顶 D. 人力制动
21. 调车机车由本调车区到其他调车区进行的作业,称( )作业。
A. 转场 B. 取送 C. 甩挂 D. 越区
22. 除列车在车站的到达、出发、通过及在区间运行外,凡机车、车辆进行一切有目的的移动统称为( )。
A. 解体 B. 编组 C. 调车 D. 摘挂
23. 列车中相互连挂的车钩中心水平线的高度差不得超过( )mm。
A. 70 B. 80 C. 75 D. 85
24. 平面牵出线调车,车辆的溜放完全靠( )。
A. 机车的推送力 B. 车辆的重力
C. 加速顶的推力 D. 惯性
25. 机车或连挂车辆由某股道(地点)至另一股道(地点),停妥后再进行摘挂的调车方法,称为( )调车法。
A. 摘挂 B. 推送 C. 取送 D. 溜放
26. 经过道岔多、曲线多、阻力较大的线路为( )。
A. 难行车 B. 难行线 C. 易行车 D. 易行线
27. 铁鞋制动使车辆停车的阻力是( )。
A. 滚动摩擦力 B. 滑动摩擦力
C. 风力 D. 重力
四、简答题
1. 什么叫调车?调车按其设备不同分为哪两种?按其目的不同分为哪几种?(并说明定义)
2. 车站的调车工作应按什么进行?参加调车作业人员应做到哪些?
3. 车站需要的调车机车台数怎样确定?为什么需要划分调车区?怎样划分?
4. 确定调车场内各线路的固定用途时,一般应考虑哪些条件?
5. 何谓调车钩?主要分为哪几种?何谓调车程?主要分为哪几种?钩分如何计算?
6. 牵出试闸的方法是什么?停车试闸的方法是什么?
7. 什么叫难行线和易行线?
8. 何谓推送调车法?有何优缺点?在什么情况下采用?
9. 什么叫溜放调车?何谓单钩溜放法?有何优缺点?在什么情况下采用?何谓连续溜放法?有何优缺点?
10. 哪些线路禁止溜放?哪些车辆禁止溜放?
11. 什么叫牵引溜放法?为什么原则上不准采用?
12. 平面牵出线调车作业的程序是什么?
13. 调动注有³W的车辆应遵守哪些安全规定?
14. 什么叫驼峰?驼峰分为哪几种?
15. 与平面调车相比,驼峰调车的特点是什么?
16. 画图说明机械化驼峰的组成。
17. 车辆减速器有哪些作用?如何分类?
18. 减速顶作用的基本原理是什么?
19. 机械化驼峰与非机械化驼峰的区别是什么?
20. 影响推峰速度的因素有哪些?
21. 驼峰作业方案的种类及特点有哪些?
22. 驼峰调车的作业程序及内容是什么?
23. 驼峰调速系统有哪些类型?
24. 摘挂列车在中间站进行哪些技术作业项目?简述其作业内容。
25. 加速摘挂列车调车作业的方法有哪些?
26. 何谓不摘车装卸作业?组织不摘车装卸作业有哪些优点?
27. 自动化驼峰主要有哪些设备?
28. 自动化驼峰目的制动调速方式主要有哪几种?
五、技能题
1. A站为横列式中间站,车站两端各设有一条牵出线,每个工作日调车机车解、编摘挂列车和货物作业地点取送的调车作业时间平均为17 h 45 min,机车每日用于整备、乘务组交接班、吃饭等非生产时间为60 min,作业负荷取0.75,计算车站调车机车需要台数。
2. A站有一单向驼峰调车场,该驼峰有两条推送线、两条溜放线,峰上两台机车作业。有关作业时间标准如下:去到达场挂车时间4 min(其中腾空峰前咽喉与转换信号1 min),车列推向峰顶时间4 min(其中峰前信号至峰顶1 min),分解车列时间9 min,每解体3列平均摊到的整理车场时间17 min(一台机车下峰整理)。每台机车每天整备时间30 min(轮流整备无替班机车),交接班及检修驼峰设备时间每日60 min,解体检修线与货场转来车辆每日30 min,列车编成辆数m为50车,图定每日到达解体列车n解为56列。
要求:编制双推单溜驼峰作业方案。
3. 技能题
(1)任务目标。
了解牵出线推送调车法和驼峰溜放调车法,为后续铁路车站工作组织、列车编组计划学习做好基础知识储备。
(2)任务实施建议。
通过实训室,观察并进行演示推送调车和溜放调车相关内容:单钩溜放调车、连续溜放调车演示,推送调车演示,做成PPT或视频成果。
(3)任务输出和评价。
各小组将完成的PPT或可展示的视频文件进行汇报,全班师生对成果进行评比,做出成绩评定。
项目三 技术站作业组织
【项目描述】
通过项目内容学习,判定货物列车在途经各技术站进行的技术作业种类;并能针对货物列车相应的技术作业种类,判断具体作业内容,然后对技术作业过程进行组织,培养学生对货物列车技术作业过程组织的能力。
【教学目标】
1. 知识目标
(1)技术站货物列车作业种类、内容。
(2)技术站货物列车技术作业过程及组织方法。
(3)列车编组顺序表的作用及填记方法。
(4)货车在技术站按技术作业不同分类。
(5)货车在技术站主要技术作业过程。
2. 能力目标
(1)要求能判断货物列车经过技术站进行何种技术作业。
(2)判断出货物列车在技术站的作业内容后,对技术作业过程进行组织。
(3)能填记列车编组顺序表。
(4)能判断货车在技术站进行的主要技术作业。
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