驼峰调车及自动化.doc

驼峰调车控制及自动化应用综述（ 信息工程与自动化学院）摘要：随着铁路快速发展，路网上编组站需重新布局规划,驼峰的设计是首先涉及的问题。 调车驼峰是铁路编组站的核心设备，是提高铁路货物运输能力的关键设备。驼峰自动化的核心是车组溜放速度控制。驼峰自动化系统的完善节约了列车解体的时间成本，提高了铁路编组站的作业水平，不仅提高了驼峰作业效率和编组站的改编能力，且保证作业安全。驼峰设计的合理与否对于减少工程投资，运营费用乃至提高编组站整体作业效率都有着十分重要的作用。关键词：驼峰系统；驼峰自动化；调车技术；信号机；自动化系统一、驼峰系统及意义驼峰是编组站的主要特征，它是地面上修筑的犹如骆驼峰背形状的小山丘，设计成适当的坡度，上面铺设铁路，利用车辆的重力和驼峰的坡度所产生的位能辅以机车推力来解体列车的一种调车设备，是编组站解体车列的一种主要方法。在进行驼峰调车作业时，先由调车机将车列推向驼峰，当最前面的车组接近峰顶时，提开车钩，这时就可以利用车辆自身的重力，顺坡自动溜放到编组场的预定线路上，从而可以大大提高调车作业的效率。驼蜂一般设在调车场头部，适合于车列的解体作业。驼峰根据设备条件的不同，可分为简易驼峰、非机械化驼峰、机械化驼峰、半自动化驼峰和自动化驼峰。驼峰的范围是指峰前到达场与调车场之间的一部分线段，包括推送部分、溜放部分和峰顶平台等。驼峰调车控制系统为在驼峰调车场上控制货车溜放进路和溜放速度，实现车列自动分类解体和编组进行自动控制的系统。它主要包括调车场头部溜放调车控制和峰尾调车进路控制两部分。头部溜放调车控制又分为驼峰指挥系统、机车推峰速度控制、货车溜放进路控制以及货车溜放速度控制。为了强化铁路编组站，最有效的措施之一就是实现驼峰自动化。驼峰调车作业的自动化，主要包括：车辆溜放速度的自动调节和自动控制；车辆溜放进路的自动选排和自动控制；驼峰机车推送速度的自动调节和自动控制；摘解风管和提钩作业的自动化等。2、 驼峰控制的原理驼峰车辆的自由溜放过程，是一个复杂的物理运动过程，其受力状况比较复杂，但遵循基本的动力学原理。车辆在自峰顶向调车场溜放过程中，作用在车辆上的力主要有推力、车辆本身重力的分量、阻力、制动力等，此过程和物体沿斜面运动有相同的动力学原理，他们都遵循能量守恒和转换定律。从车辆自峰顶脱钩开始溜放至调车线停车为止，是一个能量转换的过程。而线路坡度、溜放路线曲线半径和道岔也是影响溜放过程的因素。3、 驼峰信号机驼峰地面固定信号机包括驼峰信号机，驼峰辅助信号机、驼峰复示信号机、驼峰调车信号机机调车线路表示器。驼峰地面固定信号机用于指挥各种调车作业，按其作业性质和设置位置可划分为三类：驼峰信号机、驼峰线束调车信号机和驼峰调车信号机。1. 驼峰信号机用于指挥推峰机车进行推送和解体作业。推送作业又可分为预先推送。预先推送是推峰机车在车列的尾部，将待解体的车列从到达场推到峰顶预定地点等待解体。允许推送是推峰机车将待解车列推到峰顶进行解体作业，在解体过程中，机车可以连续进行推送，连接员根据调车作业单，在峰顶附近进行提钩，摘开钩车连续地通过峰顶，溜向它们所要去的调车线。前一部分称为推送进路，后一部分称溜放进路。在解体作业过程中，推峰机车在推送进路上或向峰顶推送车列，或自峰顶向后退行，所以推送进路只能采用一次解锁方式，在进路使用完毕后，整条进路一次解锁。在溜放过程中，钩车有时溜到股道入口端停车，需要机车下峰整理，所以驼峰信号就要显示调车信号。综上所述，驼峰信号机与一般信号机防护进路的概念有所不同，它的防护范围包括自到达场股道经到达出站咽喉区进入驼峰调车场的推送部分、峰顶平台、溜放部分，直至各条调车线，驼峰信号机既要防护信号机内方又要防护信号机外方。驼峰信号机的控制由调车调车员集中控制，调车员根据解体作业的具体情况给出各种信号显示。2. 驼峰辅助信号机当调车场与到达场纵列布置时，到达场的到发线上应装设驼峰辅助信号机，驼峰辅助信号机可兼作出站或发车进路信号机。到达场的驼峰辅助信号机平时显示红色灯光，当办理驼峰推送进路后，显示一个黄色灯光指示机车车辆向驼峰预先推送。当推峰到指定位置时，显示一个红色灯光指示机车车辆停止作业。主推作业时，其灯光显示与驼峰信号机显示相同。驼峰信号机或驼峰辅助信号机显示距离不能满足要求或瞭望困难时，应装设驼峰复示信号机。驼峰复示信号机平时无显示，当办理驼峰推送进路后，其显示方式与驼峰信号机或驼峰辅助信号机相同。3. 驼峰线束调车信号机装设于驼峰调车场峰下钩车溜放区，其作用主要是指挥机车在峰下线路间进行转线调车作业。为了提高作业效率，分路道岔要有较大的灵活性，所以道岔控制可采用手柄式集中控制。对信号控制采用人工开放和关闭方式，信号关闭后进路一次解锁。驼峰调车信号机包括除了驼峰信号机和驼峰线束调车信号机以外的所有调车信号机，这类调车信号机的作用与一般车站的调车信号机相同，用于指挥调车机车进行除解体和车场转线、整理以外的其他调车作业。4、 驼峰调车控制的发展历程1. 简易驼峰调车阶段50年代末，为适应编组站改编作业量急剧增长的需要，全路就简修建了50多处简易峰。全路编组站基本上实现了调车驼峰化，接着又安装了驼峰道岔电气集中装置和色灯调车信号，并逐步对溜放车辆进行调速，采用对讲广播进行联系通讯。从此，我国铁路编组站解体列车的调车设备，从以机车推力为主的平面调车，变革为以车辆重力为主的驼峰调车方式。2. 机械化驼峰调车阶段60年代初，我们铁路仿制出能实现溜放车辆间隔制动的车辆减速器，开始对驼峰调车设备进行现代化改造，先后建成众多机械化驼峰，并安装了预排进路的道岔自动集中控制设备，部分机械化驼峰还采用电空管路传送调车作业通知单、用空中索道传送货票等。3. 半自动与自动化驼峰调车阶段从70年代开始，随着我国铁路调车场的目的制动调速设备，如小型减速器、加速顶、绳索牵引小车等相继研究成功，以及半自动控制机和电子计算机为核心，由测重、测速、测长、测阻等配套设备组成的减速半自动控制系统的研制成功和逐步完善，是我国铁路编组站驼峰调车设备朝着半自动和全自动化方向发展。五、驼峰自动化的应用1. 车辆溜放速度的自动调节和自动控制车辆溜放速度的自动控制是驼峰自动化最关键的内容。当机车进行解体作业时，为了保障安全和作业的要求，必须在一定地点设置调速工具。其中减速顶是一种不需要外部能源、可以自动控制车辆溜放速度的调速工具，它安装在钢轨内侧，对超过规定速度的车辆进行减速。减速顶对低于临界速度的车辆不起作用，而对于高于临界速度的车则起减速作用，所谓临界速度由吸能帽内的弹簧决定。当车辆溜放速度低于临界时，吸能帽虽然被压下，但不能形成压力，从而没从车轮吸收能量，因此不起作用。而当溜放速度高于临界速度是，吸能帽下滑速度很快，由于油腔以一定压力通过安全阀而消耗功，从而起减速作用。2. 车辆溜放进路的自动选排和自动控制车辆溜放进路是指车组从峰顶摘钩后溜入调车线的径路。各车组溜放进路都是从共同的始端峰顶开始，相继连续溜放，各车组根据分路道岔的开通方向，溜到不同股道。为提高解体能力，要缩短两车组间隔，对每个车组采用逐段排列、使用、解锁的控制方式。前一车组刚离开分路道岔区段，该分路道岔就要按后续车组的进路要求及时转换，为后续车组准备好进路。这个系统的基本原理是，按调车作业通知单，对应每一车组编制一个进路控制命令作为进路代码，将进路代码按车组溜放顺序人工或自动输入设备的储存器中。溜放一开始，进路代码即在轨道电路的作用下顺序从储存器中输出，沿着与车组进路对应的传递网络传送，当进路代码传递到网络中与分路道岔对应的点时，由分路道岔控制电路使分路道岔转到所需位置，以实现进路自动控制的目的。3. 驼峰机车推送速度的自动调节和自动控制在驼峰解体过程中，对推峰机车进行推行推送作业自动控制的系统。在预推作业中，按规定的推峰速度，推到峰顶规定地点停车；在主推作业中根据调车通知单上车组自身参数和与其他车组的关系，计算出每个车组的推峰速度或由调车人员根据上述关系给定控制命令，发送给机车遥控设备，控制机车变速推送。六、总结目前我国自动化驼峰的基本水平为：溜放部分自动化率可达95%以上，目的制动自动化率可达90%。驼峰自动化是铁路运输中强化编组站的有效措施之一，也是未来编组站综合自动化系统的重要组成之一。因此，我们有必要对驼峰调车技术的发展历史以及相关内容做深入了解，同时探索和发现存在的问题，不断的创新改进，是驼峰自动化系统趋于完善，让铁路运营管理系统向更好的方向发展。参考文献1杜旭生.我国自动化驼峰技术现状与存在问题探讨J.铁科院运经所.20002黄克毅、吴培德.铁道概论C.北京：中国铁道出版社.19873吴芳美.驼峰调车自动控制C.北京：中国铁道出版社.1997