淺析鐵路貨運(yùn)超偏載安全檢測(cè)裝置

1、<p>　　淺析鐵路貨運(yùn)超偏載安全檢測(cè)裝置</p><p>　　摘要：通過貨運(yùn)超偏載安全檢測(cè)裝置的系統(tǒng)組成、工作原理、故障示例分析、維護(hù)管理幾個(gè)方面說明了該系統(tǒng)是通過何種方式來檢測(cè)貨車的裝車情況確保鐵路貨運(yùn)行車安全。以及該系統(tǒng)的使用情況和存在的不足，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)工作人員、設(shè)備維護(hù)人員、貨運(yùn)管理人員在對(duì)系統(tǒng)的工作原理上有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，在維護(hù)以及使用過程中提供一定的幫助。 </p><p&

2、gt;　　關(guān)鍵詞：鐵路貨運(yùn)安全；超偏載；檢測(cè)裝置 </p><p>　　Abstract: Security overload and eccentric load by measuring device for system fault example analysis, composition, working principle, maintenance of management describes th

3、e ways in which the system is to detect the loading of goods vehicles to ensure safety of railway freight traffic. As well as usage and deficiencies of the system, able to field staff, maintenance personnel, freight mana

4、gers to have a further understanding on the system works, in the use of maintenance, as well as provide some</p><p>　　Keywords: railway freight security; super partial load; detection device </p><

5、p>　　中圖分類號(hào)：U29 </p><p><b>　　系統(tǒng)簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　超偏載儀是新一代鐵路貨車裝載檢測(cè)裝置，采用鋼結(jié)構(gòu)軌枕或者混凝土軌枕配合12只壓力傳感器和8只剪力傳感器，結(jié)合高性能14通道數(shù)據(jù)采集儀或者14路數(shù)據(jù)采集卡和高精度稱重軟件，能在列車快速運(yùn)動(dòng)中，準(zhǔn)確測(cè)量四軸貨車的超載、前后偏載、各軸偏載率和整車重心偏移量，配備車號(hào)自動(dòng)識(shí)

6、別系統(tǒng)，可識(shí)別列車車次、車型、車號(hào)、自重和允許載重。所有數(shù)據(jù)可通過光纜、電話線或無線方式傳送到指定服務(wù)器，一臺(tái)服務(wù)器可監(jiān)測(cè)多臺(tái)超偏載儀。 </p><p>　　一、系統(tǒng)組成及工作原理 </p><p>　　整體上看超偏載安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)由檢測(cè)點(diǎn)、車站數(shù)據(jù)集中器、車站服務(wù)器和路局服務(wù)器組成。 </p><p>　　1、檢測(cè)點(diǎn)部分的組成原理及其作用 </p>

7、<p>　　檢測(cè)點(diǎn)部分由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、接口卡、測(cè)點(diǎn)計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、車號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備等組成，下面分別介紹各個(gè)組成部分的原理和作用。 </p><p><b>　　(1)傳感器 </b></p><p>　　傳感器是用來采集列車過衡時(shí)的原始信號(hào)，其基本原理是傳感器被列車壓過后產(chǎn)生形變轉(zhuǎn)換成的應(yīng)變片電阻值變化，再通過轉(zhuǎn)換電路變成電壓輸出。國內(nèi)設(shè)備的用的

8、傳感器一般可以分為剪力傳感器和壓力傳感器，都為應(yīng)變式傳感器，傳感器內(nèi)部彈性體表面貼有由應(yīng)變片組成的電橋，輸入電阻是正負(fù)供橋端子之間的電阻，輸出電阻是正負(fù)信號(hào)端子之間的電阻。當(dāng)傳感器沒有受力時(shí)，橋路平衡，信號(hào)輸出為零，當(dāng)傳感器受到壓力時(shí)，由于應(yīng)變片發(fā)生變形，橋路阻值變化，橋路失去平衡，信號(hào)端就有微弱的信號(hào)輸出。 </p><p><b>　　(2)數(shù)據(jù)采集儀 </b></p>&

9、lt;p>　　數(shù)據(jù)采集儀是對(duì)傳感器傳來的模擬信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、AD轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字信號(hào)傳感器的靈敏度為毫伏級(jí)，滿量程時(shí)輸出為幾十毫伏，而A/D芯片滿度輸入為±10伏，需要放大數(shù)百倍，由于各種震動(dòng)和干擾的存在，輸入信號(hào)中夾雜有很多高頻干擾信號(hào)，需要選擇不同頻率的低通濾波器，濾除高頻干擾。 </p><p><b>　　(3)接口卡 </b></p>

10、<p>　　接口卡的作用就是為數(shù)據(jù)采集儀的數(shù)據(jù)進(jìn)入計(jì)算機(jī)內(nèi)部總線提供通道。接口卡一般由一片并行接口芯片8255、一片74LS688和選通地址的8個(gè)跳線組成，通過寫入控制字使8255的A、B口作為16位數(shù)據(jù)輸入，C口的低4位設(shè)置為輸入，用于讀取A/D芯片的狀態(tài)位，高4位設(shè)置為輸出，用于選通多路開關(guān)和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。 </p><p><b>　　(4)測(cè)點(diǎn)計(jì)算機(jī) </b><

11、/p><p>　　測(cè)點(diǎn)計(jì)算機(jī)裝有數(shù)據(jù)采集、處理、分析的軟件，把從采集儀傳來的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成列車過衡的信息文件，并通過數(shù)據(jù)傳輸軟件，通過無線、有線等方式傳到車站數(shù)據(jù)集中器里監(jiān)測(cè)點(diǎn)工控機(jī)工作WINDOWS2000或者在WIN98的DOS操作系統(tǒng)下，安裝在WINDOWS2000操作系統(tǒng)下的程序在安裝時(shí)已經(jīng)設(shè)置好，不需要更改，可以通過路網(wǎng)直接登錄該計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)，WINDOWS2000版的主程序是CPZ.EXE。該程序

12、可以執(zhí)行稱重測(cè)量、波形存儲(chǔ)、波形回放等功能。通過路網(wǎng)直接登錄該計(jì)算機(jī)可以查看過車波形，分析故障原因。安裝在WINDOWS98操作系統(tǒng)下的DOS版程序在c盤根目錄下有自動(dòng)批處理文件（autoexec.bat）和系統(tǒng)配置文件（config.sys）。 </p><p><b>　　(5)通訊設(shè)備 </b></p><p>　　把列車過衡數(shù)據(jù)從測(cè)點(diǎn)傳到車站數(shù)據(jù)集中器是通過通

13、訊設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，通訊設(shè)備可以分為有線傳輸、無線傳輸和局域網(wǎng)傳輸，目前主流是光纖傳輸。 </p><p>　　(6)車號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備 </p><p>　　車號(hào)自動(dòng)識(shí)別設(shè)備是超偏載系統(tǒng)的配套設(shè)備由天線、開機(jī)車輪傳感器、計(jì)軸判輛車輪傳感器、射頻饋線電纜和主機(jī)五部分組成，過車時(shí)分別獨(dú)立工作，車號(hào)系統(tǒng)信息采集完畢后將車輛的車種車型、車號(hào)等信息經(jīng)232串口傳送給超偏載系統(tǒng)主機(jī)。其通訊方式為列車通過后車

14、號(hào)系統(tǒng)將此列車的車型、車號(hào)、輛序等信息形成一個(gè)數(shù)據(jù)文件保存在本機(jī)內(nèi)，待超偏載系統(tǒng)主機(jī)處理完自己的數(shù)據(jù)后再查詢車號(hào)設(shè)備的COM口，這時(shí)車號(hào)設(shè)備就將車號(hào)信息文件發(fā)送給超偏載系統(tǒng)主機(jī)。 </p><p>　　2、車站數(shù)據(jù)集中器 </p><p>　　車站數(shù)據(jù)集中器是把同一車站內(nèi)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)接收過來經(jīng)過轉(zhuǎn)換成要求的格式后，再向車站服務(wù)器傳送。集中器包括超偏載生產(chǎn)廠家的數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)換和監(jiān)控軟件和鐵

15、科院的軟件jwmq。在進(jìn)程中必須確保jw_send_recv.exe以及jwmq.exe兩個(gè)程序都在運(yùn)行，才能使超偏載系統(tǒng)產(chǎn)生的過程信息正常傳輸 </p><p><b>　　3、車站服務(wù)器 </b></p><p>　　車站服務(wù)器是接收測(cè)點(diǎn)上報(bào)的超偏載檢測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，建立車站內(nèi)多測(cè)點(diǎn)超偏載檢測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫；提供站內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的自動(dòng)匯總 ；接收TMIS確報(bào)系統(tǒng)

16、等信息，與檢測(cè)信息進(jìn)行匹配，獲得車輛貨物裝載情況；將超偏載檢測(cè)信息傳輸至鐵路局貨運(yùn)計(jì)量安全檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p><b>　　4、路局服務(wù)器 </b></p><p>　　路局服務(wù)器是接收各個(gè)車站檢測(cè)站點(diǎn)上報(bào)的超偏載檢測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，建立鐵路局多測(cè)點(diǎn)超偏載安全檢測(cè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫；提供管內(nèi)超偏載安全檢測(cè)數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)報(bào)表的自動(dòng)匯總 ；對(duì)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視

17、，可以有針對(duì)性地組織人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行維修。 </p><p>　　二、 典型故障分析處理 </p><p>　　1.列車過衡測(cè)點(diǎn)無數(shù)據(jù)生成 </p><p>　　在測(cè)點(diǎn)計(jì)算機(jī)正常工作，稱重軟件正常運(yùn)行時(shí)，列車過衡無數(shù)據(jù)生成，此故障可能為傳感器、采集儀或接口板。一般來說，這時(shí)查看傳感器的零點(diǎn)應(yīng)該有一路或幾路或全部不正常,當(dāng)某一路或少數(shù)幾路傳感器零點(diǎn)達(dá)到最大值或最小值，且

18、調(diào)節(jié)采集儀零點(diǎn)調(diào)節(jié)電位器不發(fā)生變化時(shí)，這可能有兩種情況：傳感器壞或采集儀故障。 </p><p>　　傳感器的檢查：①測(cè)量傳感器的輸出電壓，一般為10mV 以下，若超過10mV 則說明傳感器壞。②測(cè)量傳感器的輸入、輸出電阻，傳感器的輸入、輸出電阻是一定的，這在傳感器的檢定證書里面有說明。若離要求的電阻值相差較大，則傳感器有故障。 </p><p>　　檢查數(shù)據(jù)采集儀：首先檢查數(shù)據(jù)采集儀電源

19、燈是否亮，檢查保險(xiǎn)管是否熔斷，測(cè)量各穩(wěn)壓管的輸出電壓是否正常。若排除以上故障，則現(xiàn)場(chǎng)能夠處理的損壞一般有三種：（1）.某一路或某幾路放大芯片損壞，通過更換該路放大芯片AD620和AD712就可解決； </p><p>　?。?）.傳感器供電橋壓為零，一般更換三端穩(wěn)壓器7812能恢復(fù)； </p><p>　　（3）.計(jì)算機(jī)內(nèi)接口卡芯片8255損壞，此時(shí)采集儀和計(jì)算機(jī)通訊異常，一般現(xiàn)象是用模擬

20、器測(cè)量4路信號(hào)，而另外4路也隨著按同樣規(guī)律變化，更換8255芯片就能解決。 </p><p>　　檢查接口板：若排除了傳感器和數(shù)據(jù)采集儀的故障，則故障一定在接口板。把接口板更換一條插槽，仍未解決則可更換一些芯片試試看、接口板的故障一般影響所有的壓力或剪力傳感器的零點(diǎn)值。 </p><p>　　2、過衡數(shù)據(jù)不正常，偏載、偏重明顯變多，變大 </p><p>　　若出現(xiàn)

21、上面的情況，首先觀察傳感器零點(diǎn)，若出現(xiàn)零點(diǎn)最大或最小的情況，按上面第一的方法處理。若零點(diǎn)未出現(xiàn)最大最小的情況，則打開實(shí)時(shí)波形查看軟件查看傳感器的波形，正常情況下，傳感器的零點(diǎn)波形應(yīng)是平滑的直線，如果波形出現(xiàn)上下振動(dòng)，則表明該路傳感器有問題，應(yīng)按上面檢查傳感器的方法檢查傳感器。如果傳感器零點(diǎn)正常，則要查看實(shí)時(shí)過衡的波形，有時(shí)傳感器處在不穩(wěn)定的狀態(tài)下，列車通過時(shí)就會(huì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，而在平時(shí)并不表現(xiàn)出來，這時(shí)我們就能根據(jù)實(shí)時(shí)采集的波形來判斷某一

22、支或幾支傳感器出現(xiàn)問題從而更換傳感器解決問題。 </p><p>　　3、同一車站數(shù)據(jù)集中器下所有測(cè)點(diǎn)無數(shù)據(jù) </p><p>　　出現(xiàn)這種情況一般是集中器出現(xiàn)故障，首先檢查集中器是否正常運(yùn)行，是否停電、關(guān)機(jī)、死機(jī)等；查看鐵科院電子所的軟件jwmq.exe、jw_send_recv.exe是否運(yùn)行，如果這兩個(gè)軟件不運(yùn)行，則在D:\OBL_SMIS\datafile可以看到文件；測(cè)試集中器是

23、否跟服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中斷，可以運(yùn)行“ping”命令來 ping服務(wù)器IP地址，如果網(wǎng)絡(luò)中斷則可在D:\jwmq\datafile看到文件，由此可以判斷出到底什么原因?qū)е聼o數(shù)據(jù)生成，從而采取相應(yīng)的措施來解決問題。 </p><p>　　三、存在的問題及未來發(fā)展方向 </p><p>　　該系統(tǒng)通過建設(shè)使用，雖然取得了可喜的成績(jī)，使用效果也非常顯著，但由于種種原因仍讓存在一些改進(jìn)的空間，具體為： &

24、lt;/p><p>　　測(cè)點(diǎn)取得原始秤重?cái)?shù)據(jù)后還需要過衡人員輸入貨物品名和發(fā)到站信息等，而這些信息為重復(fù)輸入。 </p><p>　　設(shè)備廠家所生產(chǎn)的設(shè)備各具特色，沒有形成標(biāo)準(zhǔn)接口和儀表，維修維護(hù)非常不便。 </p><p>　　測(cè)量的技術(shù)條件仍然要求太高，比如速度、坡度、曲線、制動(dòng)等，并且重復(fù)性不好。 </p><p>　　關(guān)于使用、維修、管理

25、體系，鐵道部運(yùn)輸局雖然已經(jīng)下發(fā)文件，但在車站和車務(wù)段一級(jí)仍然存在認(rèn)識(shí)不夠的問題，所以整個(gè)體系依然不順暢。 </p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】： </b></p><p>　　[1]易仲明,劉志申,王艷芬.鐵路貨車超偏載稱量裝置的研究 [J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào), 2002,03. </p><p>　　[2]陳士謙,馮其波.鐵路列車超