鐵路貨車超偏載典型誤報警分析

談曉曉　上海鐵路局科研所

1　超偏載設(shè)備使用現(xiàn)狀

超偏載檢測裝置，是一種自動地對行進中的列車實行不停車、不摘鉤連續(xù)動態(tài)稱重的貨運安全設(shè)備，是鐵路貨運計量安全檢測監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，對保障貨運安全起到十分重要的作用。

超偏載檢測裝置的日常運用中會產(chǎn)生超偏載報警數(shù)據(jù)，來預(yù)警過衡的列車可能出現(xiàn)的裝載問題。其中，絕大多數(shù)的報警數(shù)據(jù)都是真實的，能夠反映貨物裝載情況。但仍有一部分異常的數(shù)據(jù)，并不是由正常檢測所應(yīng)得到的數(shù)據(jù)，這些報警數(shù)據(jù)我們稱之為誤報警。當(dāng)出現(xiàn)一列車有多個誤報警或嚴(yán)重誤報警時，總公司運輸局會要求相關(guān)超偏載檢測站、路局貨運處和設(shè)備檢修部門聯(lián)合對誤報警情況進行分析。

2017年截至11月底，上海局管內(nèi)超偏載檢測裝置共發(fā)生23起由總公司督辦分析的誤報警。筆者作為設(shè)備檢修的主要負責(zé)人，參與分析并撰寫了幾乎所有的誤報警分析報告。通過對報告的歸納統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)造成誤報警的原因主要集中在傳感器故障、臺面加減速或停車、稱重臺面基礎(chǔ)下沉、特種車輛無法檢測、參數(shù)問題、復(fù)合原因等六種以及其他的偶發(fā)原因。因此，接下來就利用一些典型的誤報警案例分析，對上述六種情況進行深入剖析。

2　典型案例分析

2.1　傳感器故障引起的誤報警共有7次，取其中2次進行分析

2.1.1徐州北站東到有線偏載誤報警一

2017年07月24日20：34，41124次貨物列車通過徐州北站東到有線測點時，出現(xiàn)19輛偏載誤報警。

分析：所有偏載報警的車輛均為空車，兩側(cè)鋼軌測得數(shù)據(jù)相差較大。通過查看波形分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)（列車通行方向的左側(cè)）第3路壓力傳感器波形異常（如圖1所示），由于零點達到40000多，較正常零點高出10000多，使得過車時的壓力傳感器波形超出上限，超出上限的區(qū)段取值為上限值，因此振幅較正常波形小，導(dǎo)致內(nèi)側(cè)數(shù)據(jù)遠小于右側(cè)正常數(shù)據(jù)。最后，由于這一差值在空車數(shù)據(jù)中更為突出，因此造成了空車全列偏載報警的現(xiàn)象。

圖1　內(nèi)側(cè)第3路通道過車波形

原因：分析前后過車數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，該傳感器偶爾也會產(chǎn)生類似的異常過車波形（但未報警），說明該傳感器硬件設(shè)備應(yīng)已到故障臨界點。

處理：通過遠程處理，在軟件上暫時勾去該處傳感器，使其不參與計量，待車站安排天窗點后進行更換處理。

2.1.2徐州北站東到有線偏載誤報警二

2017年10月13日04：01，徐州北站東到有線測點過車報警。過車全列共19輛，無確報。其中12輛右偏報警（4輛嚴(yán)重報警）,均屬誤報警。

分析：過車數(shù)據(jù)呈現(xiàn)全列右偏，且空車總重低于自重。通過查看波形分析發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)（列車通行方向的左側(cè)）第2路剪力傳感器波形（如圖2）在機車后轉(zhuǎn)向架的中間輪處產(chǎn)生了明顯的突變。使得突變點前后的零點值產(chǎn)生較大的落差。進而引起合成波形異常，產(chǎn)生了較低的稱重數(shù)據(jù)和全列偏載。

圖2　CH3通道過車波形

原因：由于前后過車數(shù)據(jù)均無異常，考慮可能是由信號干擾引起的，但也不排除是傳感器本身或者連接線問題造成。

處理：通過遠程處理，在軟件上暫時勾去該處傳感器，使其暫不參與計量，觀察后續(xù)過車波形，進一步判斷傳感器狀態(tài)。

2.2　臺面加減速或停車引起的誤報警共有7次，取其中1次進行分析

2017年09月09日12：03，南京東站南京東環(huán)線測點報警，車號7530763（無確報）超載90.6t，屬誤報警。

分析：實際整列過車44輛，超偏載設(shè)備檢測輛數(shù)為44輛，但車號設(shè)備僅判出機后4位，且未判出機車。因此超偏載設(shè)備將過車數(shù)據(jù)中位于首位的機車重量匹配到了車號7530763貨車上，導(dǎo)致誤報警。

原因：過車速度有明顯變化，從上臺面的28.3km/h減速到4.9km/h，導(dǎo)致車號系統(tǒng)判軸判車錯誤。

處理：督促車站盡快設(shè)置勻速過衡指示牌。

2.3　稱重臺面基礎(chǔ)下沉引起的誤報警共有1次

2017年07月18日凌晨，徐州北站西到線測點發(fā)生多次偏載誤報警，共計5列25輛，均為全列右偏誤報警。

分析：通過查看過車波形，發(fā)現(xiàn)遠端第1測區(qū)波形不良，如圖3所示。問題測區(qū)所得數(shù)據(jù)較其他正常測區(qū)小，導(dǎo)致遠軌稱重數(shù)據(jù)偏小，因而產(chǎn)生了全列偏載，且總重偏輕，并造成大量誤報警數(shù)據(jù)。圖3中，藍色的合成波形未形成正常的方波,導(dǎo)致了數(shù)據(jù)誤差較大。黑色的壓力波形出現(xiàn)明顯的拐點，而非正常情況下的正弦波形，這是影響合成波形的重要因素。

圖3　遠端第1測區(qū)過車波形

原因：造成異常的壓力波形主要是基礎(chǔ)懸空或傳感器緊固問題所導(dǎo)致的傳感器受力不良。

處理：在稱重軟件中將問題測區(qū)勾去，使其暫不參與計量。有待現(xiàn)場進一步檢查和安排搗固作業(yè)。

2.4　特種車輛無法檢測引起的誤報警共有1次

2017年09月14日21：29，43005次貨物列車通過南翔站一場滬寧測點時，發(fā)生嚴(yán)重前偏21.1t報警，經(jīng)分析屬誤報警。

原因分析：根據(jù)超偏載檢測數(shù)據(jù)，報警車輛位于機后第58位，車號5505386，車型K13NK，品名為空。但查看確報發(fā)現(xiàn)，該次列車共有59輛，5505386實際位于最后的第59位，而第58位實際為一輛大機。由于目前的超偏載檢測裝置對施工車輛等特種設(shè)備無法正常檢測，導(dǎo)致超偏載檢測裝置錯將大機的前四軸判成了普通貨車（且嚴(yán)重前偏21.1t）。而車號設(shè)備也無法正常掃描其車號信息，因而將大機后面的也就是機后第59輛貨車的車號5505386上升至第58輛。最終造成嚴(yán)重偏重誤報警。

處理：督促超偏載及車號生產(chǎn)廠家改進完善設(shè)備。

2.5　參數(shù)問題引起的誤報警共有1次

2017年07月30日11：10，16225次貨物列車通過合肥東站到達場測點時，出現(xiàn)37輛超載誤報警。

分析：通過過車波形初步判斷，并未發(fā)現(xiàn)異常，故聯(lián)系設(shè)備廠家協(xié)同分析。發(fā)現(xiàn)該次列車過車方向為“上行”，最高車速接近40km/h。查看上行方向40km/h速度段的修正系數(shù)，發(fā)現(xiàn)系數(shù)有誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

原因：由于檢定時上行方向過車速度無法達到40km/h以上的速度段，同時，在日常運用中上行方向未出現(xiàn)過接近40km/h的高速，因此該問題系數(shù)從未經(jīng)過設(shè)置或有效調(diào)整。

處理：督促設(shè)備廠家技術(shù)處理，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。并在下次檢定時，要求設(shè)備使用單位落實完備的檢定條件，對系數(shù)進行精確地設(shè)定。

2.6　復(fù)合原因引起的誤報警共有2次，取其中1次進行分析

2017年06月03日11：56，27202次貨物列車通過阜陽北站上貨聯(lián)測點時，出現(xiàn)4輛（右側(cè)）偏載誤報警，且過車數(shù)據(jù)呈全列偏現(xiàn)象。

分析：通過查看該過車波形，發(fā)現(xiàn)第1臺面（含近端1測區(qū)和遠端1測區(qū)）由于基礎(chǔ)問題導(dǎo)致判軸數(shù)錯誤（如圖4所示，箭頭所指為誤判的車軸），因而被稱重軟件自動剔除，未參與計量。同時，近端第3測區(qū)輸出較其他測區(qū)明顯偏大，因此導(dǎo)致近軌稱重數(shù)據(jù)明顯偏大。產(chǎn)生了全列偏載，并造成4輛誤報警。

圖4　第1臺面剪力波形

原因：第1臺面因基礎(chǔ)問題偶爾會發(fā)生判軸錯誤，而近端第3測區(qū)輸出較大是由于該測區(qū)有一路壓力傳感器故障所致。因此，造成本次誤報警的原因是由多個因素復(fù)合而成的。

處理：聯(lián)系設(shè)備所屬單位盡快安排線路檢查及搗固作業(yè)，以及待安排天窗點后對故障傳感器采取更換處理。

3　總結(jié)

在今年的23起督辦分析報告中選取了上述案例，解釋了六種主要的誤報警原因。

由于分析樣本數(shù)量相對較少，因此各種誤報警原因的發(fā)生比例尚不具備參考性。但在統(tǒng)計過程中，筆者發(fā)現(xiàn)傳感器故障和臺面加減速或停車這兩種原因?qū)е碌恼`報警情況明顯是最多的，均達到了7次之多，各占總數(shù)的30.43%。因此，現(xiàn)階段針對減少超偏載誤報警情況，較為可行的手段主要有以下兩點：一是加強日常檢修力度，堅決執(zhí)行定期大修，以確保設(shè)備處于正常工作狀態(tài)；二是督促設(shè)備所屬單位盡快設(shè)置勻速過衡指示牌，以避免發(fā)生因未勻速過衡造成的誤報警。