鐵路闊大貨物裝載加固優(yōu)化研究

任忠偉

摘 要：鐵路大貨物的裝載加固一直是鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中一項(xiàng)高技術(shù)、高難點(diǎn)、高安全風(fēng)險(xiǎn)的工作。隨著高速鐵路時(shí)代的到來(lái)，鐵路大型貨物運(yùn)輸對(duì)裝載和加固提出了更高的要求。本文從影響鐵路大型貨物裝卸加固的安全因素入手，根據(jù)相關(guān)安全因素提出解決方案，以確保鐵路安全、快速、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)輸大型貨物。同時(shí)也分析了大型貨物裝載加固方案比選的意義。加強(qiáng)了對(duì)于鐵路闊大貨物裝載加固優(yōu)化研究的工作的進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：鐵路闊大貨物；裝載加固；研究

前言：傳統(tǒng)的鐵路闊大貨物裝載加固措施，它不僅耗時(shí)，而且容易出錯(cuò)。進(jìn)行鐵路大型貨物裝卸加固方案研究，也是在開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助的決策系統(tǒng)，這種研究對(duì)保障大型貨物運(yùn)輸?shù)陌踩哂兄匾饬x。但是這種方法不僅耗時(shí)，而且只考慮所了解的安全性，并且忽略了程序的經(jīng)濟(jì)和其他指標(biāo)，它造成加固材料的浪費(fèi)，運(yùn)輸成本的額外費(fèi)用，甚至運(yùn)輸能力的浪費(fèi)。所以本文確定了最新的鐵路大型貨物裝載加固方案。

1.鐵路闊大貨物裝載加固安全因素分析

1.1貨物超限等級(jí)

貨物超限意味著車輛裝車后，車輛停留在一條筆直的道路上。如果貨物的任何部分超過(guò)機(jī)車車輛極限的基本輪廓或車輛通過(guò)半徑為300m的曲線，則計(jì)算的貨物寬度超過(guò)機(jī)車車輛極限的基本輪廓。根據(jù)貨物超限程度的不同，可分為三級(jí)：一級(jí)超限、二級(jí)超限和超限。超限水平越高，操作條件越差，對(duì)大型貨物運(yùn)輸安全的影響越大，因此超限范圍就越廣。裝載大量貨物應(yīng)盡量減少貨物超載的程度。這樣不僅可以使貨物運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中得以安全，更能使貨物裝載時(shí)人員獲得安全。

1.2重心位置

重心是指貨物裝載在汽車上后，汽車和貨物的整體高度，然后從軌道表面計(jì)算的出的重心。重心是影響重型車輛穩(wěn)定性和安全性的主要因素之一。它在指導(dǎo)鐵路裝載和保證行車安全方面起著重要作用。重型卡車重心越高，扭矩越不穩(wěn)定。穩(wěn)定轉(zhuǎn)矩越大，運(yùn)行穩(wěn)定性越差，運(yùn)行速度應(yīng)該越低，如果運(yùn)行速度過(guò)高，傾覆危險(xiǎn)性越大。貨物重心水平位置的偏移應(yīng)在卡車縱向和橫向中心線的交匯處。當(dāng)必須偏移時(shí)，橫向偏差不應(yīng)超過(guò)100毫米。這樣的話車輛轉(zhuǎn)向架的重量相等，同一輛車的兩個(gè)輪子具有相同的輪壓，這有利于重型卡車運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)橫向偏移過(guò)大時(shí)，即車輛側(cè)的載荷太重，貨物在操作過(guò)程中容易橫向或橫向翻轉(zhuǎn)。在嚴(yán)重情況下，它可能容易導(dǎo)致側(cè)軸承被壓碎，影響車輛的順利通過(guò)，這可能導(dǎo)致重型車輛的傾覆。當(dāng)縱向偏離時(shí)，各車輛轉(zhuǎn)向架所載貨物的重量不超過(guò)貨車允許載荷的1/2，兩轉(zhuǎn)向架之間的差值不大于10t，如果縱向偏移超過(guò)規(guī)定值，則車輛的車輪壓力將不同，導(dǎo)致重型卡車運(yùn)行不穩(wěn)定。

1.3貨物裝載加固方法已不適合當(dāng)今社會(huì)

大型貨物裝載方案的選擇應(yīng)綜合考慮：無(wú)論是順從還是橫向、縱向還是橫向，都必須是合理的，否則將直接影響到貨物的安全。加固方法的選擇和加固材料的計(jì)算也會(huì)影響大型貨物的安全性。現(xiàn)如今，我國(guó)的鐵路運(yùn)輸量十分的大，原有的運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)的需求，所以我們需要更加優(yōu)化的加固方法，來(lái)提高運(yùn)輸?shù)男省?/p>

2.鐵路闊大貨物裝載加固優(yōu)化

2.1闊大貨物裝載加固決策方案

結(jié)構(gòu)化決策：?jiǎn)栴}決策過(guò)程的環(huán)境和規(guī)則可以用某種模型或語(yǔ)言來(lái)描述。適當(dāng)?shù)乃惴梢杂脕?lái)生成決策計(jì)劃，并且可以從多種場(chǎng)景中選擇最優(yōu)解，即半結(jié)構(gòu)化決策。這種決策問(wèn)題會(huì)受到外部因素的影響，將遵循一些規(guī)則。所以我們可以建立適當(dāng)?shù)乃惴ú⒔Y(jié)合人員選擇來(lái)產(chǎn)生決策方案，并從決策方案中獲得更好的解決方案。非結(jié)構(gòu)化決策：用一定的模型和語(yǔ)言描述一個(gè)問(wèn)題的決策過(guò)程是不可能的，不可能得到所謂的最優(yōu)解。隨著理論研究的深入，a型決策問(wèn)題也發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化。所以我們利用科學(xué)的算法得到原本非常復(fù)雜且無(wú)法用該算法最優(yōu)求解的非結(jié)構(gòu)化或半結(jié)構(gòu)化決策。已達(dá)到向優(yōu)解或條件最優(yōu)半結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)方向變換。決策支持系統(tǒng)是一個(gè)基于數(shù)據(jù)、模型和知識(shí)的人機(jī)交互系統(tǒng)。它可以依靠算法進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，并能從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，從而幫助決策者解決半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題，借助決策支持系統(tǒng)，可以科學(xué)地將人為主觀因素和決策支持理論結(jié)合，綜合考慮問(wèn)題的外部影響因素，從而避免決策者因各種主觀原因而做出的錯(cuò)誤決策。決策支持系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫(kù)、模型庫(kù)、方法庫(kù)和人機(jī)交互系統(tǒng)等多個(gè)功能系統(tǒng)組成。模型算法支持整個(gè)決策過(guò)程，它們之間的協(xié)調(diào)與合作構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的決策支持系統(tǒng)。大型貨物裝載加固方案的決策是一個(gè)典型的半結(jié)構(gòu)化決策問(wèn)題。決策過(guò)程具有一定的遵循規(guī)律，但受各種外部因素的影響。方案的形成和確定取決于決策系統(tǒng)內(nèi)的算法。根據(jù)不同的外部數(shù)據(jù)輸入，同一貨物的負(fù)荷整合方案會(huì)由于不同的用戶選擇和客戶需求而形成不同的決策結(jié)果。根據(jù)實(shí)際的運(yùn)輸條件和要求，可以選擇更好的解決方案。

2.2控制重心位置

重型卡車重心的控制可以考慮：選擇重心高度為卡車的車輛和低地板高度、低重量的車輛，有利于降低重型卡車的重心；車輛具有足夠的承載能力和車底的承載位置。其次，采用加權(quán)措施減小重型卡車的重心。在實(shí)際裝載過(guò)程中，貨物重心的水平投影通常不在車輛中心線的交匯處，特別是對(duì)于大型和不規(guī)則形狀的貨物。貨物的重心會(huì)偏離車輛的縱向中心線，但最多不能超過(guò)100毫米。重型卡車的運(yùn)行是安全的。如果超過(guò)100mm，車輛側(cè)面的壓力可能對(duì)車輛或線路造成損害。因此，必須通過(guò)調(diào)整加載方案將其控制在100mm以內(nèi)；如果不能調(diào)整加載方案，則應(yīng)在車輛具有足夠的承載能力和加載位置的前提下，在車輛縱向中心線的另一側(cè)使用重量。重心控制在100mm以內(nèi)。最好不要使貨物的重心在縱向上偏離，這樣重型卡車的穩(wěn)定性最好。然而，在實(shí)際工作中很難做到這一點(diǎn)。在遇到特殊情況時(shí)，經(jīng)常需要使貨物的重心偏離車輛的橫向中心線。有時(shí)為了節(jié)省1輛車，采用非重點(diǎn)車輛裝載方案，要求貨物重心偏離水平中心線。當(dāng)然，貨物在裝載過(guò)程中的重心的實(shí)際裝載位置不能超過(guò)規(guī)定值：a實(shí)≯a容。a容通過(guò)下式確定：a容=（P容2Q-0.5）l（mm）（當(dāng)P容-Q<10t時(shí)）或a容=5Ql（mm）（當(dāng)P容-Q≥10t時(shí)）。如果貨物重心的實(shí)際裝載位置在加載期間超過(guò)規(guī)定值，則必須使用巡航裝載方法或跨座裝載方法突出車輛端部，以確保貨物重心落在橫向中心線上。利用這些算法，就可以控制重心的位置，更加方便加固。

2.3貨物裝載加固方案及加固方法控制

鐵路運(yùn)輸部門應(yīng)根據(jù)貨物的形狀、重量和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合裝載貨車的技術(shù)條件，考慮裝載和加固方案，以確定其是否順從、水平、垂直或水平。控制是最有利的荷載和加固方案和方法。由于大型貨物運(yùn)輸?shù)恼麄€(gè)過(guò)程受到各種力的影響，列車換擋時(shí)的性能更加突出。因此，在選擇加載加固方案和方法后，正確計(jì)算各種受力和加固材料的用量就顯得尤為重要。如果計(jì)算不準(zhǔn)確，如果材料使用較少，它將不能承受各種力。當(dāng)然，加固材料必須是正規(guī)的制造商，不能使用假冒產(chǎn)品或低標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，這會(huì)對(duì)貨物和車輛造成損壞。

3.結(jié)語(yǔ)：綜上所述，我們對(duì)于現(xiàn)階段鐵路闊大貨物裝載加固優(yōu)化研究，還停留在風(fēng)險(xiǎn)分析和計(jì)算方面，以為我們還沒(méi)有找到一種或幾種以不變應(yīng)萬(wàn)變的方法，我們現(xiàn)在能做到的只是具體問(wèn)題具體分析，所以這就需要人員的高素質(zhì)。當(dāng)然，在鐵路闊大貨物裝載加固優(yōu)化研究這一方面，我們還要深入研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]超限貨物裝載方案安全性評(píng)價(jià)研究[J].張黎青，倪少權(quán).交通運(yùn)輸工程與信息學(xué)報(bào).2017（01）

[2]多層次約束下鐵路闊大貨物路徑選擇研究[J].陳皓，王文憲.科學(xué)技術(shù)與工程.2016（33）