高速動車組超員報警監控技術的初步探討

曹善風 趙美鋼

摘 要：本文闡述了高速動車組超員報警監控技術的基本設計原則。

關鍵詞：高速動車組;超員;報警;整備載荷;定員載荷;超員載荷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.001

1 高速動車組超員報警必要性

隨著高速動車組技術的進一步發展與提高，動車組運行速度高、安全性能好、全天候運行、運行舒適、正點率高等優勢越來越明顯，越來越多的人選擇動車組出行，一到節假日中國就上演大規模周期性人口遷徙，據相關部門統計，2018年春運40天，全國鐵路累計發送旅客38153.9萬人次，同比增加2435.1萬人，增長6.8%。春運期間，全國鐵路有11天旅客發送量超1000萬人，特別是2月20日（農歷正月初五）開始，春節返程客流高度疊加，全國鐵路旅客發送量連續8天超1000萬以上持續高位運行。運輸量大，運輸任務艱巨，超員超載也成為動車組普遍存在現象，但無節制的超員超載，為動車組的運輸安全帶來一定的安全隱患。

2 動車組超員報警技術介紹

超員報警顧名思義是對列車超員超載進行監控的一項技術，通過對列車實際載荷與列車預設載荷進行對比，在動車組嚴重超員時進行車輛報警并指示，方便列車員進行乘客疏散，保證列車安全行駛，監控流程簡圖如下：

2.1 車輛載荷檢測

動車組載荷狀態均通過空簧壓力來體現，即不同的載荷狀態對應不同的空簧壓力，各車制動控制裝置（以下簡稱EBCU）實時檢測本車的空氣彈簧壓力，將采集到的空氣彈簧壓力值或轉化的車輛重量信息，通過總線發送到列車控制管理系統（以下簡稱TCMS），TCMS將接收到的壓力值轉換為車重（車重計算公式如下）或直接收到的車重信息與軟件“超員警告閾值”預設值進行比較，進行超載信息的整車超員報警或單車超員報警判斷。

車重計算公式：Wcar=2*W_bog+4*T*K

式中：Wcar? ? ? ? ? ? ? ? ? 車輛重量，單位：kg

W_bog? ? ? ? ? ? ? ? ?轉向架重量，單位：kg

T? ? ? ? ? ? 載荷壓力，單位：kPa

k ? 空簧系數（常量）

2.2 超員報警值設置

（1）載荷定義。整備載荷：車輛自重+必要的物品（如水、食品等）及乘務人員（如司機、機械師、乘務員等）。

定員載荷：整備載荷+定員重量（每乘客80公斤）。

超員載荷：超員后車輛重量，超員載荷=定員載荷+定員載荷x XX%。

（2）超員報警閾值。單車閾值：超員XX%，并根據車體承載能力、牽引加速度及剩余加速度能力、制動系統制動能力及制動盤熱容量、轉向架各部件承載能力、空調制冷制熱能力及人均新風量、衛生系統等各系統的實際情況留有一定余量。

整列閾值：超員XX%，并根據車體承載能力、牽引加速度及剩余加速度能力、制動系統制動能力及制動盤熱容量、轉向架各部件承載能力、空調制冷制熱能力及人均新風量、衛生系統等各系統的實際情況留有一定余量。

2.3 超員報警判斷條件

考慮到運行過程中曲線、坡道等路況對空簧壓力值的影響，動態工況下不進行超員報警檢測。

列車控制管理系統同時檢測到以下條件同時成立時，進行“車輛超員報警”，提示司乘人員疏導報警車廂乘客。

（1）列車速度<5km/h或開門狀態信號。

（2）單車超員報警：單車的“本車實際重量”≥單車超員報警閾值。

（3）整車超員報警：各車“列車實際重量”之和≥列車超員報警閾值。報警消除條件：以上報警條件不成立。

2.4 報警功能實現

為了方便超載乘客及時疏散到合適車廂，TCMS將超員報警的信息，通過總線發送至PIS，PIS接收到該信息后，在乘務員室或機械師室配有PIS顯示屏的車型顯示“X車超員”（X表示1-16）;車內顯示器顯示“X車超員，請站立乘客到相鄰車輛乘坐”，同時本車（或全列）廣播喇叭播報與車內顯示屏顯示內容一致的語音信息;多車超員時，在乘務員室或機械師室配有PIS顯示屏的車型顯示“X1、X2…車超員”（X表示1-16）;車內顯示器顯示“X1、X2…車超員，請站立乘客到相鄰車輛乘坐”，同時本車（或全列）廣播喇叭播報與車內顯示屏顯示內容一致的語音信息;為了方便司機和機械師更直觀的知道車輛超員狀態，可在司機室通過超員報警指示圖標紅、黃、綠的狀態顯示各車廂“單車超員報警”狀態，如下圖所示：

指示圖標綠色-載荷未超員? ? 指示圖標黃色-載荷超定員? ?指示圖標紅色-載荷超定員XX%

整列超員時，TCMS通過總線將報警信息發送至PIS。PIS接收到該信息后，在乘務員室或機械師室配有PIS顯示屏的車型顯示“列車已超員”，車內顯示器顯示“列車已超員”，同時全列車廂廣播喇叭播報與車內顯示屏顯示內容一致的語音信息。在司機室顯示屏和機械師室顯示屏的相關界面顯示，并有故障代碼輸出，伴有聲音提示。

3 結語

按照上述原則設計的超載監控技術，既可滿足車輛的正常運營又能滿足車輛的安全運營。目前中國CRH1系列動車組、“復興號”動車組都已經具備超員報警功能，但由于技術淵源，車型特點等客觀條件的參差性，此項技術在上述車型的應用及效果也不盡相同，筆者結合近幾年的高鐵設計經驗，淺談一下動車組超載監控技術，以期拋磚引玉，使這一技術得到進一步的發展和完善。

參考文獻：

[1]TB_T_3342_2014_機車車輛基準重量定義[S].

[2]TB_T_1740_2015_鐵道機車車輛載荷測定方法[S].