鐵路闊大貨物裝載中貨物重心位置分析與改進探討

龐婷婷 梁偉偉

摘 要：鐵路在進行闊大貨物運輸時物體總重心位置是否合理直接影響到火車運行的安全性，一般情況下貨物的總重心位置應當與車廂的橫向中心線重合，當貨物重量小于車廂額定承載能力的50%時，允許貨物重心出現偏離，但偏離的數值也受到了多方面的約束。為了改進闊大貨物運輸的重心位置，采用BP算法計算貨物的最優重心位置，從而提高貨物放置的合理性。

關鍵詞：鐵路;闊大貨物;重心位置

一、緒論

鐵路運輸是我國運輸體系中非常重要的一個分支，在進行鐵路運輸貨物時，經常會出現超大、超重的貨物，給實際運輸過程中造成了非常大的困擾，需要聯合多個部門進行協調，保證貨物裝載和運輸過程萬無一失。特別是在裝載與運輸多件闊大物件時，就牽涉到對多件貨物進行排列，合理的排列方式不僅能夠在有限的空間內放置更多的貨物，同時對于鐵路運輸的安全性也有重要的影響，甚至會影響到火車運輸過程的安全超限等級以及火車時速，因此對貨物進行科學擺放非常重要。為此，本文研究了鐵路闊大貨物裝載與運輸中重心位置的計算方法，并且提出了改進的方法，通過對重心位置的優化提高鐵路運輸的安全性。

二、鐵路闊大貨物裝載中重心位置分析

鐵路裝載與運輸過程中，在放置多件闊大貨物時，火車的總重心位置是各個貨物重心位置的合集，貨物總重心位置的確定是通過橫向總重心與縱向總重心共同決定的，[1]如圖1～3所示。

上述公式中，各個字母代表的含義分別是：Li表示各個物件重心位置到車廂板前部的距離，單位為mm;Bi表示各個物件重心位置到車廂板側邊的距離，單位為mm;li表示各個物件重心所處面到車廂板中心銷的垂直距離，單位為mm。

在放置貨物時應當保證貨物的總重心位置在車廂的橫向中心線位置，從而保證車廂兩端重力平衡。[2]當所有物品的總重量小于火車的額定承載能力，是運行貨物裝載過程中出現橫向偏置的現象，但是必須要保證物品的總重量不得大于每節轉向架額定承載能力的50%，同時要保證車廂上物品橫向偏置的重量差小于10噸。[3]

三、重心位置優化探討

在傳統的方式中通常是采用建立模型的方式確定物件貨物的總重心位置，但是在實際操作中約束條件較多，函數的求解方式也比較困難，在對單獨物件進行計算時能夠得到最優方案，然而無法將多個物件的計算公式結合到一起，難以得到最佳的組合方案，因此不具有實際的應用價值。為了解決這一問題，本文提出了一種新思路，即求解模型的非劣解，計算出多個物體的共同合理位置。在進行改進算法時，主要通過遺傳BP算法解答。

BP算法是模仿信號在神經元之間相互交流的網絡學習算法，[4]在將BP算法應用到鐵路闊大貨物裝載重心位置改進中，主要的實施步驟主要分為了一下幾個環節：

四、結語

鐵路裝載與運輸中多件闊大貨物重心位置的合理選擇對貨物裝載的數量、火車的極限速度以及安全等級等方面具有重要影響，改進貨物重心位置的合理性有利于提高火車的安全性能，為此結合了BP遺傳算法對重心最優位置進行求解，提高貨物放置的規劃能力。

參考文獻：

[1]尚苒.鐵路貨物裝載加固安全方案安全性綜合評價研究[J].甘肅科技縱橫，2018，47（03）：60-63.

[2]丁文贏，楊磊，陸松，殷濤.提高我國鐵路貨物裝載加固器材技術檢測質量的對策[J].鐵道貨運，2016，34（03）：43-46.

[3]蔣薈，劉春煌，王華偉，王志華.鐵路貨運計量安全檢測監控系統關鍵技術[J].中國鐵道科學，2013，34（04）：137-144.

[4]陳奇，馬玉坤，王延明.ADAMS在鐵路貨物裝載加固縱向慣性力值計算中的應用[J].鐵道貨運，2007（12）：34-36.