JSQ6型車輛駝峰溜放調車作業方案的研究與應用

周琪

摘 要：通過分析武漢北車站、襄陽北車站的駝峰溜放作業情況、駝峰設備狀況以及JSQ6型車輛結構特點，本文研究了影響JSQ6型車輛通過駝峰的平縱斷面等限制條件。根據仿真計算，分析影響JSQ6型車輛駝峰溜放作業安全性的因素，形成JSQ6型車輛駝峰溜放作業技術條件，實現兩站JSQ6型車輛通過駝峰的安全溜放，有效提升編組站作業效率。

關鍵詞：駝峰溜放;仿真計算;JSQ6型

中圖分類號：U292.12文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）14-0113-03

Research and Application of JSQ6 Type Car Hump Slip Shunting

Operation Scheme

ZHOU Qi

（Institute of Science and Technology， China Railway Wuhan Group Co.， Ltd.，Wuhan Hubei 430071）

Abstract： By analyzing the situation of hump slipping operations， hump equipment conditions and structural characteristics of JSQ6 vehicles in Wuhan North Station and Xiangyang North Station， this paper studied the restrictive conditions that affected the horizontal and vertical sections of JSQ6 vehicles passing the hump. According to the simulation calculations， the factors affecting the safety of JSQ6 vehicles' hump slipping operations were analyzed， and the technical conditions for JSQ6 vehicles' hump slipping operations were formed， so that the two stations of JSQ6 vehicles could safely slip through the humps and effectively improve the marshalling station operation efficiency.

Keywords： hump slipping;simulation calculation;JSQ6

駝峰溜放是編組站技術作業過程中的重要環節，對鐵路貨物運輸的意義巨大。隨著我國汽車產業的快速發展，尤其是國家協調推進運輸結構調整，大力實施“公轉鐵”重要舉措后，JSQ6型運輸汽車專用車輛（簡稱JSQ6型車輛）在鐵路大量使用。由于JSQ6型車輛長度比普通鐵路車輛長，車輛底部距鋼軌軌頂面較近，因此其被列為禁止駝峰溜放車型。隨著該型車到達編組站解體數量的逐漸增加，既有作業模式大量消耗了駝峰調車機作業時間，嚴重影響駝峰解體作業效率，對編組站駝峰作業能力的影響越來越大。為適應JSQ6型車輛的大幅增長，減小JSQ6型車輛禁止過峰對運輸效率的影響，確保編組站安全、暢通、高效，解決JSQ6型車輛駝峰溜放問題是提升編組站作業效率的重要舉措。

1 主要研究內容

該項研究涉及車務、車輛、工務、電務、貨運等多個專業領域，主要研究內容包括：收集武漢北車站、襄陽北車站駝峰線路狀態及JSQ型車輛解體、編組作業情況;研究分析JSQ6車輛結構、技術性能等，選擇進行駝峰溜放試驗的JSQ6型車輛;根據JSQ6型車輛結構參數與駝峰平縱斷面等數據，開發JSQ6型車輛過峰仿真系統，理論計算過峰時車輛底部與鋼軌軌頂面的距離;根據駝峰線路軌道動力學測試數據、車輛底部與軌頂面的距離以及編組組合、溜放速度等綜合分析，提出JSQ6型車輛駝峰溜放的技術條件;研究編制JSQ6型車輛駝峰溜放試驗運輸組織方案;針對駝峰溜放車輛、駝峰線路狀態，制定車輛底部與鋼軌軌頂面距離檢測方案，并組織測試;觀察和檢測JSQ6型車輛溜放前后貨物裝載狀態變化情況，提出貨物裝載加固的措施;監測JSQ6型車輛與存車連掛時的速度，為車站修改站細和作業方案提供參考。

2 實施方案

2.1 駝峰高程測量

2.1.1 測量內容及方法。駝峰縱斷面測量內容主要為駝峰位置鋼軌軌頂面高程，針對JSQ6型車輛過峰的特點，測點區域包含駝峰推送坡、駝峰平臺以及加速坡位置。所有測點均布置于鋼軌軌頂面位置，按小于1 m間距順鋼軌方向進行測量，一般每條推送線選擇單側鋼軌進行測量。

2.1.2 統一里程標準。測量采用自由坐標系（相對里程）及相對標高，按貫通里程設計。為便于工務部門線路調整及后期維護，應與工務部門里程標準一致，丈量基點設同一位置，往峰頂方向為大里程方向。

2.2 仿真計算及線路優化

2.2.1 仿真軟件開發。針對一個運動體的仿真計算，牽涉的數據是平面幾何數據的解算，確定仿真形式采用數據和圖表相結合的形式。開發平臺和工具方面，選擇Windows系統的.net環境開發，開發工具選擇Visual Studio平臺。外部數據交互提供Microsoft Excel和Microsoft Word數據輸入輸出接口。

2.2.2 測點擬合。通過內插值擬合，將測點數據進行擬合，得到軌面高程變化線，并得到高程線的插值曲線方程。

2.2.3 車輛位置狀態計算。模擬20.8 m定距的JSQ6型車輛在線路上前進，車體每前進一個定值，計算一次當前位置狀態，如圖1所示。

2.2.4 最小垂直距離計算。當車體運行到某一位置狀態時，在后輪至前輪的長度內，每隔一定距計算車體底部至軌頂面的垂直距離，車輪定距為20.8 m，計算若干個點，將其中的最小值作為車體運行至該位置時，車輛底部與鋼軌軌頂面的最小垂直距離。

2.2.5 統計最不利狀態。按照上述最小距離計算方法，在列車運行過程中，會產生若干個最小垂直距離，統計其中的最小值作為最不利的狀態時車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離，并返回該最小垂直距離的位置及此時前后輪位置。

2.2.6 線路優化方法。在縱斷面線形優化重構中，采用仿真軟件自動調整與人為干預相結合的方式進行優化。首先以軌道點里程和高程為原始數據，建立基于整體滿足約束條件的前后坡段優化，對于局部變形較大區段，可通過人工調整坡度的大小，以保證優化區段的整體最優性。然后，采用直接搜索法，以豎曲線半徑作為設計變量，進行縱斷面連續線形的優化重構，且將軌道縱斷面線形參數的限制條件作為約束，得到軌道連續區段的最優縱斷面線形參數。

2.2.7 線路優化調整。按照線路優化方法，經過仿真計算，當車體底部與鋼軌軌頂面之間的距離、坡度、峰頂平臺有效長度以及最大抬道量等技術指標滿足預設標準時，工務部門可組織施工，完成駝峰線形的調整：武漢北車站上、下行駝峰西溜放線，襄陽北車站上、下行駝峰的東溜放線縱斷面三狀態。調整完畢后，可以進行現場試驗驗證。

2.3 溜放試驗

在線路優化的基礎上，組織開展了武漢北車站和襄陽北車站JSQ6型車輛溜放試驗。試驗分靜態測量和動態測量兩部分，均采用激光測量技術，測量準確度控制在±1 mm。靜態測量主要是在平直道上測量車體底部與鋼軌軌頂面的距離以及輪輞厚度，動態測量主要是在駝峰及峰下減速器位置測量車體底部與鋼軌軌頂面的距離、編組場位置測量連掛速度，動態測量分別在單個空車、重車頂送過峰，單個空車、重車溜放，大組空車、重車溜放，空重混編車組溜放等工況下進行。

武漢北車站和襄陽北車站所有試驗車輛共計195輛，在平直線路上時，空車車輛底部與軌面的平均距離為201 mm，車輛底部與軌頂面距離最小為165 mm;重車車輛底部與軌面的平均距離為192 mm，車輛底部與軌頂面距離最小為148 mm。參照《鐵路技術管理規程（普速鐵路部分）》，符合機車車輛下部限界車體的彈簧承載部分≥90 mm規定。

車輛溜放時經過武漢北上行駝峰西溜放線加速坡的變坡點位置，車輛底部與軌頂面實測最小距離為51 mm，其在平直道上靜態測量車輛底部與軌頂面實測距離均為165 mm;車輛溜放時經過武漢北下行駝峰西溜放線加速坡的變坡點位置，車輛底部與軌頂面實測最小距離為52 mm，其在平直道上靜態測量車輛底部與軌頂面實測距離均為164 mm;車輛溜放時經過襄陽北上行駝峰東溜放線加速坡的變坡點位置，車輛底部與軌頂面實測最小距離為54 mm，其在平直道上靜態測量車輛底部與軌頂面實測距離均為159 mm;車輛溜放時經過武漢北下行駝峰東溜放線加速坡的變坡點位置，車輛底部與軌頂面實測最小距離為63 mm，其在平直道上靜態測量車輛底部與軌頂面實測距離均為168 mm。車輛經過溜放線加速坡的變坡點位置車輛底部與軌頂面距離滿足≥25 mm的限界要求且有一定的變動量。參照《鐵路技術管理規程（普速鐵路部分）》，滿足過峰限界要求。

根據武漢北車站和襄陽北車站實際測量可得，在減速器緩解狀態下，8輛JSQ6型車輛的底部與減速器制動軌頂面最小距離為74 mm，轉向架交叉拉桿與減速器制動軌頂面最小距離為74 mm;在減速器制動狀態下，車輛底部與減速器制動軌頂面最小距離為85 mm，轉向架交叉拉桿與減速器制動軌頂面最小距離為71 mm。當車輛通過一部位、二部位、三部位減速器時，車輛與減速器設備沒有發生摩擦、碰撞現象。參照《鐵路技術管理規程（普速鐵路部分）》，符合通過駝峰車輛減速器的貨車下部限界≥60 mm規定。

在進行的40組連掛速度測量中，有5組JSQ6型車輛未溜放到位，后期電務部門需要優化減速器出口控制速度，連掛成功的35組JSQ6型車輛連掛速度實測值為2～5 km/h。參照《鐵路技術管理規程（普速鐵路部分）》，符合接近被連掛的車輛時，不準超過5 km/h規定。

試驗結果表明，JSQ6型車輛在優化改造后的駝峰縱斷面條件下，能安全通過駝峰，而且實測的車輛底部距鋼軌軌面最小距離與仿真計算的理論數值基本一致，此外還對JSQ6型重車連掛后的貨物裝載加固狀態進行了檢測，裝載加固均無異常。

2.4 形成技術標準

溜放試驗完成后，結合預設技術指標和試驗結果，從JSQ6型車輛結構尺寸、駝峰縱斷面指標、JSQ6型車輛通過范圍平面條件、作業要求、控制系統、后期養護等方面形成詳細技術標準，滿足技術條件的駝峰可以開展JSQ6型車輛駝峰溜放作業。

3 運用效果

3.1 溜放作業情況

按一個月作業量統計，武漢北車站通過溜放作業解體JSQ6型車輛6 411輛，其中上行4 089輛，下行2 322輛，日均200.3輛，平面編車作業因JSQ6型車輛溜放后減少套勾770勾，日均24.1勾。襄陽北車站通過溜放作業解體JSQ6型車輛3 019輛，其中上行856輛，下行2 163輛，日均94.4輛，平面編車作業因JSQ6型車輛溜放后減少套勾340勾，日均10.6勾。

3.2 運輸效率分析

按一個月作業量分析，武漢北車站通過溜放作業解體JSQ6型車輛，日均節約解體時間220.2 min，節約調機機力0.17臺，提升解體效率6.2%，按解體作業時間標準計算，日均可多解7.3列;平面編車作業因不需要JSQ6型車輛套勾日均節省編車時間355.3 min，節約調機機力0.27臺，提升編車效率7.5%，按編車作業時間標準計算，日均可多編8.9列。襄陽北車站通過溜放作業解體JSQ6型車輛，日均節約解體時間157 min，節約調機機力0.12臺，提升解體效率2.5%，按解體作業時間標準計算，日均可多解3.6列;平面編車作業因不需要JSQ6型車輛套勾日均節省編車時間218.9 min，節約調機機力0.19臺，提升編車效率4.8%，按編車作業時間標準計算，日均可多編6.1列。

3.3 安全效益分析

在車站現有設備、JSQ6型車輛溜放作業技術條件和JSQ6型車輛溜放作業辦法規定保證下，JSQ6型車輛溜放作業能保證安全可控。允許JSQ6型車輛通過駝峰溜放后，車站取送JSQ6型車輛作業大幅減少，調車人員的勞動強度得到有效減少，調車作業安全和勞動安全風險也因此大幅降低。

4 結語

長江中下游流域地區是我國商品汽車生產的集中區域，僅湖北境內東風汽車集團公司就有日產、雪鐵龍、雷諾、英菲尼迪等十余個品牌的乘用車生產組裝基地，商品汽車運輸周轉量巨大。武漢北車站和襄陽北車站是中國鐵路武漢局集團有限公司管內JSQ6型車輛的重要中轉站，負責了大量JSQ6型車輛的解編調車作業。允許JSQ6型車輛駝峰溜放后，JSQ6型車輛可同相同組號去向的車流在同一調車線集結，編組車列時，減少了取禁溜線作業，降低取送禁溜線的調車作業風險，還可節約編組站平面調車作業時間。正式啟用JSQ6型車輛駝峰溜放作業，將有助于提升編組站作業效率，大大提升鐵路運輸商品汽車的能力，縮短汽車的物流周期，積極推動湖北省汽車產業的發展。該技術方案實施改變了車輛設計部門提出的禁止通過駝峰的要求，對車輛溜放作業有一定的安全風險，通過課題研究限制一些溜放作業的條件，包括溜放速度、編組、車輛類別等，在《車站行車工作細則》中給予補充完善后可實現駝峰安全溜放。

參考文獻：

[1]徐能.鐵路商品汽車運輸快速發展對編組站作業的影響分析[J].鐵道運輸與經濟，2018（7）：23-26.

[2]吳建哲.鐵路運輸商品汽車發展策略探討[J].鐵路工程技術與經濟，2017（6）：l7-19.