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      復(fù)興號(hào)動(dòng)車組超員報(bào)警設(shè)置及方案優(yōu)化*

      2021-03-02 09:16:52高登科劉克思
      城市軌道交通研究 2021年2期
      關(guān)鍵詞:超員聲光報(bào)警復(fù)興號(hào)

      馬 凱 高登科 劉克思

      (1.中車長(zhǎng)春軌道客車股份有限公司國(guó)家軌道客車工程研究中心,130062,長(zhǎng)春;2.中國(guó)鐵路濟(jì)南局集團(tuán)有限公司青島動(dòng)車段,266011,青島//第一作者,高級(jí)工程師)

      1 動(dòng)車組超員報(bào)警設(shè)置背景

      針對(duì)國(guó)內(nèi)既有和諧號(hào)(CRH)系列動(dòng)車組未設(shè)置超員報(bào)警功能的情況,結(jié)合實(shí)際運(yùn)用需求,在復(fù)興號(hào)型動(dòng)車組上增設(shè)此功能?!稌r(shí)速350 km 8輛編組中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組采購(gòu)技術(shù)條件》要求:“動(dòng)車組設(shè)超員報(bào)警功能,報(bào)警時(shí)在司機(jī)顯示屏界面顯示,同時(shí)超載車輛具有單車超載聲光報(bào)警功能?!?/p>

      2 復(fù)興號(hào)型動(dòng)車組超員報(bào)警功能定義

      復(fù)興號(hào)型動(dòng)車組超員報(bào)警功能分為:①單車超員報(bào)警;②整列超員報(bào)警。為保證車輛的安全,應(yīng)預(yù)留足夠的安全裕量。設(shè)定單車報(bào)警閾值,通過實(shí)時(shí)檢測(cè)單車車輛質(zhì)量,與報(bào)警閾值進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)實(shí)際車重超出報(bào)警閾值時(shí),將進(jìn)行報(bào)警,并提示司乘人員疏導(dǎo)旅客或清退客。

      3 動(dòng)車組超員報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)方式

      當(dāng)單車或整列實(shí)際車重超出報(bào)警閾值時(shí),車輛要進(jìn)行超員報(bào)警,在司機(jī)室、機(jī)械師室、乘務(wù)員室顯示屏進(jìn)行彈屏聲光報(bào)警顯示,同時(shí)通過列車監(jiān)控管理系統(tǒng)(TCMS)把相應(yīng)車廂超員報(bào)警信息發(fā)送到旅客信息系統(tǒng)(PIS),在信息顯示屏上顯示相應(yīng)的超員信息,并通過廣播播放超員信息,提示司乘人員疏散旅客或清退客。

      3.1 聲光報(bào)警功能實(shí)現(xiàn)

      1) 在司機(jī)室、機(jī)械師室網(wǎng)絡(luò)顯示屏上進(jìn)行彈屏聲光報(bào)警,包括整列列車超員報(bào)警和單車超員報(bào)警,如圖1所示。

      圖1 超員報(bào)警司機(jī)顯示屏彈屏顯示

      2) TCMS將相應(yīng)車廂超員報(bào)警信息發(fā)送至PIS系統(tǒng),進(jìn)行以下聲光報(bào)警措施:①乘務(wù)員室PIS顯示屏進(jìn)行彈屏聲光報(bào)警;②車外和車內(nèi)顯示器顯示設(shè)定的文字報(bào)警提示信息(見圖2);③對(duì)應(yīng)車廂廣播播放設(shè)定的語音報(bào)警提示信息。

      圖2 超員報(bào)警信息顯示

      3.2 車輛質(zhì)量檢測(cè)

      所有載荷狀態(tài)均通過轉(zhuǎn)向架空氣彈簧(以下簡(jiǎn)稱“空簧”)壓力來體現(xiàn),即不同的載荷狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的空簧壓力。各車制動(dòng)控制裝置(EBCU)實(shí)時(shí)檢測(cè)本車的空簧壓力,將采集到的空簧壓力轉(zhuǎn)化為車輛質(zhì)量信息,通過多功能車輛總線(MVB)發(fā)送到TCMS。TCMS 將接收到的車重與“超員報(bào)警閾值”預(yù)設(shè)值(該閾值可在TCMS 系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)定)進(jìn)行比較,從而進(jìn)行超載信息的整車超員報(bào)警或單車超員報(bào)警判斷。

      3.3 超員報(bào)警閾值設(shè)置

      根據(jù)各車定員質(zhì)量,結(jié)合允許超員比例,并考慮空簧壓力檢測(cè)誤差來設(shè)置超員報(bào)警值。

      考慮到軸重要求,CR400AF、CR400BF型動(dòng)車組均按超員20%設(shè)置報(bào)警限值。單車超員與整列車超員允許人數(shù)完全相同,僅因兩車車重不同,超員報(bào)警限值略有不同。

      超員報(bào)警限值=定員質(zhì)量+定員人數(shù)×20%×單人體重(以80 kg/人 計(jì))。計(jì)算超員報(bào)警限值時(shí),在軟件控制邏輯中已考慮空簧壓力檢測(cè)誤差,確保各單車不能超過軸重設(shè)計(jì)值要求。其中,定員質(zhì)量=整備質(zhì)量+定員人數(shù)×單人體重(以80 kg/人 計(jì)),整備質(zhì)量包括車輛自重以及司機(jī)、乘務(wù)員、水、砂、食品等質(zhì)量。

      3.4 超員報(bào)警判斷條件

      為排除車輛運(yùn)行中過曲線等路況對(duì)空簧壓力的影響,動(dòng)態(tài)工況下,不進(jìn)行超員報(bào)警檢測(cè)。

      中央控制單元(CCU)同時(shí)檢測(cè)到以下條件成立時(shí),進(jìn)行“車輛超員報(bào)警”,提示司乘人員疏導(dǎo)報(bào)警車廂乘客。

      1) 列車速度< 5 km/h;

      2) 整列車超員:列車實(shí)際質(zhì)量>整列車報(bào)警閾值(各車超員報(bào)警值之和);

      3) 單車超員:本車實(shí)際質(zhì)量>單車超員報(bào)警設(shè)置值。

      報(bào)警消除條件:以上報(bào)警條件不成立時(shí),報(bào)警消除。

      另外,人機(jī)交互顯示屏(HMI)的車門狀態(tài)界面增加單車超員報(bào)警顯示(見圖3)。

      圖3 HMI車門狀態(tài)界面單車報(bào)警顯示

      4 動(dòng)車組超員報(bào)警限值條件

      動(dòng)車組超員報(bào)警限值主要從動(dòng)車組的運(yùn)行安全性和乘坐舒適性等方面考慮,見圖4。

      圖4 超員報(bào)警限值條件

      根據(jù)對(duì)軸重、牽引能力、制動(dòng)能力、空調(diào)能力和給水衛(wèi)生能力的分析,復(fù)興號(hào)CR400型動(dòng)車組各系統(tǒng)超員能力見表1。

      表1 復(fù)興號(hào)CR400AF/BF型動(dòng)車組各系統(tǒng)超員能力

      5 動(dòng)車組超員報(bào)警方案優(yōu)化

      在實(shí)際運(yùn)用中,以京滬線為例,春運(yùn)、暑運(yùn)期間存在較多的超員現(xiàn)象。復(fù)興號(hào)投入使用以來至2018年9月份,共發(fā)生超員報(bào)警22起。一方面,單一的報(bào)警對(duì)及時(shí)處置造成較大困難;另一方面,報(bào)警閾值的安全裕量過大造成非必要報(bào)警,對(duì)運(yùn)輸秩序造成較大影響。

      充分考慮超員報(bào)警功能對(duì)動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)秩序的影響,優(yōu)化復(fù)興號(hào)動(dòng)車組超員報(bào)警分級(jí)設(shè)置和判斷條件:①將單車超員報(bào)警分為“單車超員預(yù)警”(單車超員20%)和“單車超員報(bào)警”兩級(jí)設(shè)置;②將整車超員報(bào)警分為“列車超員預(yù)警”(整列超員20%)和“列車超員報(bào)警”兩級(jí)設(shè)置。③列車速度>5 km/h時(shí),不進(jìn)行超員預(yù)警和報(bào)警檢測(cè)。

      考慮到車重檢測(cè)誤差,避免超員誤報(bào)警,復(fù)興號(hào)動(dòng)車組超員預(yù)警值設(shè)定為在超員20%的車重基礎(chǔ)上,各車各增加1.25 t(考慮檢測(cè)誤差0.85 t和積灰0.4 t),即超員報(bào)警值設(shè)定為車重允許最大限值66.75 t(最大軸重68 t)。其中,復(fù)興號(hào)CR400BF型動(dòng)車組因3、6車較重,無法區(qū)分預(yù)警和報(bào)警兩級(jí),故只按66.75 t直接設(shè)一級(jí)報(bào)警值。整列列車超員預(yù)警和超員報(bào)警值為各單車超員預(yù)警和超員報(bào)警值之和。

      6 結(jié)語

      按照上述優(yōu)化方案,對(duì)復(fù)興號(hào)動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(TCMS)和旅客信息系統(tǒng)(PIS)進(jìn)行了軟件升級(jí)。經(jīng)小批量運(yùn)用考核后,對(duì)所有復(fù)興號(hào)動(dòng)車組進(jìn)行了軟件升級(jí)。同時(shí)隨著動(dòng)車組智能化程度的不斷提升,以及傳感器精度的不斷提高,進(jìn)一步優(yōu)化列車超員報(bào)警方案,使動(dòng)車組超員報(bào)警功能更精確、閾值設(shè)置更合理,更好地滿足實(shí)際運(yùn)用需求。

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