張世紅 高春雷 王鵬 張銳 徐濟(jì)松

中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所，北京 100081

隨著我國(guó)鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，各個(gè)鐵路局主要通過(guò)自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化作業(yè)和線路養(yǎng)護(hù)工作［1］。自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備主要是指在鐵路營(yíng)業(yè)線上運(yùn)行的軌道車及鐵路施工、維修專用車輛，包括鐵路重型軌道車（含軌道起重車、接觸網(wǎng)作業(yè)車、巡檢車）、大型養(yǎng)路機(jī)械（含道床搗固系列、道床穩(wěn)定系列、道床清篩系列、鋼軌維護(hù)系列、道床配砟系列、物料運(yùn)輸系列等）和鐵路工程建設(shè)專用車輛（含軌道起重機(jī)、工程機(jī)械架橋機(jī)、鋪軌機(jī)等）［2］。隨著自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備在鐵路現(xiàn)場(chǎng)的大量應(yīng)用，對(duì)車輛的作業(yè)安全管理尤為重要，需要制定一套科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理流程。

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，當(dāng)前自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備出乘作業(yè)管理存在以下問(wèn)題：

1）施工作業(yè)過(guò)程中的重要文件以紙質(zhì)材料為主，電子化程度較低，隨著作業(yè)時(shí)間的累計(jì)，大量文件不方便管理，查閱歷史數(shù)據(jù)較困難，不能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速對(duì)比分析。

2）在出車和收車過(guò)程中的檢查以人目視檢查為主，對(duì)重要部件的故障判斷具有較強(qiáng)主觀能動(dòng)性，判斷結(jié)果與人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)有很大關(guān)系，缺乏更科學(xué)更先進(jìn)的方式，存在出車安全風(fēng)險(xiǎn)。

3）在出車和收車檢查過(guò)程中，缺乏檢測(cè)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備，不能實(shí)現(xiàn)檢查項(xiàng)點(diǎn)結(jié)果與車載終端、地面管理平臺(tái)實(shí)時(shí)通信，數(shù)據(jù)之間缺少鏈接，導(dǎo)致不能準(zhǔn)確獲得關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)。

4）對(duì)當(dāng)前出乘作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的培訓(xùn)學(xué)習(xí)和管理制度認(rèn)識(shí)不到位，對(duì)出車及收車過(guò)程中的相關(guān)項(xiàng)點(diǎn)檢查規(guī)定不明確，導(dǎo)致未得到有效的落實(shí)［3-5］。

因此，亟需開(kāi)發(fā)一套自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)的管理技術(shù)系統(tǒng)，運(yùn)用智能移動(dòng)終端、智能巡檢儀、WIFI技術(shù)、4G技術(shù)等新技術(shù)和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理，確保作業(yè)安全，進(jìn)一步為實(shí)現(xiàn)自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備全壽命周期數(shù)字化管理目標(biāo)提供技術(shù)支撐。

1 總體方案設(shè)計(jì)

總體方案設(shè)計(jì)包括重要文件電子錄入、出（收）車檢查過(guò)程規(guī)范、智能化故障識(shí)別和高速數(shù)據(jù)傳輸四部分，具體如圖1所示。

圖1 自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理總體方案

1.1 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)包括車載終端、車載處理單元和地面管理平臺(tái)三部分，如圖2所示。

圖2 自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理硬件方案

車載終端采用手持終端+智能巡檢儀組合應(yīng)用的方式，主要用于司乘人員出乘前、出乘中、作業(yè)中、退乘后的管理與指導(dǎo)，施工日志和巡檢過(guò)程的電子化錄入，以及司機(jī)出車前答題，提高司乘人員的規(guī)范化操作以及對(duì)司乘人員的管理工作，實(shí)現(xiàn)出乘作業(yè)流程標(biāo)準(zhǔn)化。為方便司乘人員全天候工況下出車、收車時(shí)對(duì)車輛各部件項(xiàng)點(diǎn)的檢查，選用智能巡檢儀輔助配合手持終端，便于拍攝記錄司乘人員出乘過(guò)程中對(duì)車輛關(guān)鍵部位的檢查情況，并通過(guò)WIFI技術(shù)將照片實(shí)時(shí)上傳到車載處理單元。手持終端選用能適應(yīng)野外惡劣工況條件的防爆軍用筆記本（i5-6300U處理器），最長(zhǎng)可連續(xù)工作時(shí)間不低于6 h。智能巡檢儀是集拍照、攝像、WIFI/4G全網(wǎng)通、照明等多功能于一體的防爆智能巡檢儀，具體相關(guān)技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 智能巡檢儀相關(guān)技術(shù)參數(shù)

1.2 軟件設(shè)計(jì)

手持終端應(yīng)用軟件App是采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的，可適配于Android、Arm、Windows操作系統(tǒng)部署應(yīng)用。手持終端人機(jī)界面軟件功能設(shè)計(jì)如圖3所示。其中，出入庫(kù)功能的軟件界面如圖4所示。

圖3 手持終端人機(jī)界面軟件功能設(shè)計(jì)示意

圖4 出入庫(kù)功能的軟件界面展示

2 基于移動(dòng)終端的標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)流程

參考自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備技術(shù)檢查作業(yè)方法，基于移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)施工日志和巡檢過(guò)程電子化、標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化車輛作業(yè)前后各檢測(cè)項(xiàng)點(diǎn)的檢查流程。參照朔黃鐵運(yùn)［2018］227號(hào)《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備一次乘務(wù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)車輛實(shí)施技術(shù)檢查前，應(yīng)停放在車庫(kù)線或平直線路上，檢查防溜、防護(hù)狀態(tài)，防止車輛發(fā)生溜逸、沖撞，經(jīng)雙人互控確認(rèn)安全后方可進(jìn)行檢查。以常見(jiàn)車型JW-4G型接觸網(wǎng)作業(yè)車為例，標(biāo)準(zhǔn)化檢查流程如圖5所示。

圖5 JW-4G型接觸網(wǎng)作業(yè)車標(biāo)準(zhǔn)化檢查流程示意

標(biāo)準(zhǔn)出車具體流程如圖6所示。在標(biāo)準(zhǔn)出車時(shí)，需要司機(jī)先完成相關(guān)重要答題，再嚴(yán)格按照項(xiàng)點(diǎn)順序和位置進(jìn)行逐一檢查，并采用智能巡檢儀對(duì)重要部件進(jìn)行拍照上傳。司機(jī)根據(jù)接收到的地面管理平臺(tái)反饋的故障識(shí)別結(jié)果進(jìn)行下一步。如果有故障，司機(jī)需要提報(bào)臨修流程；如果影響出車作業(yè)，司機(jī)需要向作業(yè)主管提報(bào)臨修處理工單；如果不影響出車作業(yè)，司機(jī)填報(bào)施工日志，即標(biāo)準(zhǔn)出車作業(yè)前的檢查已完成。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)出車流程

標(biāo)準(zhǔn)收車具體流程如圖7所示。在標(biāo)準(zhǔn)收車時(shí)，司機(jī)需要按照檢查項(xiàng)點(diǎn)和順序進(jìn)行收車檢查。和出車時(shí)流程相同，運(yùn)用智能巡檢儀對(duì)重要部件進(jìn)行拍照上傳。如果作業(yè)完成后車輛有故障，司機(jī)需提報(bào)臨修流程和臨修處理工單，即作業(yè)后標(biāo)準(zhǔn)收車的檢查已完成。

圖7 標(biāo)準(zhǔn)收車流程

參照朔黃鐵運(yùn)［2018］44號(hào)《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備管理辦法》，在下達(dá)施工方案中必須包含施工任務(wù)、施工時(shí)間與地點(diǎn)、封鎖與作業(yè)區(qū)段、運(yùn)用安全措施。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，在車型屬性配置時(shí)已對(duì)每種車型進(jìn)行了規(guī)定，每次出車和收車檢查的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)和順序是相對(duì)固定的。以常見(jiàn)車型為例，出車和收車檢查項(xiàng)點(diǎn)及順序見(jiàn)表2。

表2 常見(jiàn)車型出車和收車檢查項(xiàng)點(diǎn)及順序

參照《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備管理辦法》，按照上線運(yùn)行和作業(yè)要求，司機(jī)在出車檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其中任何一項(xiàng)故障，包括易疏漏、易出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)［6］，則禁止出車。檢查過(guò)程中關(guān)鍵故障有：①發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)力或有異響，油壓、冷卻溫度異常，發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測(cè)顯示器顯示影響行車信息。②傳動(dòng)不良、有異響，安全保護(hù)裝置失效，液力傳動(dòng)系統(tǒng)溫度或壓力異常。③車軸發(fā)現(xiàn)裂紋，車軸齒輪箱、軸箱異響或溫升超過(guò)規(guī)定。④車輪發(fā)現(xiàn)裂紋，踏面碾堆、剝離、掉塊、擦傷超限，輪輞或輪緣厚度不足23 mm。⑤輪對(duì)內(nèi)側(cè)距離超出（1 353±3）mm的容許限度。⑥輪軸弛緩線發(fā)生相對(duì)位移。⑦車架任何部件發(fā)現(xiàn)橫裂紋、彎曲，影響行車安全。⑧空氣制動(dòng)或基礎(chǔ)制動(dòng)作用不良，安全保護(hù)裝置失效。⑨車鉤有裂紋，“三態(tài)”作用不良，車鉤座、舌、銷磨損超限。⑩影響行車安全的走行、傳動(dòng)、制動(dòng)部件外部螺栓松動(dòng)、銷子脫落、機(jī)件彎曲、裂紋或其他缺陷。?行車安全裝備故障。?作業(yè)機(jī)構(gòu)鎖定不良，影響行車安全。?行車安全用品不全或失效。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于當(dāng)前自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘管理所存在的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一套自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)的管理技術(shù)系統(tǒng)。首先，提出總體設(shè)計(jì)方案，包括重要文件電子錄入、出（收）車檢查過(guò)程規(guī)范、智能化故障識(shí)別和高速數(shù)據(jù)傳輸四部分，從硬件方案和軟件方案兩方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述；其次，對(duì)基于移動(dòng)終端的標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)流程從標(biāo)準(zhǔn)化出車和收車兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行了總結(jié)；最后，對(duì)檢查過(guò)程中出現(xiàn)的易疏漏、易出現(xiàn)問(wèn)題的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn)進(jìn)行了闡述。自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)的管理技術(shù)系統(tǒng)具有科學(xué)性、效率高、智能化程度高等特點(diǎn)，為自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的作業(yè)安全提供了技術(shù)保障。