田睿琪 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海貨運(yùn)中心

1 引言

隨著鐵路運(yùn)輸?shù)募b化趨勢(shì)以及多式聯(lián)運(yùn)的進(jìn)一步展開(kāi)，鐵路集裝箱作業(yè)量進(jìn)一步增大，集裝箱裝卸作業(yè)的安全顯得愈發(fā)重要。自2007年起，我國(guó)開(kāi)始在全路范圍內(nèi)大規(guī)模推廣自主研制開(kāi)發(fā)的鐵路集裝箱F-TR 鎖。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、鎖固穩(wěn)定，大大提升了鐵路平車裝載集裝箱的安全性。目前，我國(guó)的鐵路集裝箱專用平車和NX70 型兩用型平車基本全部配備了F-TR 鎖，其特殊的鷹嘴結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了以往捆綁加固集裝箱的作業(yè)流程，進(jìn)一步保證了集裝箱裝卸作業(yè)效率，提升了運(yùn)輸安全系數(shù)。然而，F(xiàn)-TR 鎖在裝卸過(guò)程中卻往往容易發(fā)生誤起吊、集裝箱角件不落鎖等問(wèn)題，帶來(lái)車輛脫軌等安全隱患。因此，進(jìn)一步降低集裝箱F-TR 鎖裝卸安全風(fēng)險(xiǎn)成為了亟需解決的問(wèn)題。

2 鐵路集裝箱FTR鎖安全風(fēng)險(xiǎn)隱患分析

2.1 F-TR鎖平車裝卸作業(yè)不當(dāng)安全險(xiǎn)情分析

對(duì)國(guó)鐵集團(tuán)貨運(yùn)安全通報(bào)中集裝箱險(xiǎn)情情況進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)可知：自 2016 至 2019 年 6 月期間，全路總計(jì)發(fā)生 100 件集裝箱相關(guān)安全險(xiǎn)情，其中空重混裝險(xiǎn)情為43 件；FTR 型鎖頭平車裝卸作業(yè)不當(dāng)，損壞車輛安全險(xiǎn)情達(dá)到20 件，占總體安全險(xiǎn)情的20%，具體見(jiàn)表1、圖1。

因此，需要分析FTR 型鎖頭平車裝卸作業(yè)不當(dāng)導(dǎo)致車輛損壞的原因，并從物防、技防、人防等方面提出改進(jìn)措施，做到對(duì)該安全風(fēng)險(xiǎn)的防控。

表1 2016至2019年6月全路集裝箱險(xiǎn)情分析

圖1 2016至2019年6月集裝箱險(xiǎn)情圖示

2.2 F-TR鎖的結(jié)構(gòu)存在不能脫鉤現(xiàn)象

我國(guó)自主研制的F-TR 鎖結(jié)構(gòu)為特殊的鷹嘴型，3個(gè)傾斜的平面與集裝箱角件產(chǎn)生相互作用，如圖2、圖3和圖4所示。裝載集裝箱作業(yè)時(shí)，集裝箱的角件沿落箱上導(dǎo)向斜面滑動(dòng)，之后沿落箱下導(dǎo)向斜面滑動(dòng)到對(duì)側(cè)方向，最后，集裝箱角件穩(wěn)固地鎖定在F-TR 鎖的鷹嘴下方。在起吊時(shí)，集裝箱角件沿出箱導(dǎo)向斜面滑出。

圖2 F-TR鎖結(jié)構(gòu)直觀圖

圖3 F-TR鎖結(jié)構(gòu)示意圖

圖4 F-TR鎖在貨車車體上的布置方向示意圖

F-TR 鎖的設(shè)計(jì)保證了集裝箱在運(yùn)輸途中的穩(wěn)固，但其構(gòu)造使得F-TR 鎖的吊裝無(wú)法像傳統(tǒng)直鎖一樣簡(jiǎn)單，經(jīng)常出現(xiàn)集裝箱吊裝無(wú)法順利脫鉤的情況。起吊集裝箱未脫鉤，不僅會(huì)損壞平車的防脫鉤裝置，甚至可能導(dǎo)致集裝箱與平車一同被吊起，車體與走行部脫離，造成脫線事故。

2.3 F-TR鎖集裝箱操作不規(guī)范

除了F-TR 鎖本身的結(jié)構(gòu)因素外，集裝箱裝卸作業(yè)人員的不規(guī)范操作也容易給F-TR 鎖平車裝卸集裝箱帶來(lái)安全隱患。根據(jù)《鐵路集裝箱運(yùn)輸規(guī)則》和《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》規(guī)定：裝卸集裝箱時(shí)，應(yīng)慢速、垂直、平行起落。尤其在吊箱時(shí)，應(yīng)在起吊設(shè)備與集裝箱頂部角件配合好后，進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)試吊，確認(rèn)無(wú)異常后，再慢速垂直起吊，直至集裝箱的4 個(gè)下角件完全與鎖頭脫離。在實(shí)際作業(yè)中，尤其在作業(yè)量繁忙的時(shí)段，龍門吊或正面吊司機(jī)與地面裝卸人員配合容易出現(xiàn)失誤，點(diǎn)動(dòng)試吊的過(guò)程容易被忽略。

其次，裝卸人員配備不到位。集裝箱裝卸現(xiàn)場(chǎng)的輔助人員與門吊司機(jī)應(yīng)當(dāng)互相配合，共同把控F-TR 鎖出、入箱角件情況。但實(shí)際作業(yè)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)為加快作業(yè)進(jìn)度出現(xiàn)的輔助人員未到位并確認(rèn)角件與F-TR 鎖分離，就進(jìn)行起吊作業(yè)的現(xiàn)象。從人為因素的角度，未按標(biāo)作業(yè)、私自簡(jiǎn)化作業(yè)流程是導(dǎo)致集裝箱裝卸安全事故發(fā)生的原因之一。

2.4 F-TR鎖集裝箱操作培訓(xùn)不到位

裝卸箱操作要領(lǐng)培訓(xùn)不到位。由于F-TR 鎖的使用時(shí)間較短，相比其他貨運(yùn)裝卸設(shè)備，其理論教學(xué)資源較少，F(xiàn)-TR鎖的裝卸培訓(xùn)教育工作又需要同實(shí)踐緊密結(jié)合。因此，F(xiàn)-TR鎖裝卸的要領(lǐng)基本依靠師傅幫帶和說(shuō)教，導(dǎo)致各個(gè)貨運(yùn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)F-TR 鎖裝卸操作的重要性認(rèn)知不足，對(duì)作業(yè)方法掌握程度不夠深入，構(gòu)成安全隱患。

3 鐵路集裝箱FTR鎖安全風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策

按照《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》規(guī)定，針對(duì)帶有FTR鎖的平車，作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)首先確認(rèn)吊具四個(gè)旋鎖是否與集裝箱角件扣牢，確認(rèn)無(wú)誤后緩慢點(diǎn)動(dòng)起升100 mm 左右，待集裝箱角件孔與車輛鎖頭完全分離后繼續(xù)進(jìn)行起吊作業(yè)。

以上操作過(guò)程的關(guān)鍵在于“點(diǎn)動(dòng)試吊”，然而“點(diǎn)動(dòng)試吊”的力度和幅度完依靠裝卸設(shè)備操作人員的經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)，缺乏量化控制。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，集裝箱門吊司機(jī)往往無(wú)法自主判定F-TR 鎖的起吊情況，主要依靠地面人員用對(duì)講機(jī)或手勢(shì)與門吊司機(jī)溝通，指揮門吊司機(jī)進(jìn)行試吊和起吊。這種依賴人與人之間配合的“點(diǎn)動(dòng)試吊”為事故埋下了安全隱患。從“技防”的角度來(lái)看，應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，安裝“點(diǎn)動(dòng)試吊”安全量值控制系統(tǒng)和集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)，減少人為操作失誤。

3.1 集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)通過(guò)智能分析起吊過(guò)程中吊具載荷在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)重量是否持續(xù)增加或保持重量不變，從而判斷集裝箱的勾連情況。

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)工作流程見(jiàn)圖5。

圖5 集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)工作流程圖

集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)主要適用于鐵路貨場(chǎng)門式起重機(jī)，進(jìn)行FTR 鎖平板車運(yùn)輸35 t 敞頂箱及20、40 英尺集裝箱裝卸車作業(yè)。該系統(tǒng)利用PLC 系統(tǒng)通過(guò)門吊小車上位置編碼器、起升高度編碼器、吊具信號(hào)（著箱、開(kāi)鎖、閉鎖）、吊具激光測(cè)距傳感器等采集信號(hào)數(shù)據(jù)，判斷吊具著箱時(shí)的小車位置、起升高度及吊具開(kāi)鎖和閉鎖的狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)集裝箱作業(yè)工況（卸車、裝車）自動(dòng)判斷，便于地面輔助人員掌握FTR 鎖與集裝箱發(fā)生勾連情況，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)FTR 鎖限制起吊防勾連功能。

作業(yè)開(kāi)始，在判定鋼絲繩拉緊后，吊具著箱時(shí)，利用激光測(cè)距儀測(cè)量門吊小車到集裝箱頂部的相對(duì)距離為d0。此時(shí)，開(kāi)始起吊作業(yè)并進(jìn)行實(shí)時(shí)距離測(cè)量。當(dāng)門吊小車到集裝箱頂部距離的實(shí)時(shí)測(cè)量值為d1時(shí)（d1=d0-100 mm，重箱和空箱的點(diǎn)動(dòng)試吊高度設(shè)定不同，一般100 mm），起升機(jī)構(gòu)自動(dòng)停止進(jìn)行停機(jī)確認(rèn)，達(dá)到自動(dòng)點(diǎn)動(dòng)試吊的目的。

此時(shí)，繼續(xù)起吊，系統(tǒng)將門吊吊具載荷與停機(jī)確認(rèn)時(shí)的載荷數(shù)值進(jìn)行對(duì)比判斷，如果起吊時(shí)吊具載荷異常升高，則手柄自動(dòng)回零，禁止起升并報(bào)警；若吊具載荷無(wú)異常，手柄回零后繼續(xù)慢速提升；此時(shí)繼續(xù)測(cè)量門吊小車到集裝箱頂部距離，當(dāng)距離為d2時(shí)（d2=d0-200 mm），恢復(fù)起升速度，F(xiàn)TR 鎖誤卡鎖程序保護(hù)完成。

圖6 正常起吊曲線示意圖

（1）吊架鎖原點(diǎn)定義為時(shí)間軸的0點(diǎn)：t0；

（2）t1s開(kāi)始起吊，重量曲線在上升；

（3）當(dāng)集裝箱全部吊起，此時(shí)重量為T1，這一時(shí)刻用t2表示；

（4）繼續(xù)起吊，t3至t4時(shí)刻點(diǎn)動(dòng)試吊自動(dòng)完成，停機(jī)確認(rèn)，記錄此時(shí)吊具載荷數(shù)值T2；

（5）t4時(shí)刻開(kāi)起吊后，吊具載荷保持在T2數(shù)值無(wú)異常，則繼續(xù)正常起吊。

圖7 勾連情況下起吊示意圖

（1）吊架鎖原點(diǎn)定義為時(shí)間軸的0點(diǎn)：t0；

（2）t1s開(kāi)始起吊，重量曲線在上升；

（3）當(dāng)集裝箱全部吊起，此時(shí)重量為T1，這一時(shí)刻用t2 表示；

（4）繼續(xù)起吊，t3至t4時(shí)刻自動(dòng)完成點(diǎn)動(dòng)試吊，進(jìn)行停機(jī)確認(rèn)，記錄此時(shí)重量數(shù)值T2；

（5）t4 時(shí)刻繼續(xù)起吊，起吊重量相對(duì)T2發(fā)生異常增加時(shí)，進(jìn)入非正常報(bào)警。

（6）系統(tǒng)控制自動(dòng)停機(jī)，檢查確認(rèn)未脫鎖情況。

圖6 為正常起吊曲線示意圖，圖7 為勾連情況下起吊示意圖。通過(guò)比較圖6 和圖7，集裝箱門吊裝卸FTR 型鎖頭平車時(shí)，通過(guò)檢測(cè)起吊過(guò)程中吊具載荷在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)重量是否持續(xù)增加或保持重量不變，確認(rèn)集裝箱勾連與否。發(fā)現(xiàn)勾連時(shí)，控制器立即發(fā)出音響、燈光報(bào)警，同時(shí)控制集裝箱吊具自動(dòng)停止起吊作業(yè)，防止因未脫鎖造成平車被吊起，進(jìn)而導(dǎo)致脫軌事故。

該系統(tǒng)通過(guò)激光測(cè)距儀進(jìn)行起吊高度差值的跟蹤測(cè)量，一方面保證了測(cè)量精度，另一方面也最大程度地避免了集裝箱頂部有積雪等工況條件對(duì)高度差測(cè)量的精度影響，保證了點(diǎn)動(dòng)試吊的安全自動(dòng)化，能夠防止因勾連造成車輛故障和行車安全隱患，減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，提高作業(yè)效率。

3.2 強(qiáng)化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)過(guò)程控制

在未配備集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)的車站，保證作業(yè)人數(shù)符合要求，每臺(tái)裝卸設(shè)備配備裝卸作業(yè)人員不少于3人，其中司機(jī)1人、起重指揮不少于2人；嚴(yán)禁司機(jī)單崗作業(yè)。

在裝卸設(shè)備能力有限的情況下，要強(qiáng)化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)過(guò)程控制，嚴(yán)格F-TR 鎖裝卸箱操作方法。結(jié)合國(guó)鐵集團(tuán)集裝箱相關(guān)裝卸技術(shù)規(guī)章，從生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況出發(fā)，有針對(duì)性地提出集裝箱 F-TR 鎖裝卸車安全措施。

集裝箱裝車作業(yè)時(shí)，為保證箱體下落平穩(wěn)，避免碰撞損壞，應(yīng)在下降到距離鎖頭承載截面高度120 mm 左右時(shí)懸停，調(diào)整位置，在角件與鎖頭完全對(duì)準(zhǔn)后繼續(xù)下落。

集裝箱卸車車作業(yè)時(shí)，待起吊設(shè)備與集裝箱上部角件扣牢后再點(diǎn)動(dòng)試吊。點(diǎn)動(dòng)試吊完成后再慢速起吊，直到下部角件與各鎖頭承載面距離大于100 mm 后，由作業(yè)輔助人員進(jìn)行發(fā)出確認(rèn)信號(hào)，再進(jìn)行快速起吊保證卸車效率。

3.3 加強(qiáng)集裝箱裝卸安全生產(chǎn)教育

除了硬件設(shè)備的改善外，裝卸人員素質(zhì)的提升也是保證F-TR 鎖裝卸安全的重要保證。貨運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化集裝箱裝卸安全生產(chǎn)教育，組織開(kāi)展專題貨運(yùn)安全教育活動(dòng)，包括學(xué)習(xí)集團(tuán)公司貨運(yùn)部整理下發(fā)的集裝箱運(yùn)輸安全事故案例等文件，開(kāi)展裝卸作業(yè)崗位“立標(biāo)、學(xué)標(biāo)、達(dá)標(biāo)、落標(biāo)”等活動(dòng)，提升貨裝作業(yè)人員安全責(zé)任意識(shí)。

4 結(jié)束語(yǔ)

集裝箱裝卸安全是鐵路運(yùn)輸集裝化開(kāi)展的關(guān)鍵。本文對(duì)鐵路集裝箱運(yùn)輸車輛廣泛使用的F-TR 鎖進(jìn)行了分析，包括F-TR 鎖的結(jié)構(gòu)、裝卸安全風(fēng)險(xiǎn)隱患等。從“人防、技防、物防”的角度，給出鐵路集裝箱F-TR 鎖裝卸安全管理對(duì)策，包括新增集裝箱裝卸車作業(yè)防勾連系統(tǒng)、強(qiáng)化裝卸安全過(guò)程管控以及加強(qiáng)安全生產(chǎn)教育等，為鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)陌踩l(fā)展提供了一定的參考。