王幫琪

(中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司 貨運(yùn)部，四川 成都 610031)

1 概述

集裝箱運(yùn)輸鎖閉裝置是裝載集裝箱的專用鐵路車輛上配置的重要安全部件，其主要功能是保證集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中與裝載車輛的鎖固性，同時(shí)兼顧集裝箱裝卸過(guò)程中解鎖脫離的順暢性，對(duì)保證集裝箱的鐵路運(yùn)輸安全和提高集裝箱裝卸效率具有十分重要的作用[1-2]。集裝箱運(yùn)輸F-TR 鎖是中國(guó)中車集團(tuán)有限公司自主研發(fā)的新型集裝箱運(yùn)輸鎖閉裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)久耐用、鎖固性和順暢性適中等優(yōu)點(diǎn)，形成了與世界其他國(guó)家完全不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，在安全、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠性等方面處于領(lǐng)先水平[3-4]。該鎖閉裝置結(jié)構(gòu)獨(dú)特，裝置外形如鷹頭，其F-TR 鎖鎖頭結(jié)構(gòu)如圖1所示，在結(jié)構(gòu)原理上科學(xué)地設(shè)置了3 個(gè)斜面，裝載過(guò)程中對(duì)集裝箱角件發(fā)生導(dǎo)向作用[4]。集裝箱角件在F-TR 鎖上的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2 所示。第一斜面作用時(shí)，即集裝箱裝載時(shí)，集裝箱角件落箱時(shí)沿落箱上導(dǎo)向斜面滑下，上導(dǎo)向斜面運(yùn)動(dòng)如圖2a 所示；第二斜面作用時(shí)，即落箱時(shí)沿落箱下導(dǎo)向斜面反向繼續(xù)滑下，下導(dǎo)向斜面運(yùn)動(dòng)如圖2b 所示；落箱到位后，集裝箱角件正好卡在鷹頭下面達(dá)到鎖固目的，角件卡在鷹頭下面如圖2c 所示；當(dāng)集裝箱起吊即第三斜面作用，出箱時(shí)沿出箱導(dǎo)向斜面運(yùn)動(dòng)向上滑出，出箱導(dǎo)向斜面運(yùn)動(dòng)如圖2d所示[5-7]。

圖2 角件在F-TR鎖上的運(yùn)動(dòng)軌跡Fig.2 Motion of corner fitting on F-TR lock

F-TR 鎖的布置，其1個(gè)集裝箱的4個(gè)F-TR 鎖鷹頭方向?yàn)橥送?、兩端反向布置，F(xiàn)-TR 鎖布置鷹頭方向如圖3 所示。F-TR 鎖布置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了集裝箱在卡入或脫離鎖頭時(shí)，集裝箱會(huì)在水平面上有一個(gè)微小的平面轉(zhuǎn)動(dòng)，集裝箱在裝載或起吊時(shí)的平面轉(zhuǎn)動(dòng)如圖4 所示。該鎖的鎖閉原理是鎖芯頭部的偏心結(jié)構(gòu)以及該鎖組裝后其鎖頭外寬大于集裝箱角件孔的外寬，從而產(chǎn)生尺寸干涉作用，并將集裝箱裝載過(guò)程中進(jìn)出鎖頭的運(yùn)動(dòng)軌跡由垂直運(yùn)動(dòng)的單一形式轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪边\(yùn)動(dòng)+平面轉(zhuǎn)動(dòng)的復(fù)合形式來(lái)鎖固集裝箱，以此來(lái)保證運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)受得住曲線半徑產(chǎn)生的離心力和風(fēng)的橫向作用力，避免發(fā)生傾翻并墜落下列車，進(jìn)而發(fā)生更大的行車事故。

圖3 F-TR鎖布置鷹頭方向Fig.3 Arranged eagle head direction of F-TR lock

圖4 集裝箱在裝載或起吊時(shí)的平面轉(zhuǎn)動(dòng)Fig.4 Plane rotation of container during loading or lifting

F-TR 鎖自2007 年投入運(yùn)用，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)久耐用，鎖固性和順暢性適中等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)成為我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸平車主力鎖型。X70型集裝箱專用平車、NX70型系列兩用平車是我國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)闹髁囆停坎捎肍-TR鎖[8-9]。

2 F-TR鎖存在問(wèn)題及原因分析

2.1 F-TR鎖卡滯現(xiàn)象及原因分析

F-TR 鎖獨(dú)特的作用原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和技術(shù)特性，較好地保證了集裝箱平車運(yùn)輸安全。但在某些非常規(guī)因素下，集裝箱裝卸作業(yè)時(shí)，箱體鎖孔角件極易發(fā)生與F-TR 鎖脫離不暢或卡滯現(xiàn)象。2021 年，中國(guó)鐵路成都局集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“成都局集團(tuán)公司”)集裝箱裝卸作業(yè)約197.5萬(wàn)車(395萬(wàn)TEU)，其中鐵路貨場(chǎng)作業(yè)占比約70%，約138.3 萬(wàn)車(276.6 萬(wàn)TEU)，發(fā)生F-TR 鎖平車集裝箱裝卸作業(yè)卡死現(xiàn)象(反復(fù)點(diǎn)動(dòng)起升不能自然脫鎖，需靠撬、打磨、切割等其他外力方式輔助)40 件(鐵路貨場(chǎng)內(nèi))，約占成都局集團(tuán)公司貨場(chǎng)作業(yè)車數(shù)0.202?。2022 年1—4 月發(fā)生13 件，約占0.197?。

經(jīng)歸納分析，引起集裝箱與F-TR 鎖脫離不暢或卡滯現(xiàn)象的原因主要如下。

（1）鎖頭安裝不當(dāng)。車輛制造廠家鎖頭安裝出現(xiàn)鎖頭方向出錯(cuò)或安裝尺寸精度誤差，引起集裝箱起吊時(shí)脫鎖卡滯或順暢性不夠。

（2）構(gòu)件變形。長(zhǎng)期使用后導(dǎo)致F-TR 鎖鎖頭或鎖座變形，引起起吊時(shí)脫鎖順暢性不夠。

（3）運(yùn)輸移位。運(yùn)輸過(guò)程中由于慣性力作用或調(diào)車作業(yè)沖擊，造成集裝箱移位，引起起吊時(shí)脫鎖順暢性不夠。

（4）重心超偏。集裝箱在裝載貨物時(shí)導(dǎo)致的貨物重心偏離箱體幾何中心，重心偏離較大時(shí)，會(huì)造成起吊過(guò)程中4 個(gè)鎖頭脫離不同步，特別是單吊點(diǎn)起重機(jī)作業(yè)時(shí)極易造成起吊過(guò)程中集裝箱傾斜，單吊點(diǎn)起重作業(yè)F-TR 鎖起吊工況如圖5 所示，集裝箱一端已脫鎖懸空離開平車，而另一端尚未脫鎖，從而造成鎖頭與集裝箱角件勾連，即集裝箱底平面與平車車體成一夾角，這一夾角勢(shì)必影響F-TR 鎖的順暢脫鎖，且隨著夾角的增大其卡滯現(xiàn)象更加嚴(yán)重。根據(jù)吊鉤式簡(jiǎn)易集裝箱吊具作業(yè)過(guò)程中對(duì)位工況原理，這種情況在吊鉤式簡(jiǎn)易集裝箱吊具起吊過(guò)程中尤為明顯。

圖5 單吊點(diǎn)起重作業(yè)F-TR鎖起吊工況Fig.5 F-TR lock lifting working condition under single lifting point operation

（5）角度轉(zhuǎn)動(dòng)不足。鐵路集裝箱專用平車F-TR鎖布置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了集裝箱在卡入或脫離鎖頭時(shí)，集裝箱會(huì)在水平面上有一個(gè)微小的平面轉(zhuǎn)動(dòng)，若轉(zhuǎn)動(dòng)角度不足也將引起鎖閉裝置在卸箱起吊時(shí)出現(xiàn)卡鎖現(xiàn)象。

2.2 F-TR 鎖平車集裝箱一并起吊脫軌事故及原因分析

根據(jù)以上分析可以看出，導(dǎo)致集裝箱吊離F-TR鎖過(guò)程中發(fā)生脫離不暢或卡滯情況的幾種主要原因是由我國(guó)鐵路運(yùn)輸組織方式、設(shè)備現(xiàn)狀、設(shè)備檢測(cè)維護(hù)模式等決定，客觀上這些根源在一定時(shí)期內(nèi)不可能徹底消除和防范。要防止這些因素導(dǎo)致的集裝箱與平車一并起吊發(fā)生的脫軌事故，只有通過(guò)起升初段(約100 mm，至角件離開鎖頭上表面)慢速、甄別處理脫離不暢和卡滯、確認(rèn)脫離等3 種主要作業(yè)工序來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前的規(guī)章體系也是同以上分析和防范理念相一致的?！惰F路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》《鐵路集裝箱專用平車F-TR 鎖閉裝置使用操作說(shuō)明》均規(guī)定，門式起重機(jī)及集裝箱正面吊在F-TR鎖平車上卸箱作業(yè)時(shí)，應(yīng)不少于2 名以上的輔助人員指揮確認(rèn)，以低速檔點(diǎn)動(dòng)起升，直至集裝箱角件底面與鎖承載面的距離均大于100 mm時(shí)(此時(shí)集裝箱角件底面完全離開鎖頭最高點(diǎn))，快速提升并吊離車體，完成帶箱起升作業(yè)。

但是，鑒于特殊安全控制行程只有約120 mm，在這段行程中，需要司機(jī)通過(guò)低速檔以點(diǎn)動(dòng)啟停方式，連續(xù)多次與地面輔助人員之間互換應(yīng)答，確認(rèn)特殊安全控制行程區(qū)間內(nèi)的箱與鎖頭脫離狀況，期間受伺服時(shí)間滯后(即指令信號(hào)與實(shí)際動(dòng)作之間的延時(shí))、司機(jī)與輔助人員之間聯(lián)系確認(rèn)效果、作業(yè)人員是否精力集中等各種主客觀因素影響，誤操作或盲目圖快低檔速度點(diǎn)動(dòng)確認(rèn)不到位，一旦未識(shí)別到脫鎖不暢或卡滯工況(小概率事件)，會(huì)造成箱車一并起吊脫軌。從2007 年F-TR 鎖應(yīng)用以來(lái)，全路集裝箱裝卸作業(yè)導(dǎo)致的車輛脫軌(含防脫裝置損壞)事故每年均有發(fā)生，有的貨場(chǎng)裝卸單位及專用線還出現(xiàn)一并起吊脫軌自行起復(fù)隱瞞不報(bào)致使事故車上路情況，給鐵路運(yùn)輸安全帶來(lái)隱患和威脅。F-TR 鎖平車脫軌事故如圖6所示。

圖6 F-TR鎖平車脫軌事故Fig.6 Derailment of flat lock car with F-TR lock

根據(jù)上述情況分析，F(xiàn)-TR 鎖卡鎖現(xiàn)象成因有較多的客觀因素，理論上講，可以通過(guò)作業(yè)人員(含地面輔助人員)規(guī)范、慢速操作進(jìn)行規(guī)避。但簡(jiǎn)單、完全靠作業(yè)人員集中精力、按章操作、高質(zhì)量聯(lián)系配合等主觀手段來(lái)預(yù)防和規(guī)避客觀原因?qū)е碌腇-TR 鎖脫離卡滯造成平車一并起吊事故，可靠性不高，科學(xué)性不強(qiáng)。自2012 年以來(lái)，成都局集團(tuán)公司歷年事故原因分析圖如圖7 所示，可以看出，主觀人為因素比例最大，即“靠人不可靠”。

圖7 事故原因分析圖Fig.7 Diagram of accident cause analysis

3 對(duì)策與方案

通過(guò)以上分析，要從根本上防范集裝箱卸車時(shí)F-TR 鎖卡鎖造成車輛脫軌安全事故，必須貫徹“設(shè)備保安全、技術(shù)保安全”理念，大力開展技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新，進(jìn)行設(shè)備、技術(shù)創(chuàng)新升級(jí)。

3.1 消除吊鉤式簡(jiǎn)易集裝箱吊具作業(yè)方式

將需作業(yè)集裝箱的通用門式起重機(jī)(即吊鉤式簡(jiǎn)易集裝箱吊具作業(yè)方式)實(shí)施四吊點(diǎn)升級(jí)改造，并增加減搖功能。這樣不論集裝箱重心如何偏載(在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi))，均能最大程度保證集裝箱平穩(wěn)垂直起吊，從而避免出現(xiàn)集裝箱傾斜現(xiàn)象。另外，此類門式起重機(jī)如需吊裝鋼材等笨重貨物，還可以在吊具上架增加內(nèi)藏式標(biāo)準(zhǔn)吊鉤或吊鉤掛架。

通過(guò)門式起重機(jī)起升系統(tǒng)的四吊點(diǎn)改造統(tǒng)型，極大程度地改善了集裝箱裝卸作業(yè)工況，特別是在保證F-TR 鎖脫離集裝箱角件時(shí)受力相對(duì)均衡，為脫鎖過(guò)程中“平面轉(zhuǎn)動(dòng)+垂直運(yùn)動(dòng)復(fù)合形式”狀態(tài)創(chuàng)造了必要條件，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）改善人機(jī)環(huán)境，杜絕了吊鉤式吊具的人工校正，極大降低作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)。

（2）極大提高脫鎖順暢率，大幅度減少卡滯，進(jìn)而減少F-TR鎖起吊事故概率。

（3）四吊點(diǎn)起吊能保證起升、橫向運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)，極大減少或減緩作業(yè)中吊具與集裝箱的碰撞，減小對(duì)起重機(jī)、集裝箱、鐵路車輛等金屬結(jié)構(gòu)影響，延長(zhǎng)設(shè)施設(shè)備的使用壽命。

（4）極大減少噪音污染。

3.2 升級(jí)改造電阻調(diào)速門式起重機(jī)為變頻調(diào)速控制方式

目前鐵路貨場(chǎng)集裝箱作業(yè)的門式起重機(jī)還有部分采取的是傳統(tǒng)電阻調(diào)速控制方式，即通過(guò)在轉(zhuǎn)子回路中串聯(lián)入若干段電阻，電阻的段數(shù)數(shù)量由接觸器控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。該控制方式除了功率損耗大的缺點(diǎn)外，對(duì)F-TR鎖平車集裝箱脫鎖而言，存在中速不穩(wěn)定、低速不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、調(diào)速?zèng)_擊大、微動(dòng)控制難等人機(jī)作業(yè)不友好的負(fù)面影響因素。而目前廣泛采取的變頻調(diào)速方式卻能有效改善人機(jī)作業(yè)環(huán)境，即實(shí)現(xiàn)在低速運(yùn)行平穩(wěn)、負(fù)載波動(dòng)較大時(shí)速度穩(wěn)定、沖擊小、控制精度高，能夠?qū)-TR鎖平車集裝箱脫鎖過(guò)程進(jìn)行有利控制。具體改造升級(jí)方案目前已經(jīng)非常成熟，市場(chǎng)大部分起重機(jī)廠家及維保單位都能實(shí)施。

3.3 研發(fā)集裝箱F-TR鎖平車作業(yè)安全裝置

通過(guò)改造吊鉤式集裝箱簡(jiǎn)易吊具為四吊點(diǎn)吊具、升級(jí)改造電阻調(diào)速方式為變頻調(diào)速控制方式等措施，極大地改善了集裝箱裝卸作業(yè)的人機(jī)環(huán)境，為F-TR鎖平車集裝箱平穩(wěn)起吊創(chuàng)造必要條件，也極大程度降低F-TR 鎖平車集裝箱起吊事故發(fā)生的概率。但作業(yè)過(guò)程中，遇F-TR 鎖脫鎖不暢、卡滯及卡死等特殊工況，如不執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)起吊、不呼喚應(yīng)答確認(rèn)等，仍然會(huì)產(chǎn)生集裝箱平車一并起吊脫軌事故。

可以看出，目前進(jìn)一步大幅降低或消除F-TR 鎖平車集裝箱裝卸作業(yè)過(guò)程中一并起吊事故概率的關(guān)鍵，在于如何在特殊安全控制行程中確保實(shí)現(xiàn)慢速點(diǎn)動(dòng)起升、有效確認(rèn)脫鎖及出現(xiàn)卡滯(卡死)狀況能應(yīng)急停機(jī)處理，特別是需要通過(guò)技術(shù)設(shè)備最終實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程安全。按照“大概率思維應(yīng)對(duì)小概率事件”的安全管控思路，研發(fā)一套實(shí)現(xiàn)以上功能的輔助裝置——集裝箱F-TR 鎖平車作業(yè)安全裝置尤為必要，實(shí)現(xiàn)在特殊安全控制行程中，司機(jī)只能按照低速檔起升，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)3 次以上的自動(dòng)停機(jī)確認(rèn)檢查，確認(rèn)徹底脫鎖后才能增速提升。

4 集裝箱F-TR鎖平車作業(yè)安全裝置

4.1 思路及解決方法

4.1.1 規(guī)章細(xì)化，規(guī)范作業(yè)行為

實(shí)踐證明，多次點(diǎn)動(dòng)起升是集裝箱平車卸車作業(yè)最有效的安全控制手段。遵照《鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則》《鐵路集裝箱專用平車F-TR鎖閉裝置使用操作說(shuō)明》有關(guān)規(guī)定，通過(guò)對(duì)F-TR 鎖結(jié)構(gòu)原理及起吊脫鎖過(guò)程充分研究，成都局集團(tuán)公司對(duì)集裝箱平車卸箱作業(yè)安全進(jìn)行了卡控規(guī)定，通過(guò)《成都局集團(tuán)公司鐵路貨物裝卸安全技術(shù)規(guī)則實(shí)施細(xì)則》對(duì)F-TR 鎖平車集裝箱裝卸作業(yè)進(jìn)行了規(guī)章細(xì)化，規(guī)定在特殊安全行程中必須實(shí)施不低于3 次點(diǎn)動(dòng)、慢速起升的卸箱作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)流程：①先點(diǎn)動(dòng)起升30 mm，觀察勾連情況，點(diǎn)動(dòng)起升30 mm 狀態(tài)如圖8 所示；②再點(diǎn)動(dòng)起升至50~60 mm，觀察勾連情況，點(diǎn)動(dòng)起升至50~60 mm狀態(tài)如圖9 所示；③最后點(diǎn)動(dòng)起升至100 mm，觀察脫鎖情況，點(diǎn)動(dòng)起升至100 mm狀態(tài)如圖10所示。

圖8 點(diǎn)動(dòng)起升30 mm狀態(tài)Fig.8 30 mm lifting by inching

圖9 點(diǎn)動(dòng)起升至50~60 mm 狀態(tài)Fig.9 50-60 mm lifting by inching

圖10 點(diǎn)動(dòng)起升至100 mm狀態(tài)Fig.10 100 mm lifting by inching

4.1.2 制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

成都局集團(tuán)公司梳理解決問(wèn)題所需的相關(guān)功能需求，按照必須和選用2 項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，結(jié)合實(shí)際，先組織院?？蒲袡C(jī)構(gòu)、集團(tuán)公司貨裝專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)、集裝箱門式起重機(jī)廠家，充分研究安全裝置技術(shù)條件，并以《貨運(yùn)部關(guān)于公布集裝箱F-TR 鎖作業(yè)安全裝置技術(shù)條件(暫行)的通知》(貨函[2021]81 號(hào))頒發(fā)，作為開展研發(fā)、設(shè)計(jì)、試用、推廣的技術(shù)依據(jù)。

4.1.3 根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)攻關(guān)研發(fā)

成都局集團(tuán)公司根據(jù)頒發(fā)的試行技術(shù)條件，采用機(jī)控代替人控的思路規(guī)范卸箱作業(yè)點(diǎn)動(dòng)操作流程，應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)、軟件技術(shù)等組織開發(fā)一套集裝箱F-TR鎖作業(yè)安全裝置。

4.2 研制目標(biāo)

4.2.1 總體目標(biāo)

根據(jù)成都局集團(tuán)公司鐵路貨場(chǎng)門吊設(shè)備實(shí)際情況及卸車作業(yè)操作規(guī)章要求，按照公布的技術(shù)條件研發(fā)的一套安全作業(yè)裝置應(yīng)能對(duì)司機(jī)點(diǎn)動(dòng)起升操作進(jìn)行安全有效控制，且具備兼容性好、可靠性高、成本低、易安裝、易操作、易維護(hù)的特點(diǎn)，同時(shí)兼顧作業(yè)效率。

4.2.2 技術(shù)功能

（1）安全裝置作業(yè)模式可手動(dòng)切換。

（2）貨物線作業(yè)區(qū)自動(dòng)判斷。

（3）起升繃?yán)K自動(dòng)停止。

（4）強(qiáng)制低檔慢速點(diǎn)動(dòng)。

（5）點(diǎn)動(dòng)起升量值可調(diào)整。

（6）具備地面遙控緊急停止功能。

（7）安全裝置啟用燈顯。

4.2.3 裝置功能

裝置功能流程圖如圖11所示。

圖11 裝置功能流程圖Fig.11 Flow diagram of device functions

4.2.4 安全裝置主要組成及功能

（1）作業(yè)模式選擇功能。在起重機(jī)司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上設(shè)置一個(gè)模式選擇旋鈕開關(guān)，作業(yè)模式選擇開關(guān)如圖12 所示，該開關(guān)控制2 種作業(yè)模式，即“平車模式”和“敞車模式”。當(dāng)?shù)蹙咴谪浳锞€作業(yè)區(qū)著箱后閉鎖時(shí)，裝置自動(dòng)開啟對(duì)起升操作進(jìn)行管控，鋼絲繩繃?yán)K時(shí)控制起升自動(dòng)停止進(jìn)入點(diǎn)動(dòng)準(zhǔn)備狀態(tài)。選擇“平車模式”下司機(jī)拉動(dòng)起升手柄，無(wú)論處于任何檔位裝置強(qiáng)制控制一檔慢速起升，達(dá)到設(shè)定的單次點(diǎn)動(dòng)高度后起升自動(dòng)停止，此時(shí)司機(jī)手柄必須回到零位后再次拉動(dòng)執(zhí)行點(diǎn)動(dòng)操作動(dòng)作，裝置開始執(zhí)行下一次點(diǎn)動(dòng)起升管控。“平車模式”下裝置強(qiáng)制管控點(diǎn)動(dòng)次數(shù)不小于3 次，司機(jī)操作完成設(shè)定的點(diǎn)動(dòng)次數(shù)后集裝箱角件脫離F-TR 鎖體，裝置自動(dòng)解除管控并進(jìn)行語(yǔ)音提示。選擇“敞車模式”下鋼絲繩繃?yán)K時(shí)起升自動(dòng)停止進(jìn)入點(diǎn)動(dòng)準(zhǔn)備狀態(tài)，完成1 次點(diǎn)動(dòng)起升后裝置自動(dòng)解除點(diǎn)動(dòng)控制并進(jìn)行語(yǔ)音提示。為兼顧效率，在非貨物線作業(yè)區(qū)時(shí)，裝置自動(dòng)關(guān)閉，不對(duì)起升進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)管控。

圖12 作業(yè)模式選擇開關(guān)Fig.12 Selective switch of operating mode

（2）燈顯裝置。為明確向司機(jī)及地面指揮人員提示當(dāng)前作業(yè)模式，在聯(lián)動(dòng)臺(tái)及吊具上分別設(shè)有作業(yè)模式燈顯裝置如圖13 所示。當(dāng)在貨物線作業(yè)區(qū)進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，吊具上的紅色警示燈閃爍，聯(lián)動(dòng)臺(tái)黃色信號(hào)燈亮起，表示當(dāng)前作業(yè)模式為“平車模式”?！俺ㄜ嚹Ｊ健毕滦盘?hào)燈及警示燈均處于熄滅狀態(tài)。

圖13 作業(yè)模式燈顯裝置Fig.13 Light display of operating mode

（3）語(yǔ)音裝置。為進(jìn)一步提升司機(jī)及地面指揮人員呼喚應(yīng)答質(zhì)量，本裝置增加了貨物線作業(yè)區(qū)語(yǔ)音播報(bào)裝置如圖14 所示，在貨物線作業(yè)區(qū)，當(dāng)?shù)蹙咧浜箝]鎖時(shí)，語(yǔ)音裝置會(huì)對(duì)當(dāng)前作業(yè)模式進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，提示司機(jī)及地面指揮人員；單次點(diǎn)動(dòng)及點(diǎn)動(dòng)完成后裝置發(fā)出語(yǔ)音提示司機(jī)；啟動(dòng)遙控急停功能時(shí)語(yǔ)音裝置警示燈閃爍，語(yǔ)音播報(bào)“緊急停止”，提醒作業(yè)人員注意。

圖14 語(yǔ)音播報(bào)裝置Fig.14 Voice broadcast device

（4）作業(yè)區(qū)域檢測(cè)裝置。為兼顧效率，本裝置僅在貨物線作業(yè)區(qū)有效，即強(qiáng)制輔助點(diǎn)動(dòng)管控功能僅在貨物線作業(yè)區(qū)起效，作業(yè)區(qū)檢測(cè)裝置如圖15 所示。根據(jù)貨場(chǎng)實(shí)際情況，在門吊主梁上方安裝相應(yīng)檢測(cè)開關(guān)對(duì)作業(yè)區(qū)范圍進(jìn)行檢測(cè)。

圖15 作業(yè)區(qū)檢測(cè)裝置Fig.15 Detection device for working area

（5）遙控急停裝置。為提升地面人員發(fā)現(xiàn)緊急情況處置的時(shí)效性和實(shí)效性，本裝置增加了地面指揮人員遙控急停裝置如圖16 所示。當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)，地面人員可用持有的遙控器對(duì)門吊進(jìn)行緊急停止操作。按下遙控器紅色按鈕時(shí)，遙控接收端斷開門吊主接觸器，效果等同按動(dòng)聯(lián)動(dòng)臺(tái)急停按鈕，起升及大小車動(dòng)作全部停止，同時(shí)語(yǔ)音播報(bào)急停狀態(tài)，紅色警示燈閃爍。

圖16 遙控急停裝置Fig.16 Remote emergency shutdown device

（6）自動(dòng)控制系統(tǒng)。裝置具備獨(dú)立的模塊化控制系統(tǒng)，其電氣控制系統(tǒng)如圖17 所示，由PLC 控制器和繼電器組成，與門吊電控系統(tǒng)安全對(duì)接，工作時(shí)采集門吊相關(guān)信號(hào)并由控制程序?qū)﹂T吊發(fā)出相應(yīng)控制指令。

圖17 電氣控制系統(tǒng)Fig.17 Electrical control system

4.3 應(yīng)用效果

自2021 年10 月起，本裝置分別在成都局集團(tuán)公司管內(nèi)城廂站2 臺(tái)集裝箱專用門機(jī)、普興站1 臺(tái)集裝箱笨重兩用門吊上開始安裝試用，運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)功能實(shí)用性較好，保障了集裝箱平車裝卸作業(yè)的安全，現(xiàn)場(chǎng)反映良好，達(dá)到以下效果。

（1）確保安全性能。集裝箱F-TR鎖安全作業(yè)裝置規(guī)范了點(diǎn)動(dòng)起升流程，最大程度防止了人為因素操作失誤，從而確保了卸箱作業(yè)安全。

（2）減輕工作強(qiáng)度。集裝箱F-TR鎖安全作業(yè)裝置自動(dòng)實(shí)現(xiàn)規(guī)定起升高度分段精確控制和低速起升，消除了司機(jī)在關(guān)鍵區(qū)段精神緊張和連續(xù)人為控制點(diǎn)動(dòng)起升的疲勞狀態(tài)，降低了操作員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）提升先進(jìn)水平。集裝箱F-TR鎖安全作業(yè)裝置極大提升鐵路裝卸自動(dòng)化作業(yè)水平，為鐵路貨運(yùn)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化奠定了一定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

研究為解決鐵路集裝箱F-TR 鎖平車作業(yè)脫軌事故提供了相對(duì)完整、有效的方案，實(shí)現(xiàn)通過(guò)設(shè)備、技術(shù)方案最大程度地避免了人為操作失誤，確保了卸箱作業(yè)安全，是鐵路貨運(yùn)物流轉(zhuǎn)型發(fā)展、提高鐵路站場(chǎng)自動(dòng)化和智能化程度一次成功的嘗試，并具有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值。研究方案也存在諸多需要完善的地方，特別是在提高作業(yè)效率方面還應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化研究，使其更加實(shí)用、先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠。目前，各鐵路局集團(tuán)公司也在著力研究開發(fā)基于F-TR 鎖集裝箱安全作業(yè)的解決方案，期待該研究方案能作為鐵路貨場(chǎng)智能化發(fā)展的先行嘗試和案例提供相應(yīng)的參考。