張世紅 高春雷 王鵬 張銳 徐濟松
中國鐵道科學(xué)研究院集團有限公司鐵道建筑研究所,北京 100081
隨著我國鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,各個鐵路局主要通過自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備實現(xiàn)現(xiàn)場機械化作業(yè)和線路養(yǎng)護工作[1]。自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備主要是指在鐵路營業(yè)線上運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、鋼軌維護系列、道床配砟系列、物料運輸系列等)和鐵路工程建設(shè)專用車輛(含軌道起重機、工程機械架橋機、鋪軌機等)[2]。隨著自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備在鐵路現(xiàn)場的大量應(yīng)用,對車輛的作業(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。
通過現(xiàn)場調(diào)研分析,當(dāng)前自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備出乘作業(yè)管理存在以下問題:
1)施工作業(yè)過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)時間的累計,大量文件不方便管理,查閱歷史數(shù)據(jù)較困難,不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速對比分析。
2)在出車和收車過程中的檢查以人目視檢查為主,對重要部件的故障判斷具有較強主觀能動性,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)更先進的方式,存在出車安全風(fēng)險。
3)在出車和收車檢查過程中,缺乏檢測和數(shù)據(jù)通信設(shè)備,不能實現(xiàn)檢查項點結(jié)果與車載終端、地面管理平臺實時通信,數(shù)據(jù)之間缺少鏈接,導(dǎo)致不能準(zhǔn)確獲得關(guān)鍵項點的運行狀態(tài)。
4)對當(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)識不到位,對出車及收車過程中的相關(guān)項點檢查規(guī)定不明確,導(dǎo)致未得到有效的落實[3-5]。
因此,亟需開發(fā)一套自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)的管理技術(shù)系統(tǒng),運用智能移動終端、智能巡檢儀、WIFI技術(shù)、4G技術(shù)等新技術(shù)和設(shè)備,實現(xiàn)自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理,確保作業(yè)安全,進一步為實現(xiàn)自輪運轉(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。
總體方案設(shè)計包括重要文件電子錄入、出(收)車檢查過程規(guī)范、智能化故障識別和高速數(shù)據(jù)傳輸四部分,具體如圖1所示。
圖1 自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)管理總體方案
硬件設(shè)計包括車載終端、車載處理單元和地面管理平臺三部分,如圖2所示。
圖2 自輪運轉(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),施工日志和巡檢過程的電子化錄入,以及司機出車前答題,提高司乘人員的規(guī)范化操作以及對司乘人員的管理工作,實現(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、收車時對車輛各部件項點的檢查,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程中對車輛關(guān)鍵部位的檢查情況,并通過WIFI技術(shù)將照片實時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),最長可連續(xù)工作時間不低于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)見表1。
表1 智能巡檢儀相關(guān)技術(shù)參數(shù)
手持終端應(yīng)用軟件App是采用Java語言開發(fā)的,可適配于Android、Arm、Windows操作系統(tǒng)部署應(yīng)用。手持終端人機界面軟件功能設(shè)計如圖3所示。其中,出入庫功能的軟件界面如圖4所示。
圖3 手持終端人機界面軟件功能設(shè)計示意
圖4 出入庫功能的軟件界面展示
參考自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備技術(shù)檢查作業(yè)方法,基于移動終端實現(xiàn)施工日志和巡檢過程電子化、標(biāo)準(zhǔn)化,規(guī)范化車輛作業(yè)前后各檢測項點的檢查流程。參照朔黃鐵運[2018]227號《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備一次乘務(wù)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》,對車輛實施技術(shù)檢查前,應(yīng)停放在車庫線或平直線路上,檢查防溜、防護狀態(tài),防止車輛發(fā)生溜逸、沖撞,經(jīng)雙人互控確認(rèn)安全后方可進行檢查。以常見車型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,需要司機先完成相關(guān)重要答題,再嚴(yán)格按照項點順序和位置進行逐一檢查,并采用智能巡檢儀對重要部件進行拍照上傳。司機根據(jù)接收到的地面管理平臺反饋的故障識別結(jié)果進行下一步。如果有故障,司機需要提報臨修流程;如果影響出車作業(yè),司機需要向作業(yè)主管提報臨修處理工單;如果不影響出車作業(yè),司機填報施工日志,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,司機需要按照檢查項點和順序進行收車檢查。和出車時流程相同,運用智能巡檢儀對重要部件進行拍照上傳。如果作業(yè)完成后車輛有故障,司機需提報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[2018]44號《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備管理辦法》,在下達施工方案中必須包含施工任務(wù)、施工時間與地點、封鎖與作業(yè)區(qū)段、運用安全措施。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,在車型屬性配置時已對每種車型進行了規(guī)定,每次出車和收車檢查的關(guān)鍵項點和順序是相對固定的。以常見車型為例,出車和收車檢查項點及順序見表2。
表2 常見車型出車和收車檢查項點及順序
參照《朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備管理辦法》,按照上線運行和作業(yè)要求,司機在出車檢查過程中發(fā)現(xiàn)其中任何一項故障,包括易疏漏、易出現(xiàn)問題的關(guān)鍵項點[6],則禁止出車。檢查過程中關(guān)鍵故障有:①發(fā)動機無力或有異響,油壓、冷卻溫度異常,發(fā)動機監(jiān)測顯示器顯示影響行車信息。②傳動不良、有異響,安全保護裝置失效,液力傳動系統(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空氣制動或基礎(chǔ)制動作用不良,安全保護裝置失效。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、制動部件外部螺栓松動、銷子脫落、機件彎曲、裂紋或其他缺陷。?行車安全裝備故障。?作業(yè)機構(gòu)鎖定不良,影響行車安全。?行車安全用品不全或失效。
本文基于當(dāng)前自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化出乘管理所存在的問題,開發(fā)了一套自輪運轉(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)計方案,包括重要文件電子錄入、出(收)車檢查過程規(guī)范、智能化故障識別和高速數(shù)據(jù)傳輸四部分,從硬件方案和軟件方案兩方面進行了詳細(xì)闡述;其次,對基于移動終端的標(biāo)準(zhǔn)化出乘作業(yè)流程從標(biāo)準(zhǔn)化出車和收車兩個過程進行了總結(jié);最后,對檢查過程中出現(xiàn)的易疏漏、易出現(xiàn)問題的關(guān)鍵項點進行了闡述。自輪運轉(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,為自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備的作業(yè)安全提供了技術(shù)保障。