维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年３月 铁道通信信号 Ｍａｒｃｈ．２００６ 第４２卷第３期 ＲＡＩＩ ＷＡＹ ＳＩＧＮＡＬＩ ＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．３ 驼峰可控顶自动调速系统控制技术研究与应用 沃华欧 谢亮一 朱槐之一 摘要：根据可控减速顶的调速原理，介绍驼峰可控顶自动调速控制系统的控制技术。通过设计相 关的软件和硬件，对溜放车组进行精细位置跟踪，实现变速控制。应用效果表明，此系统具有控 制精确、可靠性和安全性高等特点，满足运输生产要求，适用于我国中小驼峰现代化改造。 关键词：驼峰，可控减速顶，调速系统，自动控制 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｕｍｐ ｙａｒｄ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｔａｒｄｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈｕｍｐ ｙａｒｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｔａｒｄｅｒ．Ｒｅｌｅ— ｖａｎｔ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｔｒａｃｉｎｇ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｃｕｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｖａｒｉａ－ ｂｌｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏ１．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ，ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃａｎ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｄｄｌｅ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｈｕｍｐ ｙａｒｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｒａｉｌｗａｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｈｕｍｐ，Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｒｅｔａｒｄｅｒ，Ｓｐｅｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ，Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ 自２０世纪９Ｏ年代开始，我国铁路在中小驼峰 的改造和建设中，开始推广应用可控顶自动调速系 应急手动 Ｉ站场显示器 ｌ键盘鼠标ｌ 显示器ｌ 操作台 Ｌｌ — 统。目前该系统已是中小驼峰主要的调车设备之 操作计算机卜＿———＿＿Ｊ …… 一 ｌ Ｉ 一，在铁路运输中发挥着积极的作用。 ｌ站场显示器ｌ 键盘鼠标Ｉ 系统网络交换机．可控顶调速的基本原理是在驼峰加速区、道岔 。Ｉ ｌ显季器ｌＩ键喜鼠标 区和调车线始端布置可控顶，通过驼峰线路纵断面 ｌ系统维护 ｌＩ 掉机＃＝ Ｉ ｌ ． 系统数据服务器ｌ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ 和可控顶的结合，使溜放车辆通过加速区、道岔区 ｌ刊ｑＪ硼Ｌ ｌ ｌ｛搴售ｌ『加Ａ 控制机Ｂｌ 计算机室 时。实现加速和等间隔溜放；调车线始端的可控顶 将车辆速度降至安全连挂速度而进入连挂区，与停 采集 控制 采集 ｔｌ型量堡鱼Ｉ 留车安全连挂。 Ｉ ● ｌ ｌ，＿ｈ …Ｈ ～ 机械室 Ｉ’ 自口’ 目 ｕ 口 １ 系统设备构成 ｔ 峰顶 表示 驱动 现以ＴＢＺＫｌＩ型驼峰自动化控制系统为原型， ＼ 豫ｔ 至外嵌备 ～．。 …一． … 设计对可控减速顶进行控制所需的硬件、软件及相 广一。一。一一 关接口电路，实现驼峰进路和溜放速度控制。可控 可控顶 Ｉ ｌ车轮传感器 普通减速顶Ｉ 顶自动控制系统设备主要有控制计算机及接口、操 作和维护计算机，测重、股道测长、车轮传感器 图１ 驼峰进路和可控顶自动控制系统设备构成图 等。系统设备构成如图１所示。 １．室外设备配置。系统在驼峰加速坡设测重 算机。 传感器及车轮传感器，各分路道岔设车轮传感器， ３．可控顶执行电源及控制。由楼内直接供电， 股道内可控顶群设车轮传感器和股道测长设备。设 采用固态继电器驱动，具有过载保护、雷电防护、 备布置如图ｌ所示。 负载短路开路检测及自动保护等功能。 ２．系统控制计算机。采用双机双通道热备， ４．操作和维护计算机。系统在驼峰控制台室 双重通信网络冗余，进路与速度控制合用１套计 设驼峰操作计算机和站场模拟显示器。驼峰调车长 可使用键盘和鼠标，实现对驼峰作业的控制 站场 铁道科学研究院通信信号研究所，１０００８１ 北京 模拟显示器显示站场图形、设备状态和溜放实迹。 ＊副研究员 ＊＊助理研究员 ＊＊＊研究员 在机房设系统维护计算机和数据服务器，用于设备 收稿日期；２００５—１２一ＩＩ 维护人员的日常数据查询、设备检测等操作。 维普资讯 http://www.cqvip.com ＲＡＩＩ ＷＡＹ ＳＩＧＮＡｌ Ｉ ＩＮＧ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ Ｖ。１．４２ Ｎ。．３ ２００６ ２ 系统控制策略 系统用于驼峰解体作业，控制驼峰调车进路、 溜放进路及溜放速度。可控顶溜放速度控制策略及 实现方法如下。 ２．１车辆位置精细跟踪 精确判定溜放车组的位置及运动速度是实现溜 放速度控制的基础。系统以峰下每组分路道岔、车 轮传感器为计算点，依据站场横、纵坐标，利用车 轮传感器和道岔轨道电路测量溜放车组的速度，精 确测定和跟踪车组的位置、间隔及其变化趋势，为 各部位调速提供准确依据。 ２．２间隔调速策略 间隔调速就是使用加速坡和分路道岔上布置的 可控顶对溜放车组进行调速，使行车以接近所确定 的目标速度等速运行，确保车组间合理的间隔。在 满足溜放间隔的前提下，保证车组进入股道的速度 符合设计要求。 系统根据测量的车组重量、位置及速度，按照 最优间隔定速算法，确定车组经过各级道岔的目标 速度，适时控制溜放区可控顶对溜放车组的调速。 同时，按照实际间隔状况，对长钩车采取迎头或放 头拦尾控制策略。 ２．３目的调速策略 目的调速就是在溜放车组进入调车线后，根据 车组的重量、车辆数和股道内停留车的位置，由调 车线上可控顶群组将溜放车组调整到不同的速度， 使溜放车组与股道内停留车安全连挂。 系统根据溜放车组出清最后分路道岔的速度、 车组的重量、车数和股道内停留车的位置，确定车 组出清调车线可控顶群组的速度，并控制相应的可 控顶顶起。在车组通过可控顶群时，布置在可控顶 区的车轮传感器不断测量车组的实际速度。当车组 速度达到设定的速度时，及时发出控制命令，使可 控顶吸下；反之，如果车组速度超过设定的速度， 将增加可控顶顶起的数量，加大对车组的制动。系 统采用如此反馈控制方法，可精确地将车组调整到 不同的速度，使溜放车组与股道内停留车安全连 挂。同时，按照实际间隔状况，对长钩车适时采取 迎头或放头拦尾控制策略。 ２．４其他控制策略 机车上、下峰时，系统自动控制可控顶处于吸 下状态。在驼峰作业任何时刻，操作人员都可以人 工通过鼠标和操作菜单，使任何一组可控顶群处于 顶起位或吸下位。 ２．５顶群控制数量划分 为了精确控制车组的溜放速度，需要合理地设 计可控顶的控制点分布。系统除了可对不同挡位的 可控顶群进行控制之外，还将同一顶群内的可 控顶划分成若干控制单元。通过控制可控顶顶起的 数量，达到调节可控顶对溜放车组产生的制动力大 小的目的。 系统将加速坡上布置的可控顶群分为４个控制 点。道岔上布置的可控顶群一般用１个控制点。调 车线内可控顶群共分为８个控制点。每个控制点控 制的可控顶数量各有不同，最多不超过４Ｏ台。 ３ 系统特点 可控顶控制调速部分，根据溜放作业的实际过 程，实现变速控制。利用在现场布置适量的车轮传 感器，对溜放车组的位置和速度进行精确的判定和 测量，实现溜放速度的反馈控制和重车末轮扫顶的 控制方式。因此，系统使空重车组都能得到较好的 控制，取得了满意的控制效果。 系统还专门设计了电子控制装置，用于控制可 控顶。该装置采用固态继电器技术，动作时间短， 丁程施工简单，具有过载保护、雷电防护、负载短 路、开路检测及自动保护等功能。控制计算机通过 检测回路，实时监测电路的工作状态，故障时可及 时在操作屏上显示报警，提示操作人员注意和维护 人员及时处理。 ４ 系统应用效果 该系统已于２００４年分别在阳泉站和保定南站 驼峰自动化改造工程中实际安装应用。开通使用 后，运行效果良好，提高了驼峰解体能力，彻底消 除了原有驼峰调速制式和设备陈旧带来的作业安全 隐患，减少了作业事故，有利于车站减员增效和提 高劳动生产率。 参 考 文 献 １李海鹰，夏维毅．中小驼峰微机可控顶调速系统优化设 计［Ｊ］．铁道学报，１９９６，８（４）：８０－－８４． ２陈杰，周丽艳．微机控制可控顶自动调速系统的理论与 应用［Ｊ］．铁道学报，１９９８，２０（５）：２２～２７． ３徐子湘．微机可控顶自动调速控制系统综述［Ｊ］．减速顶 与调速技术，２００２，３：２１～２７． （责任编辑：张利）
