時(shí)間：2022-05-18 09:54:04
導(dǎo)語(yǔ)：在鐵路客車(chē)論文的撰寫(xiě)旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
前言
鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,鐵路客運(yùn)長(zhǎng)期以來(lái)在我國(guó)人員運(yùn)輸中起著舉足輕重的作用。因此,鐵路客車(chē)安全作為關(guān)系到國(guó)家和旅客生命財(cái)產(chǎn)的大事,一直受到國(guó)家和鐵道部的重視。伴隨改革開(kāi)放的深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,鐵路客運(yùn)中的各種治安事故隱患也逐漸增加,各種意外突發(fā)性事故,如:惡性火災(zāi)、爆炸、車(chē)外飛物傷入以及違法分子車(chē)上行兇作案等,嚴(yán)重威協(xié)著國(guó)家和旅客生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此,改進(jìn)車(chē)上治安監(jiān)控管理手段,提高治安工作效率,增強(qiáng)車(chē)上治安監(jiān)控能力,以適應(yīng)維護(hù)鐵路客運(yùn)安全的需要,是一個(gè)急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。特別是我國(guó)鐵路"九五"發(fā)展規(guī)劃,提出了高速、重載、大密度的發(fā)展方向,其中對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩岢隽烁叩囊?作為重中之重的鐵路客運(yùn)安全,必然要給予足夠的重視,而降低犯罪及意外事故的最有效途徑則是預(yù)防,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手?jǐn)?在鐵路客車(chē)內(nèi)警戒可能發(fā)生的侵入行為,對(duì)發(fā)生的突發(fā)事故及時(shí)捕獲和記錄相關(guān)影像,是鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)大顯身手之處。以可靠適用的設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)給國(guó)家鐵路運(yùn)輸及廣大乘客的安全提供有效的防護(hù)措施,是鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)追求的目標(biāo),防范勝于救災(zāi),責(zé)任重于泰山。
一、產(chǎn)品說(shuō)明
本系統(tǒng)目的在于設(shè)計(jì)一種客車(chē)安全監(jiān)控裝置能使列車(chē)乘警、列車(chē)長(zhǎng)及工作人員在任意一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),通過(guò)監(jiān)視器對(duì)任意一節(jié)車(chē)廂的狀況進(jìn)行監(jiān)控觀察,同時(shí)通過(guò)每節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi)的控制分機(jī)對(duì)車(chē)廂內(nèi)可疑動(dòng)態(tài)進(jìn)行錄像,特別是在車(chē)廂內(nèi)發(fā)生緊急事故時(shí),能及時(shí)采取措施予以處理,保障鐵路客車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)。鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像鏡頭、車(chē)廂控制分機(jī)、控制主機(jī)、錄像機(jī)、監(jiān)視器以及傳輸電纜(視頻電纜一根、控制電纜RWP-5×075一根〉等器材組合而成。攝像鏡頭固定在客車(chē)車(chē)廂內(nèi)走廊端頭上方,車(chē)廂控制分機(jī)安裝在每節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),每個(gè)車(chē)廂控制分機(jī)帶有監(jiān)視器輸出〈視頻信號(hào))終端插座,有利于工作人員在任何一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室,通過(guò)袖珍監(jiān)視器對(duì)每個(gè)車(chē)廂進(jìn)行觀察監(jiān)視,同時(shí)可以通過(guò)控制分機(jī)鍵盤(pán)對(duì)被控點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)觀察、錄像、切換,并且通過(guò)控制分機(jī)數(shù)碼顯示器識(shí)別被控車(chē)廂地點(diǎn)。此外通過(guò)車(chē)廂控制分機(jī)改址鍵對(duì)每節(jié)車(chē)廂進(jìn)行任意調(diào)度、任意編組,控制主機(jī)、錄像機(jī)及監(jiān)視器設(shè)置客車(chē)任意一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),攝像頭上的DV12V電源線經(jīng)客車(chē)乘務(wù)室頂部并通過(guò)變壓整流裝置接乘務(wù)室AC220V電源,攝像頭上的視頻線經(jīng)乘務(wù)室頂部,并由乘務(wù)室一角下車(chē)底進(jìn)入車(chē)底的傳輸系統(tǒng),每節(jié)車(chē)廂兩端均固定有JL16〈該連接器防水、防雪、防震、快速連接〉機(jī)車(chē)專(zhuān)用連接器且與相鄰車(chē)廂相應(yīng)連接,使每節(jié)車(chē)廂的信號(hào)輸送到監(jiān)控中心主機(jī)的輸入端,控制主機(jī)的視頻輸出端連接錄像機(jī)的視頻輸入端,錄像機(jī)的視頻輸出端連接監(jiān)視器的視頻輸入端。
二、專(zhuān)利技術(shù)說(shuō)明
該系統(tǒng)裝置的第一代產(chǎn)品KA-318型鐵路客車(chē)保安監(jiān)控系統(tǒng)是由鐵道部寶雞工程機(jī)械廠職工技協(xié)樊川生等人員于一九九六年五月開(kāi)始研制,一九九七年完成了系統(tǒng)基本電路原理并生產(chǎn)出整套系統(tǒng)裝置,同年八月向國(guó)家專(zhuān)利局申請(qǐng)了專(zhuān)利,專(zhuān)利號(hào)為9723995260.一九九八年經(jīng)長(zhǎng)達(dá)一年多時(shí)間走訪用戶,特別是在走訪鐵道部成都局、新疆局、鄭州局、上海局等有關(guān)部門(mén)過(guò)程中,一致肯定了該系統(tǒng)的實(shí)用性及先進(jìn)性,同時(shí)提出了部分改進(jìn)建議,如:①原設(shè)計(jì)總監(jiān)控中心設(shè)在廣播室,不便于治安及工作人員操作使用;②由于視頻成相過(guò)多,不便于調(diào)車(chē)和甩車(chē)掛車(chē),有時(shí)甚至造成圖像信號(hào)錯(cuò)亂和丟失:③選用車(chē)廂兩端視頻連接插頭、插座不是機(jī)車(chē)專(zhuān)用連接器,該插頭不防水、抗震性能差,達(dá)不到防護(hù)要求,不便于工作人員調(diào)車(chē)操作使用。鑒于上述問(wèn)題,我們自己于一九九八年底開(kāi)始對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了反復(fù)改進(jìn),重新設(shè)計(jì),于一九九八年五月份完成了重新設(shè)計(jì)改進(jìn)工作,改進(jìn)后的系統(tǒng)比原第一代設(shè)計(jì)完全上一個(gè)臺(tái)階,同時(shí)由我們個(gè)人向國(guó)家專(zhuān)利局申請(qǐng)了新型鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)專(zhuān)利,現(xiàn)已獲國(guó)家專(zhuān)利授權(quán),專(zhuān)利號(hào)為99234664.9,該專(zhuān)利權(quán)屬我們個(gè)人所有。
三、產(chǎn)品用途及特點(diǎn)
1、本產(chǎn)品系鐵路客運(yùn)安全高科技尖端產(chǎn)品,采用目前國(guó)際上較先進(jìn)的CCD攝像技術(shù)研制而成,它通過(guò)微電腦控制主機(jī)循環(huán)顯示或定位顯示監(jiān)視圖像,能使列車(chē)工作人員在總監(jiān)控臺(tái)或任意一節(jié)車(chē)廂隨時(shí)觀察掌握各車(chē)廂內(nèi)的安全狀況,特別是在車(chē)廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時(shí),能及時(shí)采取措施予以處理,保障鐵路客車(chē)安全運(yùn)行。2、當(dāng)車(chē)廂內(nèi)發(fā)生盜竊、搶劫等犯罪活動(dòng)時(shí),公安人員可迅速到現(xiàn)場(chǎng)予以打擊,同時(shí)總監(jiān)控臺(tái)能將犯罪分子的作案情節(jié)錄制下來(lái),為破案提供重要資料,使破案率提高,破案時(shí)間縮短,維護(hù)了鐵路客車(chē)的治安秩序。3、當(dāng)車(chē)廂內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等其它惡性事故時(shí),能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并組織有關(guān)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)搶救,并能及時(shí)通知鐵路沿線有關(guān)單位采取緊急措施予以配合,能把損失降到最低限度,以免給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):〈1)成像質(zhì)量高。在白天、黑夜、隧道、高壓磁場(chǎng)等情況下,都能夠保證圖像清晰、穩(wěn)定、真實(shí),及時(shí)地反映旅客車(chē)廂內(nèi)的情況。(2〉監(jiān)控范圍大。能反映旅客車(chē)廂內(nèi)96%以上座位范圍的情況和行李架上情況。(3)抗震性能強(qiáng)。在列車(chē)由于起動(dòng)、制動(dòng)以及顛簸路況造成車(chē)身震動(dòng)、晃動(dòng)情況下,仍能正常工作。(4)體積小巧、操作簡(jiǎn)便,便于安裝和隱蔽。〈5〉可駁接車(chē)載電源。(6)性價(jià)優(yōu)越,適合我國(guó)鐵路客運(yùn)現(xiàn)狀。
四、設(shè)計(jì)方案及工作原理(略)。
五、市場(chǎng)前景與經(jīng)濟(jì)效益分析
1、市場(chǎng)前景分析:隨著我國(guó)鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,鐵路客運(yùn)管理也必然是由粗放型轉(zhuǎn)向科技型,落后的管理方式必將不斷被越來(lái)越先進(jìn)的管理方式取代,開(kāi)發(fā)研制鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng),順應(yīng)科技潮流,提高鐵路安全管理水平,以低投入、高效益為宗旨,對(duì)鐵路客車(chē)安全運(yùn)輸管理升級(jí)是一個(gè)突出貢獻(xiàn)。具初步了解,全國(guó)每年各鐵路局安全治安防范損失賠償高達(dá)幾千萬(wàn)元損失費(fèi),但國(guó)家及鐵道部,各鐵路局對(duì)安全治安工作非常重視,年年抓、月月抓、天天強(qiáng)調(diào),結(jié)果還是不容樂(lè)觀,案件不斷出現(xiàn),給廣大旅客造成一種心理壓力。面對(duì)鐵路客車(chē)安全監(jiān)控管理尚屬空白的巨大市場(chǎng),該監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)推廣和使用,將有效地提高鐵路客運(yùn)管理水平和穩(wěn)定鐵路客運(yùn)治安秩序,促進(jìn)鐵路客運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。由于該裝置具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平,已獲專(zhuān)利,且已于一九九七年列鐵道部科技發(fā)展計(jì)劃。故不會(huì)形成市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,完全可壟斷市場(chǎng),加之該裝置己在成都鐵路局、新疆鐵路局現(xiàn)場(chǎng)安裝(一節(jié)車(chē)廂內(nèi))測(cè)試,監(jiān)控車(chē)廂內(nèi)范圍達(dá)96%,圖像清晰,得到試用單位的認(rèn)可和好評(píng),成都局、新疆局都有安裝該裝置的意向。如果該裝置能得到鐵道部車(chē)輛局等部門(mén)的大力支持和組織推廣,則市場(chǎng)前景不可估量。據(jù)我們對(duì)全國(guó)客車(chē)總量進(jìn)行初步估算,全國(guó)現(xiàn)在運(yùn)行的客車(chē)數(shù)量在5000對(duì)左右(且每年還在推新〉,我們想經(jīng)過(guò)努力每年完成對(duì)300輛客、車(chē)進(jìn)行安裝該裝置是完全可能的,我們按每年完成100輛客車(chē)安裝量計(jì)算,則全年經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。
2、經(jīng)濟(jì)效益分析:
(l)投資:
①場(chǎng)地:3~4間房(辦公、業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)、庫(kù)房各一間)·
②流動(dòng)資金:50萬(wàn)元:
③固定資產(chǎn):無(wú)需固定資產(chǎn):
(2)用工情況:
①現(xiàn)場(chǎng)安裝人員:5~6人(其中1~2名技術(shù)人員〉;
②管理及公關(guān)人員:4~5人。
(3)年產(chǎn)量:100套(5~6人安裝一列客車(chē)需8-10小時(shí));
(4)年產(chǎn)值:〈產(chǎn)品售價(jià),黑白13萬(wàn)元/套:彩色19萬(wàn)元/套〉,按黑白計(jì)算:100×13=1300萬(wàn)元;
(5)成本:900萬(wàn)元
①材料費(fèi):100×65=650萬(wàn)元(黑白6.5萬(wàn)元,彩色9萬(wàn)元〉;
②房租費(fèi)〈辦公室):5萬(wàn)元:
③安裝人員工費(fèi)〈6人安裝〉:10萬(wàn)元〈每臺(tái)1000元,人均1.6萬(wàn)元):
④管理人員費(fèi)(4人):5萬(wàn)元(每臺(tái)500元,人均125萬(wàn)元):
⑤管理費(fèi):20萬(wàn)元;
⑥稅收:(1300-650〉×17%=110萬(wàn)元;⑦其它支出:100萬(wàn)元:
(6)年利潤(rùn):400萬(wàn)元。
摘要：近年來(lái)，鐵路的高速化對(duì)空調(diào)設(shè)計(jì)人員提出了挑戰(zhàn)，與普通空調(diào)客車(chē)相比，高速空調(diào)客車(chē)無(wú)論是速度還是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都有較大區(qū)別，因此必須針對(duì)高速客車(chē)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)研制適宜的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本文根據(jù)高速客車(chē)的運(yùn)行特點(diǎn)，研究了與普通列車(chē)相比，高速列車(chē)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)提出的新的要求。結(jié)合高速客車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的要求，推出了全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在高速客車(chē)上的應(yīng)用性分析以及其在高速列車(chē)運(yùn)行所獨(dú)具的優(yōu)點(diǎn)，論證了誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)用于高速鐵路客車(chē)的可能性與必要性。文章最后指出誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)需要改進(jìn)的某些缺陷，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施，使得誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在高速客車(chē)上的應(yīng)用性進(jìn)一步加強(qiáng)。
關(guān)鍵詞：高速客車(chē)誘導(dǎo)空調(diào)
1國(guó)內(nèi)外鐵路客車(chē)及其空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展
中國(guó)鐵路擁有十分輝煌的過(guò)去。然而，隨著中國(guó)航空業(yè)的重組和大量高速公路的修建，航空運(yùn)輸和長(zhǎng)途公路運(yùn)輸開(kāi)始興起，到1996年，中國(guó)的公路客運(yùn)量甚至超過(guò)了鐵路客運(yùn)量。從1997年開(kāi)始，中國(guó)鐵路開(kāi)始進(jìn)行全國(guó)性的鐵路提速。此后中國(guó)鐵路經(jīng)過(guò)了幾次提速，到2003年客車(chē)最高運(yùn)行時(shí)速已經(jīng)達(dá)到了200公里以上。[1]
在國(guó)外，高速鐵路客車(chē)發(fā)展非常迅猛。例如，法國(guó)的高速鐵路技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，高速鐵路（TGV）(TrainaGrandeVitesse法文超高速列車(chē)之意)已達(dá)到每小時(shí)513公里的實(shí)驗(yàn)速度。而日本也正在開(kāi)發(fā)"21世紀(jì)之星"高速列車(chē)，這種列車(chē)除時(shí)速達(dá)350公里的超高速外，在性能上較以往有大幅度的提高，還具有乘坐舒適和車(chē)內(nèi)安靜的特點(diǎn)[2]。德國(guó)將磁懸浮列車(chē)作為未來(lái)的新型交通工具，幾年內(nèi)這種列車(chē)最高時(shí)速將達(dá)到400公里。
國(guó)內(nèi)外高速鐵路客車(chē)的發(fā)展告訴我們，鐵路即將進(jìn)入一個(gè)高速時(shí)代。為適應(yīng)鐵路高速化的要求，必須對(duì)現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)或提出新的空調(diào)理念。
2鐵路高速化對(duì)客車(chē)空調(diào)裝置提出的挑戰(zhàn)
與普通空調(diào)客車(chē)相比，高速空調(diào)客車(chē)無(wú)論是速度還是設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都有較大區(qū)別，因此只有針對(duì)高速客車(chē)的實(shí)際情況設(shè)計(jì)研制適宜的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能保證客車(chē)內(nèi)達(dá)到所要求的空氣參數(shù)和空氣品質(zhì)，為旅客提供舒適的旅行環(huán)境。
針對(duì)高速客車(chē)的運(yùn)行特點(diǎn)對(duì)其空調(diào)系統(tǒng)提出了如下要求：
1）空調(diào)設(shè)備的安裝位置要求降低
高速客車(chē)由于其速度快（一般都在200km/h以上），為了保證行車(chē)的安全并且為了提高運(yùn)行的平穩(wěn)性，其輔助設(shè)備（包括空調(diào)系統(tǒng)）及車(chē)體重心位置必須降低，以利于整車(chē)重心的降低。
2）空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件要求少
高速客車(chē)由于其停站間隔長(zhǎng)，同時(shí)維護(hù)正常運(yùn)營(yíng)的人員少，因此必須保證其空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，這就要求高速客車(chē)空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件盡可能減少，以降低事故率，易于維護(hù)管理。
3）空調(diào)裝置的安裝空間要求小
高速客車(chē)由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)（車(chē)體一般采用流線型優(yōu)化設(shè)計(jì)），給其空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)備預(yù)留的安裝空間較小，因此，只有針對(duì)其預(yù)留空間的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)研制合適的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能滿足車(chē)內(nèi)的空氣參數(shù)設(shè)計(jì)要求。
4）空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行品質(zhì)要求高
高速客車(chē)由于其速度快，車(chē)廂的氣密性高，車(chē)內(nèi)人員較密集，同時(shí)客車(chē)運(yùn)行時(shí)間比較長(zhǎng)，因此對(duì)車(chē)內(nèi)的空氣品質(zhì)要求高，否則旅客極易產(chǎn)生疲勞、惡心、乏力等不適癥狀。
5）空調(diào)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能要求好
高速客車(chē)中一般都將整個(gè)車(chē)廂分割為若干個(gè)小包間，要求每個(gè)包間內(nèi)都能夠方便的單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)包間內(nèi)的空氣參數(shù)，而且由于客車(chē)經(jīng)過(guò)的地域室外參數(shù)差別較大，這就要求其空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)性能好，以利于適應(yīng)不同的工況要求。
6）空調(diào)系統(tǒng)的工作條件差
高速客車(chē)空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理裝置置于野外高速行駛的運(yùn)動(dòng)載體上，經(jīng)常處于不穩(wěn)定的環(huán)境條件下工作，列車(chē)本身的振動(dòng)和與車(chē)軌的撞擊會(huì)給其空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)很大的負(fù)面影響。
綜合以上條件可以看出，高速客車(chē)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)有較高的要求，因此，必須針對(duì)高速客車(chē)實(shí)際的運(yùn)行工作條件研制設(shè)計(jì)相應(yīng)的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。針對(duì)高速鐵路客車(chē)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的新的、更高的要求，本文提出了誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在高速客車(chē)上應(yīng)用。
3全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在高速客車(chē)上的應(yīng)用分析
按照誘導(dǎo)器內(nèi)是否設(shè)置盤(pán)管，誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)可以分為兩種類(lèi)別：“空氣－水”誘導(dǎo)器系統(tǒng)和全空氣誘導(dǎo)器系統(tǒng)。“空氣－水”誘導(dǎo)器系統(tǒng)的一部分夏季室內(nèi)冷負(fù)荷由空氣負(fù)擔(dān)，另一部分由水（通過(guò)二次盤(pán)管加熱或冷卻二次風(fēng)）負(fù)擔(dān)。但是由于此種系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一旦損壞維修量大，且占用空間大，同時(shí)需要一套單獨(dú)的水系統(tǒng)，所以不適于高速客車(chē)的要求。在高速客車(chē)上采用的是另一種誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)——全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)。
采用全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，車(chē)內(nèi)所需的冷負(fù)荷全部由空氣（一次風(fēng)）負(fù)擔(dān)。這種誘導(dǎo)器不帶二次冷卻盤(pán)管，實(shí)際是一個(gè)特殊的送風(fēng)裝置，能夠誘導(dǎo)一定數(shù)量的室內(nèi)空氣，達(dá)到增加送風(fēng)量和減少送風(fēng)溫差的作用，有時(shí)也可以在誘導(dǎo)器內(nèi)部裝置電加熱器以適應(yīng)室內(nèi)負(fù)荷變動(dòng)的需要。
全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在客車(chē)上工作過(guò)程是：一次風(fēng)（車(chē)外空氣經(jīng)過(guò)處理由風(fēng)機(jī)送入車(chē)內(nèi)）進(jìn)入到誘導(dǎo)器的靜壓箱，經(jīng)噴嘴高速噴出。由于高速噴射氣流的引射作用使得車(chē)內(nèi)的空氣（二次風(fēng)）被誘導(dǎo)到誘導(dǎo)器中，在混合箱中與一次風(fēng)充分混合，然后經(jīng)出風(fēng)口送入到車(chē)內(nèi)[3]。
全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)特別適用于高速客車(chē)，與高速客車(chē)對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求相對(duì)照可以看出，全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
節(jié)省車(chē)廂內(nèi)的空間
高速客車(chē)由于其獨(dú)特的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，對(duì)于空間要求極為嚴(yán)格，空調(diào)占用的車(chē)廂空間應(yīng)盡可能的小。由于誘導(dǎo)器系統(tǒng)空氣處理設(shè)備的送風(fēng)量?jī)H為一次風(fēng)量，因而風(fēng)量小，使得系統(tǒng)處理設(shè)備及風(fēng)道截面也較小，與以往的集中式空調(diào)系統(tǒng)相比，較好的解決了風(fēng)道安裝空間狹小的矛盾。且誘導(dǎo)器在車(chē)內(nèi)布置靈活，能適應(yīng)各種車(chē)型的需要。
2）提高車(chē)廂內(nèi)的空氣品質(zhì)及人體的舒適性
由于高速客車(chē)密閉性高，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，所以對(duì)車(chē)廂內(nèi)的舒適性及空氣品質(zhì)要求較高。而全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)溫差較小，送風(fēng)量大，新風(fēng)量充足，人體的舒適感和室內(nèi)的空氣品質(zhì)較高。另外，在軟硬座客車(chē)中，常用的頂送風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)氣流直接吹向旅客頭部，這樣，在冬季會(huì)使旅客感覺(jué)頭暈、不適，而夏季冷風(fēng)先吹頭部也容易使人感冒。而誘導(dǎo)器通常安裝在客車(chē)車(chē)窗下部，不會(huì)對(duì)人體直吹，而且從送風(fēng)口出來(lái)的氣流沿車(chē)窗貼附流動(dòng)到車(chē)頂部，在橫斷面方向形成環(huán)流，使旅客居留區(qū)處于空氣的回流區(qū)內(nèi)，大大提高了舒適度；并且由于新風(fēng)量大，人體的舒適感也會(huì)明顯提高。而對(duì)于軟硬臥客車(chē)來(lái)講，由于一般是兩層或三層臥鋪，車(chē)內(nèi)空間有限，如采用大風(fēng)道通風(fēng)系統(tǒng)，冷風(fēng)會(huì)直接從頂部吹到上鋪旅客身上，人體的舒適感較差；而采用全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)，風(fēng)道布置于車(chē)廂下部，而誘導(dǎo)器布置于車(chē)窗下部，不會(huì)造成直吹，這樣會(huì)大大提高車(chē)廂內(nèi)人體的舒適度。
系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性高
高速客車(chē)由于停站間隔較長(zhǎng)，且由于列車(chē)高速行駛，工作條件惡劣，要求空調(diào)的穩(wěn)定性與可靠性較高。誘導(dǎo)器空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)部件遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于其他空調(diào)系統(tǒng)，這對(duì)于穩(wěn)定性與可靠性都要求很高的高速列車(chē)來(lái)講無(wú)疑是一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)；而且由于系統(tǒng)需要處理的風(fēng)量變少了，這樣，空氣處理設(shè)備的使用壽命會(huì)大大提高，同時(shí)也就降低了空氣處理設(shè)備的損壞率，為高速列車(chē)在惡劣工作環(huán)境下正常運(yùn)行提供了保證。
4）設(shè)備安裝位置低
高速客車(chē)由于速度快，為了保證車(chē)身平穩(wěn)及運(yùn)行安全，要求車(chē)體的重心盡可能低。相比于頂置式空調(diào)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)采用下部送風(fēng)，空調(diào)機(jī)組可以安裝在車(chē)下，且誘導(dǎo)器安裝于車(chē)廂下部，從而降低了車(chē)體重心。
5）系統(tǒng)適用范圍大，并可以單獨(dú)調(diào)節(jié)
鐵路客車(chē)由于經(jīng)過(guò)的區(qū)域范圍大，外部環(huán)境差別非常明顯，因此要求空調(diào)系統(tǒng)能根據(jù)情況，及時(shí)調(diào)整。誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)可以在誘導(dǎo)器內(nèi)裝置電加熱器以適應(yīng)車(chē)內(nèi)負(fù)荷變化的需要。當(dāng)車(chē)內(nèi)負(fù)荷變化時(shí)，可以通過(guò)開(kāi)啟電加熱裝置進(jìn)行適應(yīng)調(diào)整，使得系統(tǒng)的工況調(diào)節(jié)范圍變大，更好的保證車(chē)內(nèi)空氣參數(shù)。同時(shí)，在每個(gè)誘導(dǎo)器入口處可以設(shè)置錐形調(diào)節(jié)閥，以實(shí)現(xiàn)包間內(nèi)系統(tǒng)的單獨(dú)調(diào)節(jié)[4]。
6）誘導(dǎo)器通常安裝于車(chē)窗下部，這樣，冬季由于熱風(fēng)首先接觸玻璃窗，可以解決窗口由于溫度低而產(chǎn)生凝結(jié)水和結(jié)霜問(wèn)題。
綜上所述可以看出，誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)是一種非常適用于高速鐵路客車(chē)的空調(diào)形式，但是，其也存在著一些缺點(diǎn)需要進(jìn)行改進(jìn)。
4高速鐵路客車(chē)誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)
4.1誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)
雖然全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)非常適合于高速鐵路客車(chē)的要求，但是它還存在著以下缺點(diǎn)需要加以改進(jìn)：
新風(fēng)比大，風(fēng)機(jī)壓頭高，致使系統(tǒng)的能量消耗大。
系統(tǒng)的噪聲較大，會(huì)造成噪聲污染，影響車(chē)內(nèi)的舒適度。
春秋過(guò)渡季節(jié)無(wú)法充分利用室外新風(fēng)，系統(tǒng)冷量消耗大。
4.2誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)的改進(jìn)措施
針對(duì)以上存在的缺點(diǎn)，可以采用以下措施加以克服：
集中排風(fēng)，設(shè)置能量回收裝置
根據(jù)文獻(xiàn)[5]，可以設(shè)置集中排風(fēng)裝置，并在排風(fēng)與新風(fēng)管道系統(tǒng)設(shè)置全熱交換器，以利于回收排風(fēng)冷量，降低系統(tǒng)能量消耗。
采取消聲措施，降低系統(tǒng)噪聲
為了降低系統(tǒng)噪聲，在風(fēng)機(jī)的出口管路設(shè)置消聲靜壓箱，以降低風(fēng)機(jī)噪聲；在誘導(dǎo)器內(nèi)部的靜壓箱內(nèi)壁以及混合箱內(nèi)壁貼高頻吸聲材料，以消除噴射噪聲。由于誘導(dǎo)器噪聲主要是由于噴嘴氣流速度太大而引起噪聲，因此可以通過(guò)增加噴嘴數(shù)量，增大噴嘴面積，降低噴嘴的氣流速度來(lái)降低噴嘴噴射噪聲。
設(shè)置旁通風(fēng)道，充分利用自然冷量
為了在春秋季節(jié)充分利用室外新風(fēng)，可以在空調(diào)包間的送風(fēng)支管上設(shè)置旁通風(fēng)道，使過(guò)渡季節(jié)的室外新風(fēng)不經(jīng)過(guò)靜壓箱和噴嘴而直接進(jìn)入室內(nèi)，這樣，既節(jié)約了冷量，又提高了空氣品質(zhì)。
5結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)誘導(dǎo)器的基本原理及特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，針對(duì)高速鐵路客車(chē)進(jìn)行了全空氣誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)的適用性分析，并對(duì)其某些缺點(diǎn)采取了改進(jìn)措施。誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)在高速列車(chē)上的應(yīng)用目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)研究，而在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)行了多項(xiàng)研究并部分投入使用。隨著我國(guó)高速鐵路客車(chē)的發(fā)展，誘導(dǎo)空調(diào)系統(tǒng)由于其對(duì)高速客車(chē)的良好適用性定將漸受重視。
1客車(chē)質(zhì)量考評(píng)制度存在欠缺
目前，客車(chē)的質(zhì)量指標(biāo)仍顯單一，主要以車(chē)輛能按時(shí)交驗(yàn)為主，在質(zhì)量管理上往往都是針對(duì)某一具體的重點(diǎn)故障進(jìn)行考核，即沒(méi)有從宏觀的角度對(duì)故障情況進(jìn)行匯總和分析，又沒(méi)有相應(yīng)的制度來(lái)區(qū)分對(duì)工作者和管理者的具體質(zhì)量考核指標(biāo)。由于在質(zhì)量管理上主要是針對(duì)某一具體的重點(diǎn)故障進(jìn)行考核，不利于職工養(yǎng)成全面的質(zhì)量觀念，容易造成職工只重視客車(chē)重點(diǎn)、關(guān)鍵部位的修理，而忽視對(duì)一般、次要的部位故障進(jìn)行處理。以某客車(chē)段段修為例，上部及油漆類(lèi)的故障都占每月故障總數(shù)的40%～60%，而下部的轉(zhuǎn)向架與輪軸類(lèi)故障占每月故障的比例僅為14%左右。說(shuō)明我們的職工仍未能養(yǎng)成全面的質(zhì)量意識(shí)，在修車(chē)的過(guò)程中只注重危及行車(chē)安全的下部質(zhì)量而忽視了為旅客提供報(bào)務(wù)的上部設(shè)施。此外，由于質(zhì)量考核偏重于具體的故障，容易造成質(zhì)量問(wèn)題多數(shù)由作業(yè)者承擔(dān)的現(xiàn)象，也容易使管理者與作業(yè)者之間的矛盾激化。而車(chē)間、班組、崗位質(zhì)量考核指標(biāo)不明確、不具體，使車(chē)間、班組沒(méi)有進(jìn)一步提高維修質(zhì)量的壓力，因而無(wú)法形成多修車(chē)、修好車(chē)的動(dòng)力，進(jìn)而造成生產(chǎn)車(chē)間過(guò)度依賴質(zhì)檢和驗(yàn)收的把關(guān)作用，使作業(yè)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控作用弱化。
2構(gòu)建鐵路客車(chē)質(zhì)量管理體系的意見(jiàn)和建議
2.1建立和完善質(zhì)檢管理制度
結(jié)合客車(chē)現(xiàn)有段修和運(yùn)用情況，從質(zhì)檢員職能和作業(yè)方式入手，解決管理制度不相適應(yīng)的問(wèn)題。一是嚴(yán)格遵循質(zhì)檢員在“三檢一驗(yàn)”中的職責(zé)，以質(zhì)量檢查目標(biāo)和生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督為兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)，依照“按需定崗、按崗定責(zé)”的思路，對(duì)質(zhì)檢員的崗位、職責(zé)、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行明確，形成規(guī)范的管理制度，從而確保質(zhì)量管理責(zé)任的落實(shí)、標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。二是全面推行質(zhì)量檢查的“標(biāo)記化”管理，為了進(jìn)一步凸顯質(zhì)量是確保旅客列車(chē)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)，全面提高職工的質(zhì)量安全意識(shí)，真正發(fā)揮質(zhì)檢員作為質(zhì)量監(jiān)控的職能，對(duì)所有檢修作業(yè)必須按照統(tǒng)一規(guī)定，在指定位置記錄相關(guān)標(biāo)記和信息，由相鄰工序責(zé)任人、質(zhì)檢員確定信息、標(biāo)識(shí)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，作為質(zhì)量追溯的重要依據(jù)。
2.2明確質(zhì)量檢查在檢修過(guò)程中的定位
首先,必須要明確質(zhì)量檢查的本質(zhì)是管理環(huán)節(jié)。改變目前仍把質(zhì)量檢查作為一道檢修工序的設(shè)置，讓質(zhì)量檢查歸于管理環(huán)節(jié)，明確質(zhì)量檢查的重點(diǎn)為對(duì)班組、職工在修車(chē)過(guò)程中落實(shí)檢修工藝與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督檢查及對(duì)產(chǎn)品最終質(zhì)量的抽查職能。通過(guò)對(duì)修車(chē)過(guò)程中落實(shí)檢修工藝與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)督檢查，確保各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能得到落實(shí)，從而實(shí)現(xiàn)“以工藝保質(zhì)量，以質(zhì)量保安全”的目標(biāo)。此外，讓質(zhì)量檢查歸于管理環(huán)節(jié)，也有利于減少車(chē)間對(duì)質(zhì)量檢查的依賴。這將促進(jìn)車(chē)間更好地利用質(zhì)量檢查信息，著眼和著力于提高車(chē)間自身的修車(chē)質(zhì)量；同時(shí)，也將使專(zhuān)職質(zhì)量檢查人員更便于開(kāi)展質(zhì)量檢查工作，和生產(chǎn)車(chē)間一道，共同做好這一需要要時(shí)時(shí)刻刻高度重視和每一細(xì)節(jié)都要注意的修車(chē)工作，從而保證運(yùn)用客車(chē)的絕對(duì)安全。
2.3建立和完善輛均故障質(zhì)量管理制度
首先，要明確“車(chē)間—班組—崗位”三級(jí)的輛均故障考核指標(biāo)。輛均故障指標(biāo)從宏觀上對(duì)質(zhì)量進(jìn)行卡控，讓“車(chē)間—班組—崗位”三級(jí)逐步形成全面的質(zhì)量管理意識(shí)，從整體上逐步減少、降低修車(chē)故障；而重點(diǎn)故障指標(biāo)則是從微觀上對(duì)直接危及行車(chē)安全的質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行卡控，防止危及行車(chē)安全的重大故障的發(fā)生。其次，要建立輛均故障質(zhì)量管理體系，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量指標(biāo)和責(zé)任目標(biāo)化、具體化。對(duì)于質(zhì)量問(wèn)題，不但要問(wèn)責(zé)于作業(yè)者，也要問(wèn)責(zé)于車(chē)間管理人員和有關(guān)技術(shù)人員，做到人人身上有目標(biāo)、有指標(biāo)和有責(zé)任，激發(fā)和引導(dǎo)干部職工采取一切有效的措施去降低故障和不良因素，從而實(shí)現(xiàn)從源頭控質(zhì)量，向崗位要質(zhì)量，不斷提高我局客車(chē)檢修質(zhì)量整體水平。
3結(jié)語(yǔ)
質(zhì)量檢查工作是客車(chē)段修、運(yùn)用工作中的重要環(huán)節(jié)，規(guī)范和加強(qiáng)客車(chē)質(zhì)量管理是在鐵路快速發(fā)展和新企業(yè)管理模式下，進(jìn)一步強(qiáng)化專(zhuān)業(yè)管理的重要舉措，是發(fā)揮新體制優(yōu)勢(shì)、加強(qiáng)客車(chē)段對(duì)各車(chē)間的質(zhì)量控制、以質(zhì)量保安全的重要體現(xiàn)，只有通過(guò)不斷的優(yōu)化客車(chē)質(zhì)量管理體系，解決質(zhì)量檢查過(guò)程和管理上存在的問(wèn)題，才能夯實(shí)質(zhì)量基礎(chǔ)，確保旅客列車(chē)的舒適性和安全性。
作者：盧陳聰 單位：南寧鐵路局車(chē)輛處
對(duì)旅客列車(chē)進(jìn)行上水作業(yè)的給水站稱(chēng)客車(chē)上水站[1-2],通常設(shè)在區(qū)段站、始發(fā)終到站及檢修、整備段、所.鐵路站點(diǎn)客車(chē)上水的基本任務(wù)是給運(yùn)行客車(chē)在允許上水時(shí)間內(nèi),補(bǔ)充足量的清潔水,從而保證車(chē)上旅客及乘務(wù)人員途中生活所需用水.這是鐵路客運(yùn)服務(wù)的基本內(nèi)容之一,也是保證旅客旅行舒適度、提高服務(wù)質(zhì)量的基本要求之一.現(xiàn)行的關(guān)于新建鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)布設(shè)[1]的原則通常是依照《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》[2]按距離確定的,新規(guī)范對(duì)上水站的間距進(jìn)行了修訂,規(guī)定為“鐵路區(qū)段旅客列車(chē)設(shè)計(jì)速度小于200km/h時(shí),旅客列車(chē)給水站間距離宜為250~400km;設(shè)計(jì)速度200km/h及以上時(shí),旅客列車(chē)給水站間距離宜為300~700km”.該規(guī)定優(yōu)點(diǎn)是上水站點(diǎn)布設(shè)間距范圍大,使用方便,但對(duì)研究區(qū)域內(nèi)新建鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)布設(shè)規(guī)劃,指導(dǎo)性不夠.本文作者主持完成了鐵道部重點(diǎn)科研課題《鐵路客車(chē)自動(dòng)上水系統(tǒng)優(yōu)化及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的研究》,對(duì)影響新建鐵路客車(chē)上水站、點(diǎn)布設(shè)的各種因素進(jìn)行了大量的調(diào)研和分析,系統(tǒng)研究了列車(chē)途中用水供需平衡模式,從而提出各種建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的新建鐵路上水站點(diǎn)布設(shè)原則及建議.
1影響新建鐵路上水站點(diǎn)布設(shè)因素新建鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)布設(shè)的影響因素很多,如:新建鐵路的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)(鐵路等級(jí)、設(shè)計(jì)時(shí)速等)、行車(chē)組織、機(jī)車(chē)交路及技術(shù)作業(yè)布局、與既有車(chē)站關(guān)系、車(chē)站停車(chē)時(shí)分、車(chē)輛情況(如水箱容積、定員等)、連續(xù)行車(chē)時(shí)間、乘客情況(如滿員情況、用水定額、生活習(xí)慣等)等.而客車(chē)上水站點(diǎn)布設(shè)的基本要求是,及時(shí)給運(yùn)行客車(chē)車(chē)上水箱上(補(bǔ))滿水,保證旅客及乘務(wù)人員途中生活所需,這種供需關(guān)系即為列車(chē)用水供需平衡模式,車(chē)站總上水量應(yīng)大于等于途中需水量,途中需水量決定車(chē)站總上水量.故影響新建鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)布設(shè)的主要因素是途中需水量,其次是車(chē)站總上水量.
1?1列車(chē)途中需水量途中需水量主要指列車(chē)運(yùn)行途中乘客及乘務(wù)人員生活飲用、盥洗(無(wú)淋浴)、沖廁及車(chē)上衛(wèi)生用水的總量,與乘客(含乘務(wù)人員)人數(shù)、用水定額、連續(xù)行車(chē)時(shí)間(與行車(chē)速度、行車(chē)距離存在線性關(guān)系,可互換算)有關(guān).由于線路運(yùn)行車(chē)輛各異(如始發(fā)站、終到站、跨線運(yùn)行情況、車(chē)速等),途中需水量對(duì)不同車(chē)次各不相同,需根據(jù)新建鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、行車(chē)組織等情況,分段確定最大的途中需水量.可按下式簡(jiǎn)化計(jì)算確定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1為運(yùn)行區(qū)段內(nèi)最大的途中需水量,L;n為列車(chē)最大編組輛數(shù),輛/列;V1為每輛運(yùn)行區(qū)段內(nèi)最大的途中需水量,L(可簡(jiǎn)化按定員最多的車(chē)輛計(jì)算);q1為旅客列車(chē)用水定額,L/(人?h);m為每輛車(chē)定員,人;T為連續(xù)乘車(chē)時(shí)間,h.在新建鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、行車(chē)組織、車(chē)輛選型等已確定的情況下,列車(chē)最大途中需水量主要取決于列車(chē)用水定額的確定.一般情況下,乘車(chē)時(shí)間越長(zhǎng),用水量越多;環(huán)境溫度越舒適,用水量越少;車(chē)上節(jié)水器具越完備,用水量越少.目前,國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有列車(chē)用水定額標(biāo)準(zhǔn),沈陽(yáng)鐵路局科研所2009年至2010年對(duì)國(guó)內(nèi)大量運(yùn)營(yíng)車(chē)輛的實(shí)際用水量調(diào)查統(tǒng)計(jì),并通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型,確立了列車(chē)用水量與乘客人數(shù)、乘車(chē)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,研究分析鐵路客車(chē)途中乘客用水定額標(biāo)準(zhǔn)平均為1?5~3?0L/(人?h).選用原則:短途(運(yùn)行時(shí)間4h以內(nèi))取低限,長(zhǎng)途及跨線列車(chē)(運(yùn)行時(shí)間4h以上)取高限;新車(chē)型,車(chē)上節(jié)水器具完備,環(huán)境舒適度高取低限,否則,取高限.
1?2車(chē)站總上水量車(chē)站總上水量是指客車(chē)給水站向車(chē)上水箱注入的水量,與車(chē)站上水能力、車(chē)輛水箱容積、有效上水時(shí)間等因素有關(guān).可按下式簡(jiǎn)化計(jì)算確定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2為車(chē)站總上水量,L;V2為車(chē)站向每輛車(chē)的注水量,L(在始發(fā)車(chē)站,要求每列車(chē)水箱均要注滿水,因而,注水量等于列車(chē)水箱容積);q2為給水栓上水秒流量,L/s(與車(chē)站地面上水設(shè)施的設(shè)計(jì)能力有關(guān));t為有效上水時(shí)間,min.
2客車(chē)上水站布設(shè)的計(jì)算分析
2?1中、普速鐵路設(shè)計(jì)速度160km/h及以下的客貨共線鐵路,也稱(chēng)“快速鐵路(160km/h)”、“中速鐵路(120~140km/h)”或“普速鐵路(80~120km/h)”.運(yùn)輸組織模式通常是客貨共線或不同等級(jí)速度的客車(chē)共線運(yùn)行.客車(chē)主要車(chē)型除25B和25G等外,還有大量的22型車(chē).車(chē)站停車(chē)時(shí)間5~15min不等.每輛普通硬座車(chē)定員118人,水箱容積1000L、車(chē)上節(jié)水器具完備程度及環(huán)境舒適度一般.根據(jù)上述分析建立的列車(chē)用水供需平衡模式,客車(chē)上水站布設(shè)計(jì)算分析如下:列車(chē)在始發(fā)站有充足的時(shí)間和條件為列車(chē)水箱上滿水,注水量等于列車(chē)水箱容積,即V2=1000L,取用水定額標(biāo)準(zhǔn)q1=3?0L/(人?h),定員m=118人,水箱供水最大可滿足旅客用水時(shí)間T=V2/q1m=2?8h.如按線路最低運(yùn)營(yíng)速度100km/h,則客車(chē)上水站布設(shè)間距約為280km;如按線路最低運(yùn)營(yíng)速度120km/h,則客車(chē)上水站布設(shè)間距約為336km;如按線路最低運(yùn)營(yíng)速度140km/h,則客車(chē)上水站布設(shè)間距約為392km.與《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定基本一致.
2?2高速鐵路與客運(yùn)專(zhuān)線設(shè)計(jì)速度200km/h及以上的鐵路稱(chēng)“城際鐵路”、“客運(yùn)專(zhuān)線”或“高速鐵路”.運(yùn)輸組織模式同樣是不同速度等級(jí)的客車(chē)共線運(yùn)行[3].主要參數(shù):客運(yùn)專(zhuān)線本線旅客列車(chē)主要車(chē)型為CRH(1\2\3\5)動(dòng)車(chē)組,其短編組為8輛總定員600人,長(zhǎng)編組為16輛總定員1200人,運(yùn)行速度為250~350km/h,最低速度為200km/h;跨線旅客列車(chē)主要車(chē)型為25Z(準(zhǔn)高速)和25K(快速),每列車(chē)編組為16~18輛,最大定員車(chē)輛為雙層硬臥148人/輛,運(yùn)行速度為160~200km/h,最低速度為160km/h.動(dòng)車(chē)組及25型車(chē)輛水箱容積均為1000L,車(chē)上節(jié)水器具的完備程度及車(chē)上環(huán)境舒適度最好.客車(chē)上水站布設(shè)按上述原則計(jì)算分析如下:列車(chē)在始發(fā)站注水量等于列車(chē)水箱容積,按短編組8輛計(jì)算,V2=1000L×8輛=8000L/輛;總定員m=600人,取用水定額標(biāo)準(zhǔn)q1=2?0L/(人?h),水箱供水最大可滿足旅客用水時(shí)間T=V2/q1m=6?6h.由于跨線客車(chē)跨線運(yùn)行時(shí)間受限,可在跨線前的客車(chē)給水站進(jìn)行補(bǔ)水作業(yè),客車(chē)上水站布設(shè)可不考慮跨線運(yùn)行客車(chē);本線運(yùn)行動(dòng)車(chē)組如按最低運(yùn)營(yíng)速度200km/h,則客車(chē)上水站布設(shè)間距約為1300km,而《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定為給水站間距離宜為300~700km,顯然不合理.總之,對(duì)于高速鐵路,客車(chē)上水站布設(shè)僅需在列車(chē)始發(fā)站所在檢修整備基地(動(dòng)車(chē)段、動(dòng)車(chē)運(yùn)用所)設(shè)置客車(chē)上水作業(yè)點(diǎn),中途不需考慮補(bǔ)水作業(yè),因?yàn)?始發(fā)站總上水量遠(yuǎn)大于途中最大需水量.
3結(jié)語(yǔ)
對(duì)于中、普速鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)的布設(shè),應(yīng)用列車(chē)途中用水供需平衡模式的理論計(jì)算成果與《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定基本一致;對(duì)于高速鐵路客車(chē)上水站點(diǎn)的布設(shè)規(guī)劃采用《鐵路給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》不夠合理,建議采用列車(chē)途中用水供需平衡模式,通過(guò)理論計(jì)算,按運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行距離結(jié)合的原則確定.
鐵路運(yùn)輸是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，為了保證旅客列車(chē)安全、舒適、高效地運(yùn)行，列車(chē)的日常檢修、外皮清洗是列車(chē)正常運(yùn)行不可缺少的部分。客車(chē)車(chē)體的檢修作業(yè)、外皮清洗一般在夜間進(jìn)庫(kù)（動(dòng)車(chē)段（所）、客整所等）完成，對(duì)于立折或套跑車(chē)，在終到站的到發(fā)線上進(jìn)行列車(chē)的外皮清洗作業(yè)，車(chē)站到發(fā)線上一般采用人工清洗，庫(kù)內(nèi)一般采用機(jī)械清洗作業(yè)。無(wú)論在何處利用哪種方式清洗，客車(chē)外皮清洗作業(yè)都會(huì)產(chǎn)生一定量的廢水，給當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染。火車(chē)站不僅是鐵路客、貨運(yùn)輸業(yè)務(wù)和列車(chē)作業(yè)的處所，也是城市的窗口，各種配套設(shè)施齊全，可利用的空地較少，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)事業(yè)的重視，節(jié)能減排已列入政府綱要，如何在有限的空地設(shè)置廢水處理及回用系統(tǒng)，對(duì)旅客列車(chē)外皮洗刷廢水進(jìn)行收集處理和再利用，降低水資源的消耗，具有重要的意義。
列車(chē)外皮污染物主要由固體物質(zhì)、COD、石油類(lèi)及洗滌劑等物質(zhì)組成。固體物質(zhì)由無(wú)機(jī)物微粒，如沙土、灰土、煤煙、金屬等組成；有機(jī)物微粒有礦物油、油脂、昆蟲(chóng)殘留物、花粉、表面活性劑等。表面活性劑為洗滌劑，多屬于陰離子表面活性劑，以直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）為主，一般呈弱堿性，LAS屬于生物難降解物質(zhì)，它的廣泛使用，不可避免地對(duì)水環(huán)境造成了污染，在我國(guó)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中把它列為第二類(lèi)污染物質(zhì)。表面活性劑被使用后最終大部分形成乳化膠體狀物質(zhì)隨著廢水排入自然界，其首要污染物L(fēng)AS進(jìn)入水體后，與其他污染物結(jié)合在一起形成具有一定分散性的膠體顆粒，對(duì)工業(yè)廢水和生活污水的物化、生化特性都有很大影響。陰離子表面活性劑具有抑制和殺死微生物的作用，而且還抑制其他有毒物質(zhì)的降解，同時(shí)表面活性劑在水中起泡從而降低水中復(fù)氧速率和充氧程度，使水質(zhì)變壞，若不經(jīng)處理直接排入水體，將造成湖泊、河流等水體的富營(yíng)養(yǎng)化；LAS還能乳化水體中其他的污染物，增大污染物的濃度，提高其他污染物的毒性，而造成間接污染。懷化客運(yùn)段客車(chē)整備線與懷化車(chē)站作業(yè)線相鄰，擔(dān)負(fù)著湘黔、枝柳兩大干線的旅客列車(chē)整備任務(wù)。懷化客運(yùn)段客車(chē)洗刷廢水排入站場(chǎng)排水涵洞，但站場(chǎng)排水溝破損嚴(yán)重，各種垃圾堵塞其中，造成洗滌污水排水不暢，淤積厲害，水質(zhì)發(fā)黑變臭，影響周?chē)h(huán)境。其站場(chǎng)排水未接入城市管網(wǎng)，最終排入地表水體，不符合環(huán)保要求，必須進(jìn)行處理。
1工程概況
1．1廢水的水質(zhì)客車(chē)外皮采用人工洗刷，洗滌廢水經(jīng)站場(chǎng)排水溝就近排入站區(qū)內(nèi)的涵洞中，客車(chē)外皮洗刷廢水的水質(zhì)見(jiàn)表1。
1．2廢水水量懷化客運(yùn)段每天整備列數(shù)為8列，每列車(chē)按20輛車(chē)編組，每輛車(chē)洗刷水量為2m3／輛，廢水的折減系數(shù)取0．9。則每天的廢水量為8×20×2．0×0．9＝288（m3／d），取300m3／d。
1．3廢水收集系統(tǒng)懷化客整所整備場(chǎng)采用整體道床，設(shè)有4條整備線，其中K2與C1道間設(shè)有站場(chǎng)排水溝，K1與14道間新建站場(chǎng)排水溝，設(shè)計(jì)對(duì)既有排水溝清淤疏通，在每排排水溝的西頭末端設(shè)沉砂池，通過(guò)管道將洗滌廢水收集進(jìn)入廢水處理廠。
1．4排水管及排放點(diǎn)室外重力流排水管采用Ⅱ級(jí)鋼筋混凝土承插排水管，橡膠圈接口，廢水在沉砂池與調(diào)沉池間設(shè)有超越管，用于排放溢流排放暴雨時(shí)的雨水。排放點(diǎn)設(shè)在整備場(chǎng)處的排水涵洞中。
2處理工藝的選擇
按環(huán)評(píng)報(bào)告批復(fù)意見(jiàn)要求：本處廢水要求回用。回用水水質(zhì)采用《鐵路回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（TB／T3007－2000）中的鐵路生產(chǎn)低質(zhì)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。客車(chē)外皮洗刷廢水設(shè)計(jì)進(jìn)（出）水水質(zhì)及處理率見(jiàn)表2。由表2可知，客車(chē)外皮洗刷廢水的主要污染物是SS、石油類(lèi)、洗滌劑等，由于COD指標(biāo)較低，可生化性較差，生物處理營(yíng)養(yǎng)成分不足，不利于生化處理，通過(guò)去除SS、石油類(lèi)及洗滌劑，COD即可達(dá)標(biāo)，根據(jù)此類(lèi)污染物的性質(zhì)，結(jié)合《鐵路污水處理設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB／T3007－2000）的原則，所選處理工藝如圖1所示。污泥處理：污泥中的無(wú)機(jī)物較多，沉降性能較好，調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的污泥通過(guò)潛污泵抽升至污泥干化場(chǎng)，氣浮池排泥和過(guò)濾池反沖洗排水一并排入污泥干化場(chǎng)進(jìn)行脫水干化，干化后的污泥定期鏟除焚燒或掩埋。
3設(shè)計(jì)規(guī)模
廢水處理站設(shè)計(jì)規(guī)模為300m3／d，廢水處理廠按兩班制工作，氣浮過(guò)濾設(shè)備按一套設(shè)計(jì)，處理能力為20～25m3／h，回用設(shè)備按Q＝30m3／h，H＝30m設(shè)計(jì)。污泥干化場(chǎng)分2格，固體負(fù)荷按100kg／（m2?a）。調(diào)節(jié)沉淀區(qū)：水平流速V＝1．57mm／s，單格長(zhǎng)寬比10，有效水深h＝1．5m，池長(zhǎng)與水深之比8，表面負(fù)荷0．71m3／（m2?h），斜板傾角45°，斜板間距40mm，油珠上浮速度Uo＝0．36m／s，斜板間水平流速V1＝0．0022m／s，停流時(shí)間：2．45h。
4主要設(shè)備及構(gòu)筑物選型
4．1構(gòu)筑物選型調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池容積按設(shè)計(jì)水量的30％～40％計(jì)，其有效容積采用100m3。回用水池容積V＝100m3。調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池分兩格，每格凈尺寸為：L×B×H＝15080mm×2400mm×5100～5550mm。隔油池：上浮段表面水力負(fù)荷0．6～0．8m3／（m2?h），板間流速3～7mm／s。
4．2配套設(shè)備選型及主要設(shè)備參數(shù)氣浮過(guò)濾設(shè)備配有2臺(tái)污水泵、1臺(tái)溶氣泵、1臺(tái)空壓機(jī)和1套刮渣機(jī)，污水泵吸水管上安裝水上式底閥，采用自來(lái)水引水，其他水泵為自灌式工作。氣浮池尺寸×H＝3m×5．1m，主要設(shè)計(jì)參數(shù)：接觸區(qū)上升流速15～18mm／s，接觸時(shí)間2min。表面負(fù)荷約6m3／（m2?h），回流比40％～50％；水力停留時(shí)間20min。污水泵IS80－65－160，性能參數(shù)：Q＝15～30m3／h、H＝9～7．2m、N＝1．5kW；溶氣泵IS50－32－200，性能參數(shù)：Q＝7．5～15m3／h、H＝52．5～48m、N＝5．5kW；刮渣機(jī)上配YS7124型擺線針輪減速機(jī)，N＝0．37kW。×H＝0．3m×3．1m溶氣罐，溶氣罐工作壓力0．3～0．4MPa，上配浮球開(kāi)關(guān)。Z－0．36／7型空氣壓縮機(jī)，Q＝0．36m3／min、排氣壓力0．7MPa、N＝3．0kW，配套GYD20－20A型氣壓自動(dòng)開(kāi)關(guān)，調(diào)壓范圍0．3～0．7MPa；配DF－20K電磁閥，工作壓力1MPa。JY－Ⅱ型加藥裝置，配擺線針輪減速機(jī)，N＝0．37kW，采用米頓羅計(jì)量泵投加，DN100型管道混合器混合。焦炭濾池濾速25m／h，反沖洗強(qiáng)度5～17L／（m2?s），反沖洗時(shí)間15～20min。消毒采用CLO2消毒，投加量為5～8mg／L，型號(hào)200g／h電解法CLO2消毒設(shè)備。變頻氣壓供水設(shè)備1套，性能參數(shù)：Q＝30m3／h、H＝30m、N＝8．2kW；配2臺(tái)DX50×3型水泵（Q＝12m3／h、H＝37．5m、N＝3kW），1臺(tái)DL40×3型水泵（Q＝6m3／h、H＝30m、N＝2．2kW）；配YTZ－150型電阻遠(yuǎn)傳壓力表，測(cè)量上限0．6MPa，二次儀表為XMY－10壓力數(shù)字顯示儀。浮油吸收機(jī)配帶25ZB25－0．4D系列離心自吸式吸油泵，Qmax＝2．2m3／h、H＝25m、最大吸程hs＝8m，N＝0．4kW和推進(jìn)器（N＝0．37kW）。消毒采用二氧化氯消毒，其投氯量按5～8mg／L設(shè)計(jì)，配備1臺(tái)200g／h二氧化氯發(fā)生器，采用水射器投加。變頻氣壓供水設(shè)備，按Q＝30m3／h，H＝30m設(shè)計(jì)，用于客車(chē)二次洗刷。
5中水回用系統(tǒng)
根據(jù)客車(chē)洗刷要求，在K1與14道間，整備站臺(tái)K1與K2道間，K2與C1道間各鋪1條回用水管，3排回用水管連成環(huán)狀，每排共設(shè)18個(gè)沖洗水栓，每個(gè)水栓沖洗水量為0．5L／s，按一排沖洗水栓同時(shí)供水設(shè)計(jì)。按洗刷廢水生產(chǎn)的特點(diǎn)，采用恒壓變流量供水，本設(shè)計(jì)選用1套變頻氣壓供水設(shè)備，其型號(hào)為BPQS－30－30，最大設(shè)計(jì)流量為30m3／h，供水壓力0．3MPa。
6平面布置
廢水處理構(gòu)筑物采用“一”字式的布置，具有流程順暢，占地小的特點(diǎn)。其廢水處理廠平面布置見(jiàn)圖2。
7工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)
（1）主要處理構(gòu)筑物排布方式為組合疊加。為減少占地，盡量少拆遷，本設(shè)計(jì)將調(diào)節(jié)、沉淀、斜板隔油池合建，污泥干化區(qū)疊合在調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的上部，調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的前端設(shè)有格柵、沉砂，后端設(shè)有浮油吸收機(jī)，污泥干化場(chǎng)的濾料分離水通過(guò)其穿孔地板排入調(diào)沉池中。為便于運(yùn)營(yíng)，以上處理構(gòu)筑物分為2格，2格池體前后泥斗各安裝了1臺(tái)50WDL－1．5型潛污泵，用于定期抽排調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油區(qū)內(nèi)污泥。（2）氣浮和過(guò)濾一體化設(shè)備。將氣浮和過(guò)濾兩個(gè)處理單元組合（見(jiàn)圖4），利用氣浮設(shè)備高位水頭對(duì)濾池反沖洗，克服了占地大的缺點(diǎn)同時(shí)節(jié)省了單設(shè)沖洗裝置的投資及運(yùn)行費(fèi)用。（3）回用水池地面布置。回用水池埋深1m，充分利用過(guò)濾設(shè)施的出水水頭，減少水池挖方，降低回用設(shè)備的揚(yáng)程，節(jié)能省電。（4）處理集中布置，節(jié)省房屋面積，便于管理。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，各處理單元按“一”字型布置，并將一體化氣浮過(guò)濾、變頻氣壓供水集中布置在設(shè)備間中，既克服了分散布置占地大的缺點(diǎn)，又便于集中供電，方便運(yùn)行管理。
8結(jié)論
整個(gè)工程經(jīng)調(diào)試運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)勻達(dá)到設(shè)計(jì)要求，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保局歷次檢測(cè)，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。具體試驗(yàn)運(yùn)行效果如表3所示。（1）采用格柵調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油氣浮過(guò)濾消毒的處理工藝對(duì)客車(chē)外皮洗刷廢水進(jìn)行處理，具有工藝可靠、占地小、處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)類(lèi)似洗滌廢水的治理有很好的參考價(jià)值。（2）對(duì)廢水處理單元采用疊合及組合式的布置方案，不僅可以節(jié)省用地，還可減少水頭損失，降低運(yùn)行成本，同時(shí)方便管理。（3）氣浮與過(guò)濾處理單元按一體化設(shè)計(jì)，充分利用氣浮池的出水水頭和氣浮池的儲(chǔ)水量對(duì)濾池的反沖洗，減少濾池沖洗設(shè)備，節(jié)能省電。（4）對(duì)洗車(chē)廢水采用調(diào)節(jié)、沉淀、斜板隔油、氣浮、過(guò)濾、消毒等處理后循環(huán)利用于客車(chē)外皮洗刷，可節(jié)省水資源，減少?gòu)U水外排，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
作者：黃祥虎 單位：中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
前言
鐵路是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,鐵路客運(yùn)長(zhǎng)期以來(lái)在我國(guó)人員運(yùn)輸中起著舉足輕重的作用。因此,鐵路客車(chē)安全作為關(guān)系到國(guó)家和旅客生命財(cái)產(chǎn)的大事,一直受到國(guó)家和鐵道部的重視。伴隨改革開(kāi)放的深入和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,鐵路客運(yùn)中的各種治安事故隱患也逐漸增加,各種意外突發(fā)性事故,如:惡性火災(zāi)、爆炸、車(chē)外飛物傷入以及違法分子車(chē)上行兇作案等,嚴(yán)重威協(xié)著國(guó)家和旅客生命財(cái)產(chǎn)的安全。因此,改進(jìn)車(chē)上治安監(jiān)控管理手段,提高治安工作效率,增強(qiáng)車(chē)上治安監(jiān)控能力,以適應(yīng)維護(hù)鐵路客運(yùn)安全的需要,是一個(gè)急需解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。特別是我國(guó)鐵路"九五"發(fā)展規(guī)劃,提出了高速、重載、大密度的發(fā)展方向,其中對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩岢隽烁叩囊?作為重中之重的鐵路客運(yùn)安全,必然要給予足夠的重視,而降低犯罪及意外事故的最有效途徑則是預(yù)防,運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手?jǐn)?在鐵路客車(chē)內(nèi)警戒可能發(fā)生的侵入行為,對(duì)發(fā)生的突發(fā)事故及時(shí)捕獲和記錄相關(guān)影像,是鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)大顯身手之處。以可靠適用的設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)給國(guó)家鐵路運(yùn)輸及廣大乘客的安全提供有效的防護(hù)措施,是鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)追求的目標(biāo),防范勝于救災(zāi),責(zé)任重于泰山。
一、產(chǎn)品說(shuō)明
本系統(tǒng)目的在于設(shè)計(jì)一種客車(chē)安全監(jiān)控裝置能使列車(chē)乘警、列車(chē)長(zhǎng)及工作人員在任意一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),通過(guò)監(jiān)視器對(duì)任意一節(jié)車(chē)廂的狀況進(jìn)行監(jiān)控觀察,同時(shí)通過(guò)每節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi)的控制分機(jī)對(duì)車(chē)廂內(nèi)可疑動(dòng)態(tài)進(jìn)行錄像,特別是在車(chē)廂內(nèi)發(fā)生緊急事故時(shí),能及時(shí)采取措施予以處理,保障鐵路客車(chē)的安全運(yùn)營(yíng)。鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像鏡頭、車(chē)廂控制分機(jī)、控制主機(jī)、錄像機(jī)、監(jiān)視器以及傳輸電纜(視頻電纜一根、控制電纜RWP-5×075一根〉等器材組合而成。攝像鏡頭固定在客車(chē)車(chē)廂內(nèi)走廊端頭上方,車(chē)廂控制分機(jī)安裝在每節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),每個(gè)車(chē)廂控制分機(jī)帶有監(jiān)視器輸出〈視頻信號(hào))終端插座,有利于工作人員在任何一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室,通過(guò)袖珍監(jiān)視器對(duì)每個(gè)車(chē)廂進(jìn)行觀察監(jiān)視,同時(shí)可以通過(guò)控制分機(jī)鍵盤(pán)對(duì)被控點(diǎn)進(jìn)行定時(shí)觀察、錄像、切換,并且通過(guò)控制分機(jī)數(shù)碼顯示器識(shí)別被控車(chē)廂地點(diǎn)。此外通過(guò)車(chē)廂控制分機(jī)改址鍵對(duì)每節(jié)車(chē)廂進(jìn)行任意調(diào)度、任意編組,控制主機(jī)、錄像機(jī)及監(jiān)視器設(shè)置客車(chē)任意一節(jié)車(chē)廂乘務(wù)室內(nèi),攝像頭上的DV12V電源線經(jīng)客車(chē)乘務(wù)室頂部并通過(guò)變壓整流裝置接乘務(wù)室AC220V電源,攝像頭上的視頻線經(jīng)乘務(wù)室頂部,并由乘務(wù)室一角下車(chē)底進(jìn)入車(chē)底的傳輸系統(tǒng),每節(jié)車(chē)廂兩端均固定有JL16〈該連接器防水、防雪、防震、快速連接〉機(jī)車(chē)專(zhuān)用連接器且與相鄰車(chē)廂相應(yīng)連接,使每節(jié)車(chē)廂的信號(hào)輸送到監(jiān)控中心主機(jī)的輸入端,控制主機(jī)的視頻輸出端連接錄像機(jī)的視頻輸入端,錄像機(jī)的視頻輸出端連接監(jiān)視器的視頻輸入端。
二、專(zhuān)利技術(shù)說(shuō)明
該系統(tǒng)裝置的第一代產(chǎn)品KA-318型鐵路客車(chē)保安監(jiān)控系統(tǒng)是由鐵道部寶雞工程機(jī)械廠職工技協(xié)樊川生等人員于一九九六年五月開(kāi)始研制,一九九七年完成了系統(tǒng)基本電路原理并生產(chǎn)出整套系統(tǒng)裝置,同年八月向國(guó)家專(zhuān)利局申請(qǐng)了專(zhuān)利,專(zhuān)利號(hào)為9723995260.一九九八年經(jīng)長(zhǎng)達(dá)一年多時(shí)間走訪用戶,特別是在走訪鐵道部成都局、新疆局、鄭州局、上海局等有關(guān)部門(mén)過(guò)程中,一致肯定了該系統(tǒng)的實(shí)用性及先進(jìn)性,同時(shí)提出了部分改進(jìn)建議,如:①原設(shè)計(jì)總監(jiān)控中心設(shè)在廣播室,不便于治安及工作人員操作使用;②由于視頻成相過(guò)多,不便于調(diào)車(chē)和甩車(chē)掛車(chē),有時(shí)甚至造成圖像信號(hào)錯(cuò)亂和丟失:③選用車(chē)廂兩端視頻連接插頭、插座不是機(jī)車(chē)專(zhuān)用連接器,該插頭不防水、抗震性能差,達(dá)不到防護(hù)要求,不便于工作人員調(diào)車(chē)操作使用。鑒于上述問(wèn)題,我們自己于一九九八年底開(kāi)始對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行了反復(fù)改進(jìn),重新設(shè)計(jì),于一九九八年五月份完成了重新設(shè)計(jì)改進(jìn)工作,改進(jìn)后的系統(tǒng)比原第一代設(shè)計(jì)完全上一個(gè)臺(tái)階,同時(shí)由我們個(gè)人向國(guó)家專(zhuān)利局申請(qǐng)了新型鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng)專(zhuān)利,現(xiàn)已獲國(guó)家專(zhuān)利授權(quán),專(zhuān)利號(hào)為99234664.9,該專(zhuān)利權(quán)屬我們個(gè)人所有。
三、產(chǎn)品用途及特點(diǎn)
1、本產(chǎn)品系鐵路客運(yùn)安全高科技尖端產(chǎn)品,采用目前國(guó)際上較先進(jìn)的CCD攝像技術(shù)研制而成,它通過(guò)微電腦控制主機(jī)循環(huán)顯示或定位顯示監(jiān)視圖像,能使列車(chē)工作人員在總監(jiān)控臺(tái)或任意一節(jié)車(chē)廂隨時(shí)觀察掌握各車(chē)廂內(nèi)的安全狀況,特別是在車(chē)廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時(shí),能及時(shí)采取措施予以處理,保障鐵路客車(chē)安全運(yùn)行。2、當(dāng)車(chē)廂內(nèi)發(fā)生盜竊、搶劫等犯罪活動(dòng)時(shí),公安人員可迅速到現(xiàn)場(chǎng)予以打擊,同時(shí)總監(jiān)控臺(tái)能將犯罪分子的作案情節(jié)錄制下來(lái),為破案提供重要資料,使破案率提高,破案時(shí)間縮短,維護(hù)了鐵路客車(chē)的治安秩序。3、當(dāng)車(chē)廂內(nèi)發(fā)生火災(zāi)等其它惡性事故時(shí),能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并組織有關(guān)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)搶救,并能及時(shí)通知鐵路沿線有關(guān)單位采取緊急措施予以配合,能把損失降到最低限度,以免給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失。該系統(tǒng)具有如下特點(diǎn):〈1)成像質(zhì)量高。在白天、黑夜、隧道、高壓磁場(chǎng)等情況下,都能夠保證圖像清晰、穩(wěn)定、真實(shí),及時(shí)地反映旅客車(chē)廂內(nèi)的情況。(2〉監(jiān)控范圍大。能反映旅客車(chē)廂內(nèi)96%以上座位范圍的情況和行李架上情況。(3)抗震性能強(qiáng)。在列車(chē)由于起動(dòng)、制動(dòng)以及顛簸路況造成車(chē)身震動(dòng)、晃動(dòng)情況下,仍能正常工作。(4)體積小巧、操作簡(jiǎn)便,便于安裝和隱蔽。〈5〉可駁接車(chē)載電源。(6)性價(jià)優(yōu)越,適合我國(guó)鐵路客運(yùn)現(xiàn)狀。
四、設(shè)計(jì)方案及工作原理(略)。
五、市場(chǎng)前景與經(jīng)濟(jì)效益分析
1、市場(chǎng)前景分析:隨著我國(guó)鐵路現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展,鐵路客運(yùn)管理也必然是由粗放型轉(zhuǎn)向科技型,落后的管理方式必將不斷被越來(lái)越先進(jìn)的管理方式取代,開(kāi)發(fā)研制鐵路客車(chē)安全監(jiān)控系統(tǒng),順應(yīng)科技潮流,提高鐵路安全管理水平,以低投入、高效益為宗旨,對(duì)鐵路客車(chē)安全運(yùn)輸管理升級(jí)是一個(gè)突出貢獻(xiàn)。具初步了解,全國(guó)每年各鐵路局安全治安防范損失賠償高達(dá)幾千萬(wàn)元損失費(fèi),但國(guó)家及鐵道部,各鐵路局對(duì)安全治安工作非常重視,年年抓、月月抓、天天強(qiáng)調(diào),結(jié)果還是不容樂(lè)觀,案件不斷出現(xiàn),給廣大旅客造成一種心理壓力。面對(duì)鐵路客車(chē)安全監(jiān)控管理尚屬空白的巨大市場(chǎng),該監(jiān)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)推廣和使用,將有效地提高鐵路客運(yùn)管理水平和穩(wěn)定鐵路客運(yùn)治安秩序,促進(jìn)鐵路客運(yùn)經(jīng)濟(jì)效益的提高。由于該裝置具有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平,已獲專(zhuān)利,且已于一九九七年列鐵道部科技發(fā)展計(jì)劃。故不會(huì)形成市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,完全可壟斷市場(chǎng),加之該裝置己在成都鐵路局、新疆鐵路局現(xiàn)場(chǎng)安裝(一節(jié)車(chē)廂內(nèi))測(cè)試,監(jiān)控車(chē)廂內(nèi)范圍達(dá)96%,圖像清晰,得到試用單位的認(rèn)可和好評(píng),成都局、新疆局都有安裝該裝置的意向。如果該裝置能得到鐵道部車(chē)輛局等部門(mén)的大力支持和組織推廣,則市場(chǎng)前景不可估量。據(jù)我們對(duì)全國(guó)客車(chē)總量進(jìn)行初步估算,全國(guó)現(xiàn)在運(yùn)行的客車(chē)數(shù)量在5000對(duì)左右(且每年還在推新〉,我們想經(jīng)過(guò)努力每年完成對(duì)300輛客、車(chē)進(jìn)行安裝該裝置是完全可能的,我們按每年完成100輛客車(chē)安裝量計(jì)算,則全年經(jīng)濟(jì)效益也是可觀的。
2、經(jīng)濟(jì)效益分析:
(l)投資:
①場(chǎng)地:3~4間房(辦公、業(yè)務(wù)、財(cái)務(wù)、庫(kù)房各一間)·
②流動(dòng)資金:50萬(wàn)元:
③固定資產(chǎn):無(wú)需固定資產(chǎn):
(2)用工情況:
①現(xiàn)場(chǎng)安裝人員:5~6人(其中1~2名技術(shù)人員〉;
②管理及公關(guān)人員:4~5人。
(3)年產(chǎn)量:100套(5~6人安裝一列客車(chē)需8-10小時(shí));
(4)年產(chǎn)值:〈產(chǎn)品售價(jià),黑白13萬(wàn)元/套:彩色19萬(wàn)元/套〉,按黑白計(jì)算:100×13=1300萬(wàn)元;
(5)成本:900萬(wàn)元
①材料費(fèi):100×65=650萬(wàn)元(黑白6.5萬(wàn)元,彩色9萬(wàn)元〉;
②房租費(fèi)〈辦公室):5萬(wàn)元:
③安裝人員工費(fèi)〈6人安裝〉:10萬(wàn)元〈每臺(tái)1000元,人均1.6萬(wàn)元):
④管理人員費(fèi)(4人):5萬(wàn)元(每臺(tái)500元,人均125萬(wàn)元):
⑤管理費(fèi):20萬(wàn)元;
⑥稅收:(1300-650〉×17%=110萬(wàn)元;⑦其它支出:100萬(wàn)元:
(6)年利潤(rùn):400萬(wàn)元。
摘要：針對(duì)鐵路新型客車(chē)發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)的應(yīng)用，以及原有鐵路客車(chē)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了新型發(fā)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。該試驗(yàn)臺(tái)以ARM9為核心，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，具有以太網(wǎng)接口、SD卡存儲(chǔ)器和液晶觸摸顯示屏的友好人機(jī)接口。設(shè)計(jì)了以IGBT為主控元件的負(fù)載調(diào)控模塊，實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的自動(dòng)調(diào)整。該試驗(yàn)臺(tái)具有體積小、測(cè)控精度高、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞： ARM9； 嵌入式Linux；鐵路客車(chē)；發(fā)電機(jī)；試驗(yàn)臺(tái)
1 引言
當(dāng)前我國(guó)鐵路客車(chē)分為空調(diào)客車(chē)與普通客車(chē)兩大類(lèi)，普通客車(chē)使用車(chē)軸驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)供電的模式。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)和蓄電池組相互配合為客車(chē)供電。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)由感應(yīng)子式發(fā)電機(jī)、控制箱和整流箱組成。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)工作質(zhì)量直接影響列車(chē)的運(yùn)行安全。根據(jù)鐵路段修、廠修規(guī)程及鐵道部TB/T1896-87鐵路客車(chē)發(fā)電裝置試驗(yàn)臺(tái)技術(shù)條件的要求[1]，發(fā)電機(jī)系統(tǒng)分解檢修后需要進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的性能參數(shù)是否滿足技術(shù)要求的規(guī)定，有效保證列車(chē)的運(yùn)行安全。隨著鐵路客車(chē)的不斷提速以及新型發(fā)電機(jī)和控制系統(tǒng)的應(yīng)用，原有的鐵路客車(chē)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)已不能滿足對(duì)現(xiàn)有客車(chē)發(fā)電機(jī)和控制箱、整流箱的檢測(cè)要求[2]。主要表現(xiàn)出調(diào)速范圍小，能耗大，檢測(cè)精度低，自動(dòng)化程度低，試驗(yàn)操作繁瑣等缺點(diǎn)。針對(duì)上述情況，設(shè)計(jì)了以基于ARM9內(nèi)核的S3C2410X芯片為核心的鐵路客車(chē)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)。試驗(yàn)臺(tái)在測(cè)量精度、能耗、自動(dòng)化程度、體積等方面均有所改進(jìn)。
2 試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)及工作原理
新型鐵路客車(chē)發(fā)電機(jī)試驗(yàn)臺(tái)參照原有試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案[3-4]，并加以改進(jìn)。試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1中虛框內(nèi)所示。試驗(yàn)臺(tái)以ARM9為控制核心，由傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器、繼電器、變頻器、SD卡、液晶觸摸顯示屏等組成，蓄電池組用來(lái)模擬客車(chē)上的蓄電池組，利用電動(dòng)機(jī)模擬客車(chē)運(yùn)行帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。發(fā)電機(jī)系統(tǒng)（發(fā)電機(jī)、整流箱和控制箱）為試驗(yàn)對(duì)象，如虛框外所示。
試驗(yàn)臺(tái)以基于ARM9內(nèi)核的S3C2410X為核心，由觸摸屏輸入所需參數(shù)和選擇試驗(yàn)項(xiàng)目等。S3C2410X通過(guò)繼電器控制變頻器控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)；通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬信號(hào)控制變頻器控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。負(fù)載調(diào)控電路調(diào)節(jié)負(fù)載電流大小。試驗(yàn)臺(tái)通過(guò)傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器測(cè)試發(fā)電機(jī)三相輸出電壓、輸出電流等15項(xiàng)參數(shù)。并將采集的試驗(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示在液晶顯示屏上，同時(shí)自動(dòng)存入SD卡存儲(chǔ)器。SD卡中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)通過(guò)UART接口上報(bào)計(jì)算機(jī)，由打印機(jī)按規(guī)定的試驗(yàn)記錄表格輸出試驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)以太網(wǎng)接口能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和查詢等功能。
3 試驗(yàn)臺(tái)硬件設(shè)計(jì)
按照功能層次，本試驗(yàn)臺(tái)由ARM9最小系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控模塊、負(fù)載調(diào)控模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、人機(jī)交互模塊和數(shù)據(jù)通信模塊組成。以下對(duì)各模塊的構(gòu)成進(jìn)行具體的介紹。
ARM9最小系統(tǒng)由S3C2410X微處理器、SDRAM、NAND Flash、復(fù)位電路、電源等組成。S3C2410X是韓國(guó)三星公司生產(chǎn)的基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC嵌入式微處理器，時(shí)鐘頻率高達(dá)203MHz。SDRAM用于程序的運(yùn)行，64M字節(jié)，由兩片HY57V561620組成，工作在32位模式下。NAND Flash用于程序的存儲(chǔ)，采用的是64M字節(jié)的K9F1208U0M。復(fù)位電路使用的芯片是MAX811，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位的功能。系統(tǒng)由5V電源供電，經(jīng)線性電源L1117-3.3和L1117-1.8輸出3.3V和1.8V供系統(tǒng)使用。
轉(zhuǎn)速測(cè)控模塊調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在設(shè)定轉(zhuǎn)速，用于模擬發(fā)電機(jī)隨著鐵路客車(chē)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。由于S3C2410X內(nèi)部沒(méi)有計(jì)數(shù)器，而有五個(gè)可以輸入外部時(shí)鐘的定時(shí)器，所以轉(zhuǎn)速測(cè)量部分采用定時(shí)器測(cè)量的方法。轉(zhuǎn)速傳感器即旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號(hào)作為定時(shí)器0的外部時(shí)鐘信號(hào)，定時(shí)器1采用內(nèi)部時(shí)鐘，兩個(gè)定時(shí)器同時(shí)工作，定時(shí)器1定時(shí)結(jié)束后產(chǎn)生中斷，讀取定時(shí)器0的計(jì)數(shù)值，從而可以測(cè)算出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
公式中：M為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速；T為定時(shí)器1的定時(shí)時(shí)間；N為定時(shí)器0的計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)；P為旋轉(zhuǎn)編碼器每轉(zhuǎn)一圈所發(fā)出的脈沖數(shù)。轉(zhuǎn)速控制部分，S3C2410X通過(guò)三個(gè)繼電器控制變頻器，通過(guò)變頻器控制電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。同時(shí)S3C2410X輸出數(shù)字信號(hào)，通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為0-5V模擬信號(hào)，控制變頻器的輸出頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
負(fù)載調(diào)控模塊用來(lái)模擬鐵路客車(chē)內(nèi)的用電設(shè)備運(yùn)行。原有試驗(yàn)臺(tái)都是用一個(gè)體積較大、安裝麻煩的電阻箱負(fù)載，通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)調(diào)整系統(tǒng)的負(fù)載電阻，以此來(lái)調(diào)整負(fù)載電流的大小。這種方法操作不便、調(diào)節(jié)精度差，影響試驗(yàn)結(jié)果。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了新型負(fù)載調(diào)控模塊，該模塊由EXB841、高速I(mǎi)GBT和負(fù)載電阻組成。S3C2410X內(nèi)部有4個(gè)具有PWM功能的定時(shí)器，利用定時(shí)器2可以發(fā)出任意占空比的方波，經(jīng)由專(zhuān)用驅(qū)動(dòng)器EXB841，控制IGBT的通斷，從而調(diào)整負(fù)載電流的大小。
公式中：I為負(fù)載電流；U為整流輸出總電壓；τ為定時(shí)器發(fā)出方波的占空比；R為負(fù)載電阻。從負(fù)載調(diào)控模塊的調(diào)試方式可以看出，采用改進(jìn)的負(fù)載電流調(diào)控方法，能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)載電流的連續(xù)可調(diào)，具有切換范圍大、體積小、安裝方便、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)各類(lèi)型傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器采集發(fā)電機(jī)三相輸出電壓、發(fā)電機(jī)三相輸出電流、整流輸出總電壓、總電流、負(fù)載電流、充電電流、勵(lì)磁電流、發(fā)電機(jī)前后軸承溫升、整流箱模塊溫升等15項(xiàng)參數(shù)。以上參數(shù)是衡量客車(chē)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標(biāo)，且對(duì)參數(shù)檢測(cè)的精度要求較高，S3C2410X內(nèi)部含有8通道10位AD轉(zhuǎn)換器，其中兩個(gè)通道被觸摸屏占用，而且其轉(zhuǎn)換精度也達(dá)不到系統(tǒng)要求。因此選用MAX197作為A/D轉(zhuǎn)換器，它是MAIXM公司的8通道12位的逐次比較型轉(zhuǎn)換芯片，8+4并行數(shù)據(jù)接口，5MHZ的帶寬，100KSPS的吞吐率。由于MAX197只有8通道，所以在其通道0前加一個(gè)八選一的模擬開(kāi)關(guān)CD4051，這樣CD4051的8個(gè)通道加上MAX197剩余的7個(gè)通道，就有了15個(gè)數(shù)據(jù)采集通道。
人機(jī)交互模塊采用了液晶觸摸顯示屏，能實(shí)時(shí)顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)操作更加方便簡(jiǎn)捷。由于S3C2410X內(nèi)部集成了可編程LCD控制器和觸摸屏控制器，支持帶有觸摸功能的液晶顯示屏，因此硬件實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。
數(shù)據(jù)通信模塊設(shè)計(jì)了UART接口和以太網(wǎng)接口。UART接口可以完成與近距離PC機(jī)之間的串行通信，將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行顯示、打印、存儲(chǔ)。由于S3C2410X內(nèi)部集成有UART控制器，所以只需外加MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片和DB-9接口。以太網(wǎng)接口的設(shè)計(jì)采用CS8900A-CQ3以太網(wǎng)控制器，外加隔離變壓器和RJ-45接口。試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)以太網(wǎng)接口送入網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)信息的集成化和遠(yuǎn)程監(jiān)督查詢。
4 試驗(yàn)臺(tái)軟件設(shè)計(jì)
試驗(yàn)臺(tái)選用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，選用Qt/Embedded[5]作為GUI（圖形用戶接口）界面開(kāi)發(fā)工具。試驗(yàn)臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)工作包括：嵌入式系統(tǒng)交叉開(kāi)發(fā)環(huán)境的構(gòu)建，系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader的編寫(xiě)，Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植，設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì), 基于Qt/Embedded的用戶界面及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。其中最重要的工作是設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和基于Qt/Embedded的用戶界面及應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。
設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)了系統(tǒng)內(nèi)核和具體硬件之間的接口。Linux內(nèi)核把驅(qū)動(dòng)程序劃分為3種類(lèi)型：字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，塊設(shè)備驅(qū)動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)。本試驗(yàn)臺(tái)需要設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)程序有：A/D驅(qū)動(dòng)，D/A驅(qū)動(dòng)，LCD驅(qū)動(dòng)，觸摸屏驅(qū)動(dòng)，SD卡驅(qū)動(dòng)，網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)和串口驅(qū)動(dòng)等。其中觸摸屏驅(qū)動(dòng)屬于字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)，具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下。觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序入口從S3C2410_TS_INIT開(kāi)始。首先將觸摸屏相關(guān)寄存器的物理地址映射到虛擬地址、設(shè)置與ADC相關(guān)的I/O口狀態(tài)、對(duì)相關(guān)的寄存器進(jìn)行設(shè)置。接著注冊(cè)中斷和字符設(shè)備。字符設(shè)備操作的結(jié)構(gòu)被S3C2410_FOPS定義。只需定義打開(kāi)(open)、讀取(read)和關(guān)閉過(guò)程(release)。定義TS_RET結(jié)構(gòu)體來(lái)存儲(chǔ)觸摸筆動(dòng)作和A/D轉(zhuǎn)換得到的坐標(biāo)值。采用了多次測(cè)量求平均的均值濾波法，使得到的坐標(biāo)更為準(zhǔn)確。
試驗(yàn)臺(tái)的應(yīng)用程序采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，主要包括數(shù)據(jù)采集程序、負(fù)載調(diào)控程序、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控程序、觸摸屏控制程序、SD卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)程序等。本文給出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)控程序流程，如圖2所示。該部分采用了閉環(huán)反饋控制，將通過(guò)定時(shí)器測(cè)得的轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速比較，經(jīng)PID算法計(jì)算出控制量控制轉(zhuǎn)速變化，最終使測(cè)得轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速相一致。
試驗(yàn)臺(tái)圖形用戶界面基于Qt/Embedded設(shè)計(jì)，主要完成數(shù)據(jù)顯示和事件收集兩大工作，采用典型的下拉框、文本框驅(qū)動(dòng)方式。主窗口的創(chuàng)建使用最常用方法，基于QMainWindow類(lèi)創(chuàng)建一個(gè)用戶類(lèi)。在主窗口類(lèi)中使用new QAction( )設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需的動(dòng)作，通過(guò)addTo( )函數(shù)添加到菜單中，并將相應(yīng)動(dòng)作發(fā)出的信號(hào)和合適的插槽連接起來(lái)，如連接到轉(zhuǎn)速測(cè)控、負(fù)載調(diào)控、數(shù)據(jù)采集等程序中的函數(shù)。當(dāng)用戶點(diǎn)擊一個(gè)菜單項(xiàng)的按鈕時(shí),應(yīng)用程序會(huì)執(zhí)行其相應(yīng)的代碼。
5結(jié)論
在滿足發(fā)電機(jī)系統(tǒng)基本性能檢測(cè)要求的基礎(chǔ)上，以ARM9為核心的鐵路客車(chē)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)了負(fù)載調(diào)控模塊，液晶觸摸顯示屏的人機(jī)交互接口，SD卡存儲(chǔ)器和以太網(wǎng)接口等。在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上基于Qt/Embedded設(shè)計(jì)了友好的圖形用戶接口界面。試驗(yàn)臺(tái)具有操作簡(jiǎn)捷、測(cè)控精度高、實(shí)時(shí)性好、體積小、自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，較好地滿足了車(chē)輛檢修部門(mén)的需求。
【摘要】為適應(yīng)鐵路跨越式發(fā)展需要，針對(duì)客車(chē)供水系統(tǒng)的實(shí)際情況以及其中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，得到了客車(chē)供水系統(tǒng)存在水資源浪費(fèi)、供水能力不足、維修不斷、冬季易受到凍害、勞動(dòng)強(qiáng)度大等方面的問(wèn)題。就這些問(wèn)題，將理論知識(shí)與實(shí)際操作相結(jié)合，提出了改進(jìn)建議，從而滿足客車(chē)上水需求，確保鐵路客車(chē)平穩(wěn)運(yùn)營(yíng)，更好地適應(yīng)鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】鐵路；客車(chē)供水；水資源；水栓；檢查維修；改進(jìn)
隨著國(guó)內(nèi)新常態(tài)下提質(zhì)、增效、升級(jí)的新階段的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，根據(jù)國(guó)家鐵路建設(shè)前期工作進(jìn)展、中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整和“十三五”規(guī)劃研究等情況的確定，作為鐵路建設(shè)的一個(gè)組成部分，鐵路給排水工程也必須做出及時(shí)的調(diào)整與變更，才能為鐵路的運(yùn)營(yíng)目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
一、既有客車(chē)供水系統(tǒng)狀況
（一）既有設(shè)備現(xiàn)狀。客車(chē)供水系統(tǒng)現(xiàn)階段既有設(shè)備是以客車(chē)停靠十分鐘至十二分鐘為基準(zhǔn)建設(shè)的，規(guī)定的水栓井間的距離標(biāo)準(zhǔn)為25米。客車(chē)上水栓出口壓力為二十米水頭（距離軌面），盡端式客車(chē)上水站客車(chē)上水栓口壓力為十六米水頭（距離軌面），客車(chē)上水栓口上水時(shí)流量為2.5L/s。水栓井一般是一井雙栓或者是一井一栓，客車(chē)上水栓及上水膠管為25-27米，內(nèi)徑均采用的是32毫米，但是實(shí)際上使用的是內(nèi)徑為20-25毫米的膠管。
（二）基本工藝流程。鐵路客車(chē)上水工藝雖然進(jìn)行了一些改進(jìn)，但基本上仍然采用手工上水作業(yè)， 采取人工手動(dòng)開(kāi)閥上水，即先開(kāi)水閥，然后手持上水管與列車(chē)上水口對(duì)接，待水上滿溢出后，再返回去關(guān)水閥，一般每一個(gè)上水工要完成4節(jié)車(chē)的上水作業(yè)，要走200多米的路。
（三）傳統(tǒng)供水方式。客車(chē)上水慣用的供水系統(tǒng)的狀態(tài)是多路同時(shí)供水，開(kāi)放式的系統(tǒng)能夠通過(guò)主管網(wǎng)對(duì)流態(tài)和供水壓力進(jìn)行控制，但采用多路進(jìn)水的相通方式而造成用水量不易計(jì)量、供水壓力不足和多管路維修任務(wù)繁重等問(wèn)題尤為突出。
二、對(duì)現(xiàn)有供水系統(tǒng)檢查維修
日常巡視或維修供水設(shè)備先向本單位調(diào)度報(bào)送相關(guān)計(jì)劃，及時(shí)與車(chē)站取得聯(lián)系，在車(chē)站調(diào)度及助理值班室的同意下，方可下道進(jìn)行巡視或維修作業(yè)，同時(shí)應(yīng)做好相關(guān)安全保護(hù)工作，駐站聯(lián)絡(luò)員及安全員充分發(fā)揮自身職能作用，對(duì)供水系統(tǒng)給水栓跑漏水、水栓設(shè)備仔細(xì)檢查，給水栓相關(guān)檢查項(xiàng)目及標(biāo)準(zhǔn)做到如下。
（一）主要檢查項(xiàng)目、檢查標(biāo)準(zhǔn)。1.水栓體。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：開(kāi)關(guān)靈活，無(wú)泄漏。水栓及螺絲無(wú)銹、無(wú)垢。②合格：水栓有輕微泄露，螺絲稍有銹蝕。2.立管。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：牢固、垂直，無(wú)泄漏，無(wú)銹蝕。②合格：立管稍有傾斜和銹蝕。3.栓室。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：井壁完整、無(wú)剝落，每排井規(guī)格一致。凸出面地200mm以上。②合格：井壁有輕微剝落。凸出地面不足200mm。4.防寒裝置。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：完整、齊全、安全可靠。②合格：稍有缺陷5.井蓋。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：完整無(wú)破損，無(wú)較大縫隙。②合格：井蓋稍有破損或剝落。
（二）一般檢查項(xiàng)目、檢查標(biāo)準(zhǔn)。1.開(kāi)閉桿。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：完好、靈活、支撐卡子良好。無(wú)松曠。②合格：開(kāi)閉桿稍有松曠或桿輕微銹蝕。2.排水。①質(zhì)量?jī)?yōu)良：暢通，無(wú)積水。②合格：稍有積水。
三、現(xiàn)存供水系統(tǒng)的問(wèn)題
（一）供水能力不足。1.“一短一長(zhǎng)”變化明顯。一是站停時(shí)間變短。列車(chē)提速，旅客列車(chē)不停站運(yùn)行區(qū)段延長(zhǎng)，在站停留時(shí)間縮短，每一站的停靠時(shí)間從原來(lái)10-12分鐘縮減為現(xiàn)在6-8分鐘。二是上水間隔變長(zhǎng)。客車(chē)上的上水間隔時(shí)間從原來(lái)的2-3小時(shí)延長(zhǎng)到了4-6小時(shí)。這樣“一短一長(zhǎng)”的變化直接導(dǎo)致了在停靠站的時(shí)候列車(chē)無(wú)法上滿水，使車(chē)廂上水不足、不勻，影響旅客使用，客運(yùn)服務(wù)不到位，已不能滿足需求。2.時(shí)間緊、強(qiáng)度大。一是有效時(shí)間短。現(xiàn)階段車(chē)站規(guī)定列車(chē)進(jìn)站時(shí)立崗，人員需要提前立崗，上水作業(yè)必須在火車(chē)發(fā)車(chē)前一分鐘內(nèi)完成，所以就要保證在4-6分鐘過(guò)內(nèi)完成上水工作。二是勞動(dòng)強(qiáng)度大。上水作業(yè)包括將四節(jié)車(chē)廂的上水膠管固定，然后往返將閥門(mén)開(kāi)關(guān)，將上水膠管摘除等一系列規(guī)定動(dòng)作，這還沒(méi)有將脫落的上水膠管重新連接以及開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)的閥門(mén)的時(shí)間計(jì)入其中。3.水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。一是浪費(fèi)的原因。旅客列車(chē)每節(jié)車(chē)廂的貯水箱是獨(dú)立的，均采用水滿自溢形式，車(chē)廂上水管采用DN25mm鋼管，上水員從發(fā)現(xiàn)水滿溢流到關(guān)閉上水栓的過(guò)程中，就已造成水資源的浪費(fèi)。二是浪費(fèi)的程度。據(jù)估算，一列客車(chē)加一次水約浪費(fèi)750～1000升的水，這不僅造成了水資源的浪費(fèi)，而且也增加了運(yùn)輸成本支出，與新常態(tài)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展相違背。4.供水壓力不保證。一是供水壓力偏低。地區(qū)中供水管網(wǎng)的壓力一般情況下是0.4-0.6Mpa，但由于與水源的距離、管徑大小、管路分布、管路材質(zhì)等原因影響，各個(gè)車(chē)站的實(shí)際水壓一般低于0.1-0.2MPa。所以上水水壓由于管網(wǎng)壓力的變化不穩(wěn)定造成供水壓力較低而得不到滿足。二是實(shí)際變化較大。列車(chē)在正常上水時(shí)，短時(shí)間內(nèi)需要使用大量的水，管網(wǎng)壓力短時(shí)間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化及上水系統(tǒng)的壓力波動(dòng)從而影響實(shí)際上水壓力變化較大。5.冬季問(wèn)題凸顯。客車(chē)供水系統(tǒng)在北方地區(qū)的冬季，容易發(fā)生凍結(jié)，每年從11月下旬開(kāi)始，由于上水管里的水排不干凈，客車(chē)上水栓大面積凍結(jié)， 每天都要投入大量的人力進(jìn)行解凍工作，給上水工作帶來(lái)許多不便和不安全隱患，不僅影響正常的上水作業(yè)，而且降低了軟管的使用壽命。
（二）用（需）水量無(wú)法確定。1.用水量不清楚。客車(chē)供水系統(tǒng)的總供水量會(huì)因?yàn)楣┧淼挠?jì)算誤差疊加，供水系統(tǒng)同時(shí)為多路供水而產(chǎn)生一定的誤差。2.需水量不確定。客車(chē)上水作業(yè)還會(huì)因?yàn)榱熊?chē)水箱水量的不確定性而產(chǎn)生盲目性。
四、改進(jìn)措施及建議
在進(jìn)一步提高列車(chē)上水速度的同時(shí)，應(yīng)該提高系統(tǒng)供水的能力，從理論的角度分析有五種方式解決這一問(wèn)題：一是改變現(xiàn)行上水作業(yè)方式；二是實(shí)現(xiàn)信息化管理；三是提高并穩(wěn)定列車(chē)上水栓供水壓力；四是針對(duì)北方地區(qū)增加防凍措施；五是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制客車(chē)上水系統(tǒng)。
摘要：介紹了普通鐵路客車(chē)車(chē)體腐蝕現(xiàn)狀及原因，歸納總結(jié)了現(xiàn)有提升車(chē)體防腐性能的措施。通過(guò)研究腐蝕原因及現(xiàn)有控制措施，從結(jié)構(gòu)、材料和涂裝三個(gè)方面提出防腐優(yōu)化措施。
關(guān)鍵詞：普通鐵路客車(chē)；防腐；優(yōu)化措施
0前言
普通鐵路客車(chē)車(chē)體主要材質(zhì)為碳鋼，客車(chē)使用過(guò)程中一大主要問(wèn)題是車(chē)體腐蝕，腐蝕使金屬材料受到損傷，降低構(gòu)件的承載能力，從而降低了車(chē)輛使用壽命，同時(shí)增大了檢修工作量及材料消耗，使修車(chē)費(fèi)用增加。本文從車(chē)體腐蝕現(xiàn)狀及原因出發(fā)，重點(diǎn)調(diào)研了現(xiàn)有的防腐蝕方法，從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、涂裝三方面著手，提出防止車(chē)體腐蝕的優(yōu)化措施。
1鐵路客車(chē)車(chē)體腐蝕現(xiàn)狀及原因
1.1 車(chē)體腐蝕現(xiàn)狀
普通客車(chē)車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為碳鋼，由于車(chē)內(nèi)冷凝水及清潔用水等問(wèn)題，車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)大部件會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。
1.2 腐蝕原因分析
通過(guò)查看報(bào)廢車(chē)輛的車(chē)體腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)車(chē)體腐蝕與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、車(chē)體材質(zhì)和涂裝材料三個(gè)方面有關(guān)。
1.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題
（1）餐車(chē)水盤(pán)區(qū)域積水腐蝕
A5修時(shí)發(fā)現(xiàn)餐車(chē)水盤(pán)區(qū)域波紋地板腐蝕嚴(yán)重。餐車(chē)廚房區(qū)域地板斷面如圖1所示，廚房區(qū)域的不銹鋼板只在靠近車(chē)體側(cè)墻一側(cè)增加了不銹鋼壓板，而在間壁一側(cè)未設(shè)置壓板。廚房間清洗作業(yè)時(shí)，清潔水沿著不銹鋼與間壁墻之間縫隙滲入地板間。同時(shí)，廚房垃圾堵塞排水槽上層多空板，積水從擋水條和其它縫隙處進(jìn)入車(chē)內(nèi)。
（2）通過(guò)臺(tái)區(qū)域冷凝積水腐蝕
通過(guò)臺(tái)地板采用的材料是普通的耐候鋼，耐腐蝕性能較差；該區(qū)域長(zhǎng)期接觸潮濕空氣或水，環(huán)境相對(duì)惡劣；同時(shí)，此處只有直徑6mm的排水口，容易堵塞，導(dǎo)致積水無(wú)法排出，導(dǎo)致此處的地板易產(chǎn)生腐蝕。
（3）側(cè)墻立柱根部積水腐蝕
25G型客車(chē)側(cè)墻板和底架邊梁角焊、打膠。側(cè)墻立柱是帽型斷面，與墻板及底架焊接后，在根部會(huì)形成封閉腔體，內(nèi)部涂裝防護(hù)困難。車(chē)輛在運(yùn)用中不斷的有水汽形成，在根部匯集，無(wú)法排出，在墻板內(nèi)外通道處不斷的進(jìn)行腐蝕。
（4）窗口區(qū)域冷凝積水腐蝕
立柱和縱梁通過(guò)塞焊與墻板焊接，形成了自然的空氣夾層，夾層處無(wú)法噴涂防腐材料，溫度變化產(chǎn)生的冷凝水腐蝕梁柱；車(chē)內(nèi)外溫差不同，造成窗戶玻璃產(chǎn)生冷凝積水，窗口處無(wú)排水結(jié)構(gòu)，部分老車(chē)型窗口密封性難以保證，雨水通過(guò)窗口縫隙進(jìn)入車(chē)內(nèi)。
（5）搭接結(jié)構(gòu)冷凝積水腐蝕
目前客車(chē)設(shè)計(jì)中，大量采用搭接結(jié)構(gòu)、斷焊等，主要有側(cè)墻板與底架邊梁搭接、波紋地板與底架邊梁搭接、端墻板與緩沖梁搭接等。搭接結(jié)構(gòu)的結(jié)合面一般不能涂漆，焊后也無(wú)法補(bǔ)漆，而且封閉腔內(nèi)也無(wú)法涂裝防護(hù)，側(cè)柱內(nèi)的冷凝水及灰塵等容易進(jìn)入縫隙內(nèi)側(cè)，形成腐蝕介質(zhì)，對(duì)墻板及波紋地板造成腐蝕。
1.2.2車(chē)體材質(zhì)問(wèn)題
車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為耐候鋼Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD，相對(duì)普通碳素鋼Q235A，耐候鋼的相對(duì)腐蝕速率為60%，耐腐蝕性較低。
1.2.3涂裝材料問(wèn)題
造成涂裝失效的原因主要包括除銹工藝和油漆工藝兩個(gè)方面。
（1）飛濺、焊渣、鐵屑、油污、灰塵、水、銹跡、燒蝕涂層等處理不徹底，直接影響涂層附著力。受結(jié)構(gòu)、制造工藝限制，局部邊、角、孔、洞、縫的部位無(wú)法處理到位。
（2）涂裝時(shí)任意添加過(guò)多的稀釋劑、涂膜過(guò)薄或一次涂敷過(guò)厚、漏涂漏刷防銹涂料。除銹后未及時(shí)涂防銹涂料、底層涂料未干透就涂第二層涂料或安裝木結(jié)構(gòu)。涂裝過(guò)程中，邊、角、孔、洞、縫區(qū)域，型材內(nèi)部、型腔內(nèi)部區(qū)域無(wú)法噴涂到位。
2 F路客車(chē)車(chē)體現(xiàn)有防腐措施
2.1 結(jié)構(gòu)防腐蝕
2.1.1底架區(qū)域
目前，底架結(jié)構(gòu)防腐蝕措施主要通過(guò)開(kāi)排水孔實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為了兼顧防火要求，排水孔直徑定為Φ6，但此孔經(jīng)常被異物堵住，影響排水效果。
2.1.2側(cè)墻區(qū)域
目前側(cè)柱斷面為帽型，為了減少側(cè)柱根部的腐蝕，側(cè)柱靠近根部設(shè)計(jì)了直徑25mm的灌漿孔，用于向封閉腔內(nèi)部噴涂防銹漆及防腐涂料等。
2.2 材料防腐蝕
1992年以前生產(chǎn)的客車(chē)中，車(chē)體材料均為普通碳鋼，材料本身的耐腐蝕性較差。1992年后的新造客車(chē)中，車(chē)體材料以耐候鋼為主，同時(shí)廁所間及盥洗間等區(qū)域地板采用不銹鋼，車(chē)體整體耐腐蝕性得到提升。
2.3 涂料防腐蝕
自運(yùn)輛客車(chē)函〔2015〕73號(hào)文下發(fā)后，整體對(duì)新造客車(chē)防腐方案及防腐涂料進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一，包括底材處理標(biāo)準(zhǔn)、涂層體系規(guī)定、涂料品種、質(zhì)量檢測(cè)等方面，基本保證了涂層體系的使用壽命及車(chē)輛運(yùn)用需求。此項(xiàng)改進(jìn)較大的提高了車(chē)內(nèi)、底架防腐涂層使用壽命。
3 鐵路客車(chē)車(chē)體防腐蝕優(yōu)化措施
3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防腐蝕優(yōu)化
3.1.1餐車(chē)水盤(pán)區(qū)域防腐蝕提升措施
為了保證廚房區(qū)域地板的密封性，將廚房不銹鋼地板與墻板貼合處周圈增加不銹鋼壓板；同時(shí)，周圈再涂打密封膠進(jìn)行密封，從而防止清潔用水沿著縫隙滲入地板。
3.1.2通過(guò)臺(tái)區(qū)域防腐蝕提升措施
經(jīng)現(xiàn)車(chē)分析發(fā)現(xiàn)，通過(guò)臺(tái)區(qū)域排水孔直徑為6mm，由于阻尼涂料及異物的影響，該排水孔經(jīng)常被堵住，影響排水效果。后續(xù)優(yōu)化改進(jìn)時(shí)可將此地板材質(zhì)改為不銹鋼板或者在地板合適部位設(shè)排水槽，便于水排出。
3.1.3側(cè)墻立柱根部防腐蝕提升措施
由于帽型截面的側(cè)柱與墻板焊接后，在根部會(huì)形成封閉腔體，使得內(nèi)部無(wú)法涂裝防護(hù)，同時(shí)積水會(huì)在封閉腔體內(nèi)聚集，造成側(cè)柱根部腐蝕。后續(xù)改進(jìn)時(shí)，可考慮以下兩種方案：
方案一：側(cè)柱截面由帽型改為乙型，側(cè)柱與墻板焊接后，可以實(shí)現(xiàn)側(cè)墻骨架的整體涂裝防護(hù)，同時(shí)，也可避免積水在根部聚集。
方案二：側(cè)柱根部與底架邊梁連接處增加缺口，將根部的積水排出。
3.1.4窗口區(qū)域防腐蝕提升措施
在側(cè)墻窗口、底架部位合適位置設(shè)置排水機(jī)構(gòu)。如在側(cè)墻窗口下方設(shè)置接水盤(pán)，接水盤(pán)下設(shè)有排水管，用于將窗口處的積水收集并排出車(chē)外。
3.1.5搭接結(jié)構(gòu)防腐蝕提升措施
墻板與底架邊梁焊接時(shí)，在底架邊梁刨槽，與墻板采用對(duì)接滿焊，墻板內(nèi)側(cè)與邊梁也采用滿焊焊接，同時(shí)焊接后涂打密封膠，防止積水及灰塵等雜物進(jìn)入縫隙中對(duì)墻板造成腐蝕，如圖2所示。
3.2車(chē)體材質(zhì)防腐蝕優(yōu)化
目前25型客車(chē)車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)材料一般為Q235、Q310NQL2或Q310GNGD及Q345NQR2或Q355GNGD等，耐腐蝕性差。后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)可考慮使用耐腐蝕性能更高的材質(zhì)來(lái)提高防腐性能。如車(chē)體材質(zhì)由普通耐候鋼改為S350EW，枕外通過(guò)臺(tái)地板可采用耐腐蝕性能更高的鐵素體不銹鋼X2CrNi12。
3.3涂裝工藝防腐蝕優(yōu)化
3.3.1涂料性能提升
（1）涂料嚴(yán)格按73號(hào)文標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，選擇CRRC認(rèn)證過(guò)的涂料；
（2）針對(duì)環(huán)氧防腐底漆，提高耐鹽霧性（NSS）指標(biāo)，增強(qiáng)對(duì)基材的保護(hù)；
（3）針對(duì)車(chē)內(nèi)及車(chē)下底架，在阻尼涂料的基礎(chǔ)上，建議增加一層底架面漆，封閉阻尼涂料，增強(qiáng)防腐性能。
3.3.2涂裝工藝措施更改
（1）制定碳鋼板（型）材預(yù)處理規(guī)范，針對(duì)板材特點(diǎn)分別采用拋丸、噴砂或酸洗磷化等工藝，提升板材預(yù)處理質(zhì)量；
（2）梳理、檢查易形成封閉腔的部位，進(jìn)一步明確涂裝要求；
（3）針對(duì)車(chē)體“邊、角、孔、洞、縫”部位進(jìn)行重點(diǎn)噴涂；
（4）對(duì)重點(diǎn)腐蝕部位進(jìn)行密封，防止腐蝕介質(zhì)侵入；
（5）加強(qiáng)涂料質(zhì)量控制及委外工序的控制。
4 結(jié)論
本文通過(guò)分析車(chē)體腐蝕現(xiàn)狀及現(xiàn)有防腐蝕方法，提出了通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)、材料優(yōu)化和涂裝改進(jìn)三方面的措施來(lái)提升車(chē)體的防腐蝕性能，從而減少檢修時(shí)對(duì)車(chē)體的挖補(bǔ)，延長(zhǎng)車(chē)體使用壽命。
1.作者簡(jiǎn)介：侯亞輝（1989-），男，助理工程師，主要從事碳鋼車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。
摘要 ： 分析該種新型鐵路客車(chē)車(chē)輛車(chē)體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，建立了車(chē)體結(jié)構(gòu)的有限元模型。結(jié)合該客車(chē)車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，確定了垂向載荷、縱向拉伸、縱向壓縮、扭轉(zhuǎn)等7種工況，并分析了車(chē)體結(jié)構(gòu)在各個(gè)工況下產(chǎn)生的應(yīng)力，以判斷其靜強(qiáng)度是否滿足運(yùn)輸要求。為車(chē)體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和疲勞壽命分析提供參考。
關(guān)鍵詞： 新型鐵路客車(chē)車(chē)輛；車(chē)體結(jié)構(gòu)；靜強(qiáng)度；有限元模型
1 前言
該種新型鐵路客車(chē)車(chē)輛主要由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架和各種電氣設(shè)備組成。其中，車(chē)體主要承擔(dān)裝載乘客和各種電氣設(shè)備安裝基礎(chǔ)兩大功能，同時(shí)也承受著在各種運(yùn)行工況下乘客和電氣設(shè)備所產(chǎn)生的附加力。車(chē)體的強(qiáng)度是反映車(chē)體性能的重要技術(shù)指耍強(qiáng)度不夠，將使車(chē)體結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件在早期出現(xiàn)裂紋和疲勞斷裂等，從而大大影響車(chē)輛的整體性能。對(duì)車(chē)體靜態(tài)下的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和分析，是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。本文利用有限元分析軟件，針對(duì)該種車(chē)輛的典型運(yùn)行工況，提出了相應(yīng)載荷及邊界約束條件施加的實(shí)現(xiàn)方法，并對(duì)跨坐式單軌車(chē)輛頭車(chē)車(chē)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析，得到了該車(chē)體的應(yīng)力分布。通過(guò)合理選擇車(chē)體結(jié)構(gòu)形式及尺寸參數(shù)，可使車(chē)體具備良好的靜態(tài)特性。
2 車(chē)體結(jié)構(gòu)及參數(shù)
該種車(chē)輛車(chē)體主要由車(chē)頂、側(cè)墻、一位端墻、二位端墻、底架等組成，如圖1所示。整個(gè)車(chē)體采用耐候鋼焊接結(jié)構(gòu)，主要的承載部件采用耐候鋼中屈服強(qiáng)度較高的鋼板材質(zhì)。車(chē)頂和側(cè)墻主要采用大型寬幅耐候鋼板和骨架梁排結(jié)構(gòu)，側(cè)墻在適當(dāng)?shù)牡胤郊友a(bǔ)強(qiáng)梁，車(chē)頂則用加橫向彎梁的方法起到加強(qiáng)的作用。一、二位端墻由于要承受縱向拉伸和壓縮，采用雙層骨架結(jié)構(gòu)。具體車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)外觀見(jiàn)圖1所示
車(chē)頂、側(cè)墻、一位端墻、二位端墻、底架等四大部件相互連接后整車(chē)成中空筒行結(jié)構(gòu)，具體車(chē)體的主要外形尺寸及質(zhì)量如表1所示。
3 車(chē)體有限元模型的建立
3.1 建立有限元模型
利用建立好的跨坐式單軌車(chē)輛頭車(chē)車(chē)體三維幾何模型，以及軟件提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，以適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)格式將其轉(zhuǎn)換到有限元分析軟件中，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行離散。采用該方法進(jìn)行有限元建模時(shí)，有必要在有限元分析軟件中對(duì)模型進(jìn)行幾何清理，修正幾何之間的拓?fù)潢P(guān)系，以便進(jìn)一步劃分網(wǎng)格。整個(gè)車(chē)體主要采用板殼單元模擬，側(cè)門(mén)上角及端門(mén)補(bǔ)強(qiáng)角采用實(shí)體網(wǎng)格，空簧、心盤(pán)、枕內(nèi)外頂車(chē)位、端墻加載區(qū)域等處設(shè)rbe3單元，車(chē)鉤安裝區(qū)域設(shè)置rigid單元，如圖2～3所示。車(chē)體坐標(biāo)系方向如圖2所示：X向――車(chē)體縱向，正方向由一位端指向二位端，Y向――垂直方向，正方向垂直向上，Z向――車(chē)體橫向，與X、Y構(gòu)成右手系。有限元模型如圖2所示。
3.2 確定工況及加載參數(shù)
根據(jù)該種客車(chē)車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，確定了垂向載荷、縱向拉伸、縱向壓縮、扭轉(zhuǎn)等9種工況，無(wú)論何種工況，車(chē)體都將承受安裝在其上的各種設(shè)備的質(zhì)量。車(chē)體配備的主要設(shè)備的質(zhì)量見(jiàn)表2。7種工況具體見(jiàn)表3
4 靜強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果
按照上述各個(gè)工況下載荷和邊界條件的施加情況，對(duì)車(chē)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜強(qiáng)度分析計(jì)算。車(chē)體在15種工況作用下的最大應(yīng)力值及相應(yīng)的部位見(jiàn)表4所示。部分應(yīng)力云圖如圖4～8所示
5 結(jié)語(yǔ)
5.1 該種筒型車(chē)體有著本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，焊接是車(chē)體的主要連接方式，使用板殼單元模擬車(chē)體結(jié)構(gòu)的有限元處理方法是車(chē)體靜強(qiáng)度分析的有效方法；
5.2 通過(guò)對(duì)該種新型車(chē)輛車(chē)體的靜強(qiáng)度計(jì)算分析，可得出以下結(jié)論：強(qiáng)度各工況下，端墻立柱，波紋地板與橫梁連接處等區(qū)域存在較高計(jì)算應(yīng)力，可適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
摘 要：介紹19K型鐵路客車(chē)軟臥改硬臥總體及各系統(tǒng)主要技術(shù)方案、計(jì)算分析及試驗(yàn)驗(yàn)證等。
關(guān)鍵詞：軟臥車(chē)；硬臥車(chē)；改造；計(jì)算分析
1 前言
隨著鐵路客車(chē)的升級(jí)換代，為了提高舒適度、防火阻燃安全性能及提高客車(chē)運(yùn)用率，既有客車(chē)加裝改造已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，各鐵路局客車(chē)改造除了運(yùn)輸旅客使用外，也會(huì)利用閑置的動(dòng)車(chē)組或車(chē)輛進(jìn)行特種車(chē)改造，包括工務(wù)車(chē)、旅游車(chē)、救援車(chē)等。本文客戶要求將19K型軟臥結(jié)合A5修改造為25K型硬臥車(chē)，定員由16人增加至66人，加裝集便裝置，車(chē)體、制動(dòng)、電氣系統(tǒng)及車(chē)上服務(wù)設(shè)施相應(yīng)實(shí)施改造。
2 改造總體概述
原車(chē)平面布置見(jiàn)圖1，將一位廁所改為配電室，乘務(wù)室改造，一位走廊增加臥具柜，取消車(chē)輛中部洗臉間、8個(gè)軟臥客室、淋浴間，改為11個(gè)開(kāi)敞式硬臥客室及大走廊；二位端增加二位廁所、雙洗間等，改造后平面布置見(jiàn)圖2。二位端車(chē)下枕內(nèi)外各加裝一個(gè)污物箱，新增集便裝置用總風(fēng)缸。車(chē)頂一位端設(shè)一臺(tái)單元式空調(diào)機(jī)組，二位廁所新增自然通風(fēng)器，二位通過(guò)臺(tái)新增廢排通風(fēng)器。車(chē)端取消43芯集控、5芯電控插座。
3 各系統(tǒng)改造
（1）車(chē)體鋼結(jié)構(gòu)。一位端KLD35空調(diào)機(jī)組平臺(tái)改造為KLD45空調(diào)機(jī)組平臺(tái)，空調(diào)機(jī)組平頂板采用3mm厚06Cr19Ni10不銹鋼。車(chē)窗窗口根據(jù)平面重新布置，為提高側(cè)墻平面度，新開(kāi)窗口兩邊先焊接立柱，后開(kāi)窗口及封堵原車(chē)窗口。車(chē)底增加污物箱橫梁、縱梁及安裝吊座。為保證吊座的平面度，焊接過(guò)程中用水管找平，吊座采用8mm厚Q345GNH耐候鋼。車(chē)底增加總風(fēng)缸及集便供風(fēng)管路縱梁和吊卡，縱梁采用5mm厚Q235B碳素鋼，吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候鋼。
（2）轉(zhuǎn)向架。因車(chē)輛重量發(fā)生變化，轉(zhuǎn)向架各彈簧、制動(dòng)杠桿比按改造后整車(chē)重量核對(duì)參數(shù)，以滿足改造后使用要求。
（3）制動(dòng)系統(tǒng)。供風(fēng)系統(tǒng)采用雙管供風(fēng)形式， F8分配閥，盤(pán)形基礎(chǔ)制動(dòng)裝置。按照（運(yùn)輛客車(chē)函[2016]8號(hào)）《關(guān)于重新印發(fā)客車(chē)手制動(dòng)機(jī)防反轉(zhuǎn)制動(dòng)改造方案的通知》改造手制動(dòng)鏈，保證行車(chē)安全。車(chē)上設(shè)緊急制動(dòng)閥和制動(dòng)管風(fēng)表、總風(fēng)表。設(shè)置可從車(chē)上、車(chē)下操作的緩解閥。防滑器國(guó)產(chǎn)化，采用鐵科院TFX1G型，轉(zhuǎn)向架速度傳感器孔、防滑器配電柜、排風(fēng)閥座改造。根據(jù)集便器改造需求，新增總風(fēng)缸及相應(yīng)管路。為防止集便器集中用風(fēng)時(shí)，可能超過(guò)機(jī)車(chē)供風(fēng)能力問(wèn)題，總風(fēng)管給總風(fēng)缸（生活風(fēng)缸）供風(fēng)支路節(jié)流通徑為2mm。
（4）給水衛(wèi)生系統(tǒng)。給水系統(tǒng)設(shè)凈水箱、注水裝置、溫水箱及供排水管路組成。照明柜與水箱分別設(shè)液位儀及液位傳感器。洗臉間設(shè)溫水箱。注水裝置避開(kāi)便器防護(hù)箱檢查門(mén)，不影響防護(hù)箱內(nèi)配件維修。水箱、管路與排空管路相連，保證在系統(tǒng)停止使用時(shí)能排空凈水（以防凍結(jié)）。電茶爐具有缺水、防干燒保護(hù)功能，接水盤(pán)為不銹鋼材質(zhì)，安裝位置在乘務(wù)員室外與一位小走廊臥具柜相鄰。
二位端一、二位側(cè)分別設(shè)一個(gè)蹲式廁所，廁所車(chē)窗加裝統(tǒng)型防護(hù)欄。二位端一位側(cè)新增雙人洗臉室，廁所、洗臉室為整體玻璃鋼盒子間模塊化設(shè)計(jì)，制造安裝方便。盒子間材質(zhì)采用玻璃纖維和碳纖維復(fù)合材料復(fù)合材料以及進(jìn)口色漿和膠衣制成，盒子間背面采用網(wǎng)格狀加強(qiáng)筋以提高衛(wèi)生間的整體剛度。一、二位廁所均加裝鐵總統(tǒng)型集便裝置，便器由直排式改為真空集便系統(tǒng)，提高了衛(wèi)生間的清潔度，降低了環(huán)境污染。二位端車(chē)下枕內(nèi)外各增加一個(gè)真空污物箱，兩個(gè)污物箱總?cè)萘坎恍∮?00L。
（5）空調(diào)通風(fēng)采暖系統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)由空調(diào)機(jī)組、空調(diào)控制柜、送風(fēng)道、回風(fēng)道、廢排裝置、自然通風(fēng)系統(tǒng)、可調(diào)送風(fēng)口和回風(fēng)口等構(gòu)成，主送風(fēng)道采用硬質(zhì)聚氨酯鋁箔發(fā)泡板，鋁板敷貼保溫材，提高了風(fēng)道保溫效果，節(jié)約能量。改造后空調(diào)機(jī)組安裝于一位端車(chē)頂部鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)上，機(jī)組型號(hào)為KLD-45/09-E，帶新風(fēng)預(yù)熱功能，制冷劑采用環(huán)保型R407C代替破壞臭氧層的R22，制冷量比25K型其他硬臥車(chē)多5KW，提高了乘務(wù)員與旅客的舒適性。在乘務(wù)員室、客室、雙洗間、廁所都設(shè)有空調(diào)送風(fēng)口，廁所、茶爐室、雙洗間的廢氣由設(shè)于其車(chē)頂部的自然通風(fēng)器排出車(chē)外。其余大部分廢氣由設(shè)在一位小走廊的回風(fēng)口吸入，作為再循環(huán)空氣進(jìn)入機(jī)組，小部分廢氣由二位端小走廊頂部廢排風(fēng)機(jī)通風(fēng)口排出車(chē)外，廢排風(fēng)機(jī)通風(fēng)口也可作為緊急情況下應(yīng)急通風(fēng)設(shè)備使用。空調(diào)機(jī)組配線及冷凝水管執(zhí)行運(yùn)輛客車(chē)函[2015]395號(hào)《中國(guó)鐵路總公司運(yùn)輸局關(guān)于印發(fā)客車(chē)常見(jiàn)故障專(zhuān)項(xiàng)整治方案的通知》的要求。配電室、乘務(wù)室、客室、大走廊和一、二位端小走廊設(shè)置單元板式電加熱器（普通型），加不可恢復(fù)式超溫保護(hù)裝置，全車(chē)功率約14KW。
（6）電氣系統(tǒng)。采用發(fā)電車(chē)雙路集中供電，供電制式為380V/220V 50Hz三相四線制。配電室內(nèi)設(shè)置電源轉(zhuǎn)換柜、空調(diào)控制柜、塞拉門(mén)電源箱、應(yīng)急電源車(chē)上箱、工具柜。乘務(wù)員室內(nèi)設(shè)置防滑器、照明柜、集便控制柜。電源D換柜為統(tǒng)型，設(shè)置在線漏電檢測(cè)裝置。照明柜設(shè)置DC48V系統(tǒng)絕緣監(jiān)測(cè)裝置。電源轉(zhuǎn)換柜、照明柜、空調(diào)控制柜等配線線端壓接采用籠式端子。車(chē)輛采用LED燈照明，具有節(jié)能環(huán)保，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)應(yīng)急照明。照明布置如下：客室內(nèi)及客室門(mén)口對(duì)應(yīng)大走廊處各設(shè)一個(gè)有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位通過(guò)臺(tái)、小走廊分別設(shè)一個(gè)有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位廁所、雙洗間分別設(shè)一個(gè)有效光通量為750lm的壁燈，乘務(wù)員室、配電室各設(shè)一個(gè)有效光通量為1500lm的頂燈。客室外側(cè)墻各設(shè)一個(gè)地?zé)簟３藙?wù)室、配電室側(cè)墻設(shè)1個(gè)交流220V五孔插座，大走廊側(cè)墻設(shè)3個(gè)交流220V五孔插座，方便乘務(wù)人員和旅客充電使用。在客室大走廊處設(shè)3個(gè)揚(yáng)聲器及3個(gè)揚(yáng)聲器開(kāi)關(guān)，乘務(wù)員室設(shè)1個(gè)揚(yáng)聲器及音調(diào)開(kāi)關(guān)。在大走廊兩內(nèi)側(cè)間壁分別設(shè)一個(gè)信息顯示屏。旅客信息系統(tǒng)可以顯示運(yùn)行速度、當(dāng)前時(shí)間、車(chē)外溫度、前方到站、列車(chē)運(yùn)行狀態(tài)、宣傳標(biāo)語(yǔ)及廣告信息等內(nèi)容。
（7）內(nèi)裝設(shè)備。一、二位端部平頂板為22mm膠合板雙面貼貼面板，客室及大走廊頂板采用玻璃鋼材質(zhì)，頂板內(nèi)部均為木骨架。膠合板平頂板、外露間壁墻板使用無(wú)明釘?shù)姆膺吤骺p結(jié)構(gòu)，效果美觀。在通過(guò)臺(tái)及走廊部位，將原來(lái)的膠合板地板取消，采用防腐地板，并增加了地梁密度，有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工藝，采用自動(dòng)焊接設(shè)備和專(zhuān)用廠房，防止地板布鼓泡。采用包裝嚴(yán)密的超細(xì)玻璃棉。玻璃棉板及包裝材料性能指標(biāo)應(yīng)符合TB/T 3138-2006《機(jī)車(chē)車(chē)輛阻燃材料技術(shù)條件》中相關(guān)規(guī)定。
原車(chē)兩個(gè)小走廊至客室隔T更新為折頁(yè)門(mén)，門(mén)上設(shè)有門(mén)芯窗，下部設(shè)有通風(fēng)格柵。
乘務(wù)員室門(mén)、一位廁所門(mén)、二位廁所門(mén)新制，新增配電室門(mén)；各門(mén)均為折頁(yè)門(mén)，乘務(wù)員室和配電室門(mén)上設(shè)有觀察窗。原車(chē)所有車(chē)窗及內(nèi)飾框均取消，更新為25T統(tǒng)型車(chē)窗，新制內(nèi)飾框。
4 檢修部分
未改造部分按照《中國(guó)鐵路總公司關(guān)于印發(fā)的通知》（鐵總運(yùn)〔2014〕349號(hào)）及鐵總文件要求執(zhí)行。
5 計(jì)算分析
（1）重量分配計(jì)算。整車(chē)計(jì)算后自重和載重均增加，重心降低，軸重小于17t，輪重差符合要求。
（2）側(cè)墻窗口改造強(qiáng)度對(duì)比分析。改造時(shí)對(duì)側(cè)墻窗口封堵后重開(kāi)，對(duì)改造前后側(cè)墻強(qiáng)度作對(duì)比分析，結(jié)果滿足車(chē)體強(qiáng)度要求。
（3）車(chē)頂空調(diào)安裝平臺(tái)靜強(qiáng)度分析計(jì)算。根據(jù)TB/T1335-1996 要求，車(chē)頂安裝平臺(tái)在縱向、垂向、橫向三個(gè)方向上的合成應(yīng)力不應(yīng)大于材料的屈服極限。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，空調(diào)平臺(tái)的強(qiáng)度條件符合標(biāo)準(zhǔn)TB/T1335-1996的使用要求。
（4）軸箱彈簧計(jì)算。根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)重量，選用的軸箱彈簧參數(shù)須更新，更新后滿足使用要求。
（5）制動(dòng)距離計(jì)算。根據(jù)改造后車(chē)輛自重、載重及選用的杠桿比，對(duì)改造后車(chē)輛制動(dòng)距離進(jìn)行計(jì)算分析，車(chē)輛改造后按140km/h初速度緊急制動(dòng)距離小于1100m的要求。
（6）動(dòng)力學(xué)性能分析。客車(chē)在改造后的動(dòng)力學(xué)性能較改造前動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)如穩(wěn)定性、曲線通過(guò)能力都有所改善，在安全性方面有所提高。
（7）用電負(fù)荷計(jì)算。根據(jù)全車(chē)電氣負(fù)載，RW19K型客車(chē)改為YW25K型客車(chē)后電氣負(fù)荷滿足單車(chē)及編組使用的要求。
6 試驗(yàn)驗(yàn)證
廠修規(guī)程中的例行試驗(yàn)及稱(chēng)重、限界檢查等型式試驗(yàn)均合格。
7 結(jié)論
改造結(jié)合新型高檔鐵路客車(chē)產(chǎn)品及成熟的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，旅客界面較25K型硬臥車(chē)有較大提升，滿足了鐵路局增運(yùn)增收需要，也為變車(chē)種改造提供了借鑒經(jīng)驗(yàn)。客車(chē)經(jīng)過(guò)近半年的運(yùn)用，運(yùn)行情況良好，受到了用戶好評(píng)。
作者簡(jiǎn)介：齊凱，男，學(xué)士學(xué)位，工程師，研究方向：客車(chē)設(shè)計(jì)及加裝改造。
摘 要：我國(guó)鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)焊接技術(shù)對(duì)我國(guó)的鐵路客車(chē)行業(yè)及其交通運(yùn)輸行業(yè)起著至關(guān)重要的作用。近幾年來(lái)，我國(guó)鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接技術(shù)采用的是鋼焊接的結(jié)構(gòu)。鋼的密度小，使用剛焊接能大大降低車(chē)輛結(jié)構(gòu)的自重。但是，運(yùn)行速度的提高、載重的增加都會(huì)使轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架承載情況變得很糟糕，鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭存在的焊接缺陷會(huì)導(dǎo)致很?chē)?yán)重的車(chē)輛安全性能問(wèn)題，而鐵路客車(chē)安全性能方面的問(wèn)題才是整個(gè)鐵路客車(chē)行業(yè)乃至整個(gè)交通運(yùn)輸業(yè)最重要的問(wèn)題。所以，對(duì)鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性的研究就顯得極為緊迫。
關(guān)鍵詞：鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭 疲勞可靠性 研究
高速化的鐵路客車(chē)正好適應(yīng)如今人們對(duì)交通工具的高要求，高速鐵路也已然成為各國(guó)鐵路現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。然而，任何高速的交通工具都有它安全可靠性的問(wèn)題存在，隨著現(xiàn)如今鐵路客車(chē)速度的提高和載貨量的持續(xù)增長(zhǎng)，導(dǎo)致鐵路的動(dòng)態(tài)性能下降，輪軌之間的磨損程度問(wèn)題在日益凸顯。輪軌之間的相互作用可能會(huì)引發(fā)脫軌，一旦脫軌，后果便不堪設(shè)想了。在以往的鐵路客車(chē)中，車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭暴露出許多疲勞可靠性的問(wèn)題，如客車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)焊縫斷裂、測(cè)量立板撕裂等問(wèn)題，嚴(yán)重危機(jī)人們的行車(chē)安全。因此，研究鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭的疲勞可靠性，對(duì)保證列車(chē)安全是十分重要的。
1 轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性的內(nèi)外研究現(xiàn)狀
近幾年國(guó)內(nèi)外對(duì)鐵路客車(chē)行業(yè)發(fā)展的競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，隨之也都對(duì)鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭的疲勞可靠性有了很深入的研究。這種架構(gòu)焊接的疲勞可靠性主要集中于對(duì)結(jié)構(gòu)壽命的預(yù)測(cè)方法、焊接接頭或承載部件的壽命檢測(cè)等方面，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了比較完善的結(jié)構(gòu)體系，并有了許多研究成果。中國(guó)除了對(duì)這些成果進(jìn)行引用、吸收外，也在自主研發(fā)更高速、更安全的客車(chē)，尤其對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞的可靠性進(jìn)行了深入研究。
2 焊接缺陷方面的分析
鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭采用的是鋼焊接結(jié)構(gòu)，鋼焊接結(jié)構(gòu)焊接加工方法的特點(diǎn)決定了它在生產(chǎn)過(guò)程中必然會(huì)出現(xiàn)氣孔、斷裂紋、未融合等現(xiàn)象或者焊接處存在各種幾何偏差的可能。
鐵路客車(chē)的焊接欠缺可以分為兩類(lèi)：一類(lèi)為焊接變形，殘余應(yīng)力；一類(lèi)為類(lèi)裂紋欠缺。前者是主要的焊接欠缺，后者發(fā)生的情況較少，但是一旦發(fā)生就會(huì)發(fā)生很?chē)?yán)重的后果，這是焊接結(jié)構(gòu)中最危險(xiǎn)的一種情況。宏觀裂紋顯然是不能繼續(xù)使用，焊接結(jié)構(gòu)甚至整個(gè)客車(chē)可能會(huì)報(bào)廢，微觀裂紋雖然能堅(jiān)持一段時(shí)間，但是如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，也會(huì)降低疲勞可靠性，這種輕微裂紋在客車(chē)行駛過(guò)程中一點(diǎn)一點(diǎn)的磨損，極有可能造成更大的安全隱患。針對(duì)這些焊接裂紋，有關(guān)研究人員也進(jìn)行了相關(guān)研究。
2.1 熱彈-塑性有限元法
這是一種測(cè)量焊接變形和殘余應(yīng)力的有效方法，十分復(fù)雜的焊接結(jié)構(gòu)可能需要大量的計(jì)算，對(duì)于大型鐵路客車(chē)，這種針對(duì)裂紋一個(gè)個(gè)進(jìn)行計(jì)算研究的方法顯然是不符合實(shí)際的，這種方法將跟蹤整個(gè)焊接的過(guò)程，它可以計(jì)算焊接過(guò)程中每一時(shí)刻的溫度，根據(jù)每個(gè)溫度下客車(chē)反應(yīng)的應(yīng)力進(jìn)行累加，最后得出殘余應(yīng)力和最終可能的變形從而估量出焊接接頭的疲勞可靠性。
2.2 焊接收縮力法
轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在焊接過(guò)程中，金屬會(huì)因高溫而變形進(jìn)而產(chǎn)生焊接裂縫。此時(shí)的變形程度相當(dāng)于遭受到了一個(gè)外加載荷，被稱(chēng)為焊縫收縮力。鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的自身結(jié)構(gòu)、焊接的技藝、焊接溫度都會(huì)影響焊接收縮力的大小。所以我們可以通過(guò)計(jì)算這個(gè)力進(jìn)行估計(jì)在焊接過(guò)程中金屬產(chǎn)生變形而造成后果的大小從而避免重大的安全性能方面的隱患，以此提高焊接疲勞可靠性。
2.3 體積收縮法
這種方法假設(shè)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在焊接過(guò)程中產(chǎn)生變形的原因是熔化了的金屬在冷卻過(guò)程中遇到了熱收縮。研究者通過(guò)對(duì)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用金屬模型在900°的溫度下進(jìn)行焊接，然后將金屬冷卻至室溫，觀察金屬的反應(yīng)情況，金屬在這種條件下會(huì)發(fā)生收縮變形，將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成數(shù)值記錄在冊(cè)，將得到的模擬實(shí)驗(yàn)數(shù)值進(jìn)行分析，金屬熔化的截面區(qū)形狀有助于我們研究焊接技巧，采取相應(yīng)措施改善焊接技巧，可以進(jìn)一步提高鐵路客車(chē)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性。
3 結(jié)語(yǔ)
轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是鐵路客車(chē)的主要承載部位，它的疲勞強(qiáng)度對(duì)鐵路客車(chē)行駛的安全性能影響巨大，其疲勞可靠性也受諸多因素的影響。隨著鐵路客車(chē)的速度在不斷提高，承載乘客和貨物的承載量在不斷加大，為了確保鐵路客車(chē)在行駛過(guò)程中的安全我們需要對(duì)轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性進(jìn)行深入研究，尤其在焊接設(shè)計(jì)階段，我們要充分考慮分析轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的結(jié)構(gòu)和它焊接成型的特點(diǎn)準(zhǔn)確的對(duì)焊接疲勞可靠性進(jìn)行評(píng)估，準(zhǔn)確的評(píng)估出焊接疲勞可靠性有助于提高鐵路客車(chē)的行駛性能和極大解決鐵路客車(chē)安全性的問(wèn)題，對(duì)于我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展也是起到了推動(dòng)性的作用。
【摘 要】現(xiàn)如今人們的生活水平在不斷提升，這使得人們對(duì)于衣食住行有了更高的要求，長(zhǎng)途出行多選擇通過(guò)鐵路交通來(lái)加以實(shí)現(xiàn)，特別是在近些年來(lái)我國(guó)鐵路技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我國(guó)的鐵路客車(chē)發(fā)展得到了空前的進(jìn)步，再加之動(dòng)車(chē)和高鐵的不斷投入運(yùn)營(yíng)，使得我國(guó)的鐵路運(yùn)輸行業(yè)蒸蒸日上。
1 當(dāng)前對(duì)鐵路客車(chē)車(chē)輛進(jìn)行檢修的現(xiàn)狀分析
我國(guó)社會(huì)主義事業(yè)在不斷發(fā)展，使得經(jīng)濟(jì)迅速進(jìn)步，鐵路客運(yùn)具有靈活性、快捷性和高效性的特點(diǎn)，近些年來(lái)對(duì)于高鐵和磁懸浮列車(chē)投入運(yùn)營(yíng)，使得鐵路運(yùn)營(yíng)的舒適性也得到了更高的發(fā)展。所以鐵路運(yùn)營(yíng)一直都是人們出行所青睞的一個(gè)主要的出行方法。到目前來(lái)說(shuō)，我國(guó)的鐵路交通事業(yè)一直在精益求精，到2011年，我國(guó)鐵道部門(mén)首次提出了三個(gè)重中之重的安全理念。需要將客車(chē)安全當(dāng)作是安全工作當(dāng)中的重點(diǎn)和嚴(yán)抓對(duì)象，包括對(duì)高鐵和普通列車(chē)的安全性必須予以充分保障，且不容出現(xiàn)半點(diǎn)馬虎[1]。同時(shí)還需要強(qiáng)化安全管理工作，這是運(yùn)行當(dāng)中的一個(gè)重點(diǎn)工作，然后就是要抓落實(shí)作為安全管理工作當(dāng)中的一個(gè)重點(diǎn)。
從客車(chē)的車(chē)輛檢修來(lái)看，列車(chē)的運(yùn)行過(guò)程中，車(chē)輛的供電系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)，車(chē)輛的防滑器工作狀態(tài)是否正常，運(yùn)行中有無(wú)車(chē)輪擦傷，軸承溫度是否超限報(bào)警，配電室等重點(diǎn)防火部位有無(wú)火災(zāi)險(xiǎn)情，空調(diào)系統(tǒng)是否提供舒適的環(huán)境溫度等，都是保證客車(chē)安全運(yùn)營(yíng)的重要基礎(chǔ)。從現(xiàn)階段來(lái)看我國(guó)鐵路的客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)正在不斷地更新和發(fā)展，管理理念落后是導(dǎo)致客車(chē)安全和鐵路發(fā)展的一個(gè)較為突出的問(wèn)題。所以，對(duì)于我國(guó)鐵路客車(chē)的檢修技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的改革、創(chuàng)新和發(fā)展，能夠有效地將客車(chē)推進(jìn)到世界的先列范圍內(nèi)。從現(xiàn)有的檢修技術(shù)手段和設(shè)備來(lái)看，檢修過(guò)程當(dāng)中還存在著一些弊端[2]。
其實(shí)質(zhì)工作是檢修設(shè)備的粗放和老化，已經(jīng)逐漸無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)現(xiàn)代化發(fā)展和客車(chē)車(chē)輛檢修的需求。同時(shí)智能化的系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為陳舊，例行檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，其所得到的數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確，檢修效率較低，這些情況給專(zhuān)業(yè)的檢修人員造成了很大的困擾。因?yàn)闄z測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)車(chē)輛性能評(píng)估錯(cuò)誤，進(jìn)而就可能會(huì)，連續(xù)進(jìn)行后續(xù)的二次檢測(cè)，一方面會(huì)浪費(fèi)很大的人力、物力和財(cái)力，同時(shí)也可能會(huì)對(duì)客車(chē)的安全運(yùn)行造成一定的威脅。因此針對(duì)這種情況，有效地分析提升鐵路檢修技術(shù)的措施是十分重要的。
2 提高鐵路客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)等能力措施分析
2.1 提升鐵路客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)能力
為有效地提高高鐵車(chē)輛檢修的技術(shù)能力，就必須建立科學(xué)合理安全可靠的鐵路車(chē)輛檢修體系。所以需要對(duì)車(chē)輛進(jìn)行綜合調(diào)查和研究，弄清車(chē)輛的哪些系統(tǒng)容易出現(xiàn)故障，而哪些系統(tǒng)又是安全和影響安全的關(guān)鍵所在，并且對(duì)于檢查技術(shù)進(jìn)行合理的科學(xué)的改進(jìn)和創(chuàng)新。客車(chē)的車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于客車(chē)的安全是十分重要的，我們可以對(duì)塞門(mén)進(jìn)行多功能實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而進(jìn)行有效地改造。因?yàn)椋瑒倓偝雠_(tái)的鐵路客車(chē)檢修規(guī)定對(duì)于各種型號(hào)的塞門(mén)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)都提出了更加明確的指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，提出了更高的風(fēng)壓要求[3]。所以，原本的塞門(mén)實(shí)驗(yàn)臺(tái)功能較為單一，其只能夠?qū)τ谡劢侨T(mén)、截?cái)嗳T(mén)、緩解閥、排水塞門(mén)等進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，但卻并不具備調(diào)壓的功能，所以不能夠有效地適應(yīng)新的鐵路客車(chē)檢修的規(guī)定，這樣就無(wú)法滿足新的鐵路客車(chē)檢修規(guī)定的相關(guān)要求。
2.2 提升客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)的實(shí)際方法
從總體上來(lái)看，為了有效地提高鐵路客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)的水平，相關(guān)的措施手段還需要在實(shí)踐當(dāng)中進(jìn)行總結(jié)。現(xiàn)如今已經(jīng)出臺(tái)的新的鐵路客車(chē)檢修規(guī)程，其對(duì)于客車(chē)檢修的專(zhuān)業(yè)人員有了更高的要求，和傳統(tǒng)的檢修相比現(xiàn)如今檢修人員在對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢修的時(shí)候，需要將陳舊的觀念和檢查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行排除，并且不斷更新現(xiàn)有的檢修標(biāo)準(zhǔn)，不斷地適應(yīng)新形勢(shì)和新需求的發(fā)展，力的提升自己檢修工作的工作質(zhì)量，使得檢修工作能夠更加符合檢修標(biāo)準(zhǔn)。
而在此背景之下，相關(guān)的鐵路客車(chē)檢修部門(mén)需要對(duì)客車(chē)車(chē)輛檢修人員進(jìn)行重新檢修規(guī)定的學(xué)習(xí)和測(cè)試。這樣能夠使鐵路的客車(chē)檢修人員可以更好地對(duì)于鐵路客車(chē)檢修工作的相關(guān)內(nèi)容加以掌握，能夠在很大程度上提高客車(chē)的安全系數(shù)，也可以在一定程度上確保檢修技術(shù)提升的同時(shí)，使得相關(guān)的檢修人員的素質(zhì)有所提高[4]。要求鐵路檢修部門(mén)開(kāi)設(shè)相關(guān)培訓(xùn)班，聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員、學(xué)習(xí)相關(guān)的先進(jìn)檢修理論和知識(shí)，便于使得鐵路客車(chē)檢修人員可以及時(shí)掌握先進(jìn)的檢修設(shè)備和操作技術(shù)，這樣在進(jìn)行車(chē)輛檢修的時(shí)候，就能夠提高車(chē)輛檢修的準(zhǔn)確度。
另外，提高鐵路客車(chē)的車(chē)輛檢修能力需要投入大量的科技和資金。因?yàn)殍F路客車(chē)車(chē)輛的各種零部件構(gòu)造都十分復(fù)雜，所以在對(duì)其進(jìn)行檢查的時(shí)候，進(jìn)行相關(guān)裝配實(shí)驗(yàn)和測(cè)試，具有較高的標(biāo)準(zhǔn)。而且檢修設(shè)備還需要不斷地進(jìn)行更新和改進(jìn)，這就要求檢修部門(mén)在進(jìn)行檢修的時(shí)候，需要配置升級(jí)方面的大量的科技和資金投入。要充分發(fā)揮出人才的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于鐵路客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)水平的提升是十分重要的，對(duì)于該階段相關(guān)的技術(shù)小組需要獨(dú)立完成對(duì)于賽門(mén)多功能試驗(yàn)臺(tái)的檢修和改造，因?yàn)槟壳笆忻嫔喜](méi)有能夠滿足相關(guān)技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)臺(tái)，這樣這階段就充分地發(fā)揮出技術(shù)人員的優(yōu)勢(shì)和作用，對(duì)于原有的塞門(mén)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行改造，而且對(duì)于制約客車(chē)車(chē)輛檢修制動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)試驗(yàn)的生產(chǎn)難題進(jìn)行逐一地破解。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，該研究主要針對(duì)提高鐵路客車(chē)車(chē)輛檢修技術(shù)能力的措施進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析。筆者認(rèn)為，在我國(guó)鐵路事業(yè)不斷發(fā)展和蒸蒸日上的過(guò)程當(dāng)中，未來(lái)我們還有許多的路要走，在此過(guò)程當(dāng)中，需要不斷積累經(jīng)驗(yàn)，要努力在實(shí)踐當(dāng)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)不斷積累，做好鐵路客車(chē)的車(chē)輛檢查技術(shù)的提高，以便于從根本上保證客車(chē)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證人們的安全。
【摘要】近年來(lái),客車(chē)的設(shè)計(jì)在注重性能、實(shí)用的同時(shí),越來(lái)越注重乘客對(duì)客車(chē)內(nèi)環(huán)境的藝術(shù)造型方面的要求。重視鐵路客車(chē)內(nèi)飾的藝術(shù)造型設(shè)計(jì)不僅是乘客審美的需求,也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】鐵路客車(chē);藝術(shù)造型設(shè)計(jì);美學(xué)
客車(chē)的藝術(shù)造型設(shè)計(jì)不同于一般的繪畫(huà)、雕塑、平面及工藝美術(shù),它是用藝術(shù)的形式與手段,體現(xiàn)客車(chē)產(chǎn)品的功能特點(diǎn)。
美學(xué)基礎(chǔ)是客車(chē)具有的優(yōu)美形態(tài),能給人以美的享受。要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)用美學(xué)原則去研究現(xiàn)代形式的美感、形體構(gòu)成、線形組織、色彩配置等藝術(shù)造型的理論、規(guī)律和方法。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)客車(chē)設(shè)計(jì)面臨的主要矛盾和問(wèn)題則是美貌問(wèn)題,即藝術(shù)造型設(shè)計(jì)問(wèn)題,我國(guó)一直以來(lái)把重心放到技術(shù)和和生產(chǎn)方面,客車(chē)的功能只是多載客,而忽視了客車(chē)內(nèi)飾的藝術(shù)造型。
一.客車(chē)內(nèi)飾藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的美學(xué)原則
1.尺度和比例的原則。
尺度是與人或與人所熟悉的零部件或環(huán)境相比較多獲得的尺寸印象。客車(chē)是直接為旅客服務(wù)的設(shè)施,車(chē)內(nèi)各種零部件和環(huán)境的尺寸、形狀、相互位置等,必須滿足人們的工作、休息、使用等的生活習(xí)慣和需求。
比例是形態(tài)設(shè)計(jì)中用于協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)形態(tài)各組成部分的基本手段,確定合理的比例可從三方面考慮:即功能要求形成的比例,例如座椅及靠背的尺寸比例;技術(shù)條件形成的比例,如車(chē)體斷面外輪廓尺寸比例;審美要求形成的比例,如封口格柵、燈體燈罩、標(biāo)牌外形等。在客車(chē)形態(tài)設(shè)計(jì)中常用的比例關(guān)系有如下幾種:
(1)整數(shù)比例。整數(shù)比例是以具有肯定外形的正方形為基礎(chǔ)的,可以派生1:1、1:2、1:3……的整數(shù)比例的矩形(如圖1-1)整數(shù)比例的形式可以是整數(shù)比的簡(jiǎn)單配合,也可以是分?jǐn)?shù)形式的配合,其優(yōu)點(diǎn)是易產(chǎn)生有韻律的布置。小到鍵盤(pán)的形態(tài),大到墻板、頂板、飾面板的連續(xù)外形,都有這種比例。
(2)黃金分割比例。黃金分割比例是把一線段分成兩短,其分割后的長(zhǎng)度與原線段之比等于短線與長(zhǎng)線之比,即:
L/X=X/(L-X)
進(jìn)而可得到任意線段的黃金分割比例系統(tǒng)。如圖3-2-4-4
(3)模度理論。模度理論是藝術(shù)造型中比例設(shè)計(jì)的一種學(xué)派觀點(diǎn),它是從人體的絕對(duì)尺寸出發(fā),選定人的下垂手臂、臍、頭頂、上伸手指尖四個(gè)控制點(diǎn)距地面分別為86、113、183、226(厘米),這些數(shù)據(jù)兼有黃金分割關(guān)系(如113|183=0.618)又有倍數(shù)關(guān)系(如226|113=2),利用四個(gè)數(shù)值分別插入其他數(shù)值,便形兩套級(jí)數(shù)(如圖1-5所示),由于模度理論與人體工程間有密切的關(guān)系,因此有比較實(shí)際的意義。
2.均衡和穩(wěn)定原則。
均衡指造型物各部分之間前后、左右 的相對(duì)輕重關(guān)系,"在視覺(jué)藝術(shù)中,均衡是任何欣賞對(duì)象中都存在的特征,在這里,均衡中心的兩邊得視覺(jué)趣味中心,分量是相當(dāng)?shù)摹?--美國(guó)的托波特 哈姆林在《二十世紀(jì)建筑的功能和形式》中這樣說(shuō)說(shuō)。這里均衡感的產(chǎn)生可由規(guī)則均衡--對(duì)稱(chēng)和不規(guī)則均衡――動(dòng)態(tài)對(duì)稱(chēng)(又稱(chēng)平衡)的形體關(guān)系來(lái)表現(xiàn),因此,客車(chē)內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)中對(duì)稱(chēng)的運(yùn)用不僅出于功能要求,也是人們的審美需求,在造型設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用。車(chē)內(nèi)大部分設(shè)施均采用左右對(duì)稱(chēng)造型。如燈具、鏡子、衣帽鉤等。為了取得客車(chē)造型的生動(dòng),達(dá)到功能和藝術(shù)的統(tǒng)一,也常采用動(dòng)態(tài)對(duì)稱(chēng)布置。
穩(wěn)定是指造型物各部分間的相對(duì)輕重關(guān)系,具有穩(wěn)定感的造型給人以安詳、輕松、愉快和平靜的感覺(jué),由于鐵路客車(chē)與陸地上見(jiàn)到的產(chǎn)品造型不同,它是時(shí)刻在運(yùn)動(dòng)中的產(chǎn)品,因此對(duì)產(chǎn)品造型的穩(wěn)定性要求更高,以給人安全感和舒適感。為了增強(qiáng)客車(chē)內(nèi)飾造型的穩(wěn)定感可以采用體量的上小下大;材料及表面裝飾的合理布置等設(shè)計(jì)方法。如客車(chē)頂部設(shè)計(jì)成白色、灰色等淺色調(diào),行李架選用pvc輕質(zhì)材料,座椅采用穩(wěn)重的藍(lán)色,地面則采用灰藍(lán)色深色調(diào),這樣的色彩和材料處理均獲得較好的穩(wěn)定感。
3.統(tǒng)一與變化的原則
統(tǒng)一與變化在三大原則中屬于中藥位置,它是藝術(shù)造型中最靈活多變、最具表現(xiàn)力的因素。只有同意而缺乏變化,會(huì)給長(zhǎng)途旅行的乘客乏味、單調(diào)和疲勞感;而有變化卻沒(méi)有統(tǒng)一,也會(huì)給乘客凌亂、刺激和眩暈感。因此,為了取得客車(chē)內(nèi)飾藝術(shù)造型的變化與統(tǒng)一,可采用變化中求統(tǒng)一和統(tǒng)一中秋變化的手法。
a.變化中求統(tǒng)一:
1)調(diào)和統(tǒng)一。即在客車(chē)內(nèi)飾的形狀、色彩、質(zhì)感等方面盡可能的突出共性,減弱差異,從而達(dá)到統(tǒng)一、完整、協(xié)調(diào)的效果。例如車(chē)廂內(nèi)直線型的行李架上則配了直線型的燈具,而曲線形的行李架則搭配了圓弧形的燈槽設(shè)計(jì),這就是形狀的調(diào)和。再如以木材(或者木紋貼面板)為內(nèi)墻材料的客車(chē)室內(nèi)采用木壓條,而以復(fù)合鋁板為內(nèi)墻材料的車(chē)廂內(nèi)則采用鋁型材壓條,這就是材料的調(diào)和。至于色彩的調(diào)和更多,總的要求是明快、柔和。一般的規(guī)律是大面積低純度的色彩統(tǒng)一全局,小面積高純度的色彩活潑變化,如黃色靠枕,再采用中性色來(lái)聯(lián)系過(guò)渡。
2)韻律統(tǒng)一。主要特征是表現(xiàn)形式重復(fù)、間隔間距相等、輕重緩急交疊等。在客車(chē)內(nèi)部設(shè)備的布置中常表現(xiàn)為連續(xù)韻律。客車(chē)內(nèi)部是狹長(zhǎng)的空間,窗口、座椅、燈具、風(fēng)口等的有規(guī)律布置天然地表現(xiàn)了韻律美,為此頂板、墻板及飾帶板接縫間距的統(tǒng)一,并與窗口等設(shè)備協(xié)調(diào),不但是工藝的配合,互換問(wèn)題,也有利于加強(qiáng)韻律。
3)呼應(yīng)統(tǒng)一。呼應(yīng)指造型物不同形體或位置的零部件,運(yùn)用相同或相近的細(xì)部處理,已取得在線形、色彩、質(zhì)感及面飾方面的統(tǒng)一。請(qǐng)看老車(chē)型"大圓弧"時(shí)代,與新車(chē)型"直線條"時(shí)代某些小件(如煙灰盒,有無(wú)人標(biāo)示鎖及門(mén)把手)造型處理的"呼應(yīng)"。
4)過(guò)渡統(tǒng)一。過(guò)渡統(tǒng)一是指兩個(gè)不同形狀間采用一種聯(lián)系二者的逐漸演變,使他們互相調(diào)和。
b.統(tǒng)一中求變化:
1)加強(qiáng)對(duì)比。即突出表現(xiàn)造型因素的差異,如形狀對(duì)比、排列對(duì)比、色彩對(duì)比、材質(zhì)對(duì)比等, 如門(mén)板和墻板,由于強(qiáng)烈的材質(zhì)和顏色的對(duì)比,不但更顯華貴、精細(xì),而且方便使用。客車(chē)內(nèi)各種深色指示標(biāo)牌與淡色的墻板顏色對(duì)比,非常引人注目,提醒人們勿飲生水,放水沖便,請(qǐng)勿吸煙等。
2)節(jié)奏變化。即運(yùn)用規(guī)律的變化,有規(guī)律的安排造型因素,使形象富于生動(dòng)的變化,在統(tǒng)一的協(xié)調(diào)的成分中看到變化。如19K高級(jí)軟臥的包間黃褐色木門(mén)要和白色墻板間隔,形成具有韻律的變化,要比用白色門(mén)富于變化和節(jié)奏美感,與暗紅色窗簾呼應(yīng),是整個(gè)空間豐富多變。
3)重點(diǎn)突出及必要的點(diǎn)綴。即運(yùn)用顏色、形狀等因素使人醒目。一般地說(shuō),車(chē)內(nèi)各種門(mén)牌、指示牌、標(biāo)徽?qǐng)D案、車(chē)號(hào)牌等都必須考慮內(nèi)容上的突出(功能要求)及藝術(shù)上的點(diǎn)綴(藝術(shù)需要)。如車(chē)廂內(nèi)的橘黃色和紅色制動(dòng)裝置與白色墻板形成強(qiáng)烈對(duì)比,極具點(diǎn)綴性。
二.高速鐵路客車(chē)內(nèi)飾藝術(shù)造型設(shè)計(jì)的時(shí)代感
客車(chē)內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)所表現(xiàn)的美感必須具有一個(gè)時(shí)代的概念,時(shí)代的前進(jìn)對(duì)美學(xué)三原則也會(huì)有所發(fā)展、提高以致創(chuàng)新,因此藝術(shù)造型必須趕上時(shí)代的步伐,掌握時(shí)代性演變的基本因素。這些基本因素體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
1.產(chǎn)品功能的轉(zhuǎn)化促進(jìn)客車(chē)藝術(shù)造型的更新
客車(chē)的主要功能是輸送旅客,但是不同時(shí)代旅客的身份、旅行目的以及乘車(chē)要求均有不同,對(duì)著人們生活水平的提高,人們生活習(xí)慣的改變,旅游的多了,經(jīng)商的多了,長(zhǎng)途乘車(chē)的多了,外賓多了…..單純的實(shí)用逐步讓位于舒適的享受,多種服務(wù)的需求要求客車(chē)功能項(xiàng)多元化發(fā)展。低靠背讓位于高靠背,板條椅讓位于單軟墊,小立窗讓位于大平窗……,隨著功能的演變,藝術(shù)造型也在不斷的變化和發(fā)展。
2.科技的發(fā)展為客車(chē)藝術(shù)造型提供更廣闊的天地
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新材料、新技術(shù)、新工藝的不斷出現(xiàn),為客車(chē)藝術(shù)造型提供了更為廣闊的發(fā)展空間。日光燈代替白熾燈,雙燈帶代替大碗燈。隨著空調(diào)的廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致車(chē)內(nèi)大圓頂向大平頂過(guò)渡。各種進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)、排風(fēng)的位置及其封口造型裝飾已經(jīng)提到日程。從木材帶塑料貼面板的演變,已使客車(chē)色彩有及裝飾造型有了進(jìn)一步變革。從木壓條像鋁壓條以至無(wú)壓條結(jié)構(gòu)的演變,不銹鋼內(nèi)飾件及鋁型材的廣泛應(yīng)用,玻璃鋼整體廁洗所的不斷上馬,不但改變了傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝,也必然使客車(chē)內(nèi)部煥然一新,促進(jìn)了客車(chē)內(nèi)部造型藝術(shù)的不斷發(fā)展。
3.審美觀念的變化要求客車(chē)內(nèi)飾造型設(shè)計(jì)發(fā)展
由于科技和文化的發(fā)展,人們的物質(zhì)生活和精神生活以及藝術(shù)修養(yǎng)的提高,人們的審美情趣也在發(fā)生著變化,地區(qū)間、國(guó)際間、行業(yè)間的交往頻繁都激起人們對(duì)美的追求和向往。以造型、線形的認(rèn)識(shí)和追求為例,二、三十年代客車(chē)還在照搬建筑上,以當(dāng)時(shí)的"雕梁畫(huà)棟"為美;四十年代盛行曲線曲面大圓弧,所謂"流線型"最為時(shí)髦;五十年代末開(kāi)始追求直線條,小圓角、方形結(jié)構(gòu),以單調(diào)明快為美,即所謂"火柴盒";七十年代以后逐漸演變?yōu)橹本€中滲入斜線,在三角形、梯形、六角形和菱形上大做文章,崇尚所謂"梯形"造型風(fēng)格,這在客車(chē)標(biāo)牌底板等小件造型上表現(xiàn)尤為突出;目前,又在方形、梯形的基礎(chǔ)上滲入大曲率、小圓角的造型趨勢(shì),在方形的造型中加入輕柔的大曲率曲線后,其形態(tài)柔中帶剛、剛?cè)峤Y(jié)合,更加生動(dòng)活潑。
摘要：本文以鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修為切入點(diǎn)，對(duì)其檢修工作存在的問(wèn)題，以及具體的應(yīng)對(duì)思路和方法，展開(kāi)細(xì)致的探討研究。期望為改善當(dāng)前客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修難題，與確保客車(chē)運(yùn)行質(zhì)量安全，提供有益的參考。
關(guān)鍵詞：鐵路客車(chē)；庫(kù)內(nèi)檢修；問(wèn)題；應(yīng)對(duì)策略
0 引言
作為鐵路客車(chē)運(yùn)輸維護(hù)的關(guān)鍵措施之一，客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修為管控鐵路機(jī)車(chē)質(zhì)量與運(yùn)行安全發(fā)揮著巨大的作用。伴隨我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與鐵路建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，鐵路運(yùn)輸在人們生活與工作中的重要性也愈發(fā)提高。然而現(xiàn)行的鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修仍存在著一定的不足與缺陷，影響到客車(chē)維護(hù)質(zhì)量，給乘客出行安全與體驗(yàn)造成不利影響。不但阻礙鐵路客車(chē)在運(yùn)輸行業(yè)中競(jìng)爭(zhēng)力的提升，也會(huì)因?yàn)闄z修問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)、解決給乘客帶來(lái)生命財(cái)產(chǎn)危害。因此，必須加強(qiáng)鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修面臨問(wèn)題的研究工作，找到合理有效的解決方法，不斷提升該項(xiàng)工作的成效。
1 鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修所面臨的問(wèn)題分析
鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修指的是在機(jī)車(chē)檢修庫(kù)中，由檢修人員對(duì)客車(chē)整體車(chē)體與性能做檢查維修作業(yè)。鐵路客車(chē)本身受運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，乘務(wù)人員較少等因素影響，造成其庫(kù)內(nèi)檢修工作一直存在著不足與問(wèn)題，影響著客車(chē)服務(wù)水平與乘車(chē)質(zhì)量的提升，主要問(wèn)題分為以下幾點(diǎn)。
1.1 鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修設(shè)施條件不足
鐵路技術(shù)的進(jìn)步令客車(chē)種類(lèi)從老式的綠皮車(chē)，逐漸發(fā)展為現(xiàn)在各類(lèi)快速、特快與直達(dá)等車(chē)型。加上鐵路規(guī)模與列車(chē)數(shù)量的不斷激增，使得鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度，難以跟上鐵路行業(yè)的發(fā)展速度。使得檢修庫(kù)基礎(chǔ)設(shè)施與地面供電電源等設(shè)施存在短缺問(wèn)題，造成客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)開(kāi)展困難。比如在鐵路客車(chē)進(jìn)入機(jī)車(chē)檢修庫(kù)后，因供電電源的不足，使得檢修人員無(wú)法進(jìn)行整體、全面的車(chē)體檢查維護(hù)作業(yè)，只能采取減少庫(kù)內(nèi)檢修時(shí)間的方法應(yīng)對(duì)電力供應(yīng)緊缺的問(wèn)題。這就使得對(duì)單輛鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修力度不足，不容易發(fā)現(xiàn)車(chē)輛存在的安全隱患，進(jìn)而危及客車(chē)行車(chē)安全。
同時(shí)機(jī)車(chē)檢修庫(kù)進(jìn)行庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)還會(huì)受到氣候條件的影響，但當(dāng)前大部分機(jī)車(chē)檢修庫(kù)因基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不到位，其排水設(shè)施往往存在建設(shè)不全或設(shè)施條件落后等問(wèn)題。一旦出現(xiàn)降雨天氣，機(jī)車(chē)檢修庫(kù)就因無(wú)法有效排水，而不能對(duì)鐵路客車(chē)車(chē)下電氣設(shè)施予以開(kāi)蓋檢查，影響對(duì)客車(chē)整體的檢修效果。而且排水效果不佳也會(huì)導(dǎo)致檢修庫(kù)場(chǎng)地在冬季出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，給檢修人員維護(hù)效率與作業(yè)安全帶來(lái)安全隱患。
1.2 鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)管理水平落后
鐵路客車(chē)運(yùn)輸與檢修工作雖然在我國(guó)已有多年的發(fā)展歷史，并形成一定的檢修管理規(guī)章制度，但在社會(huì)發(fā)展變革與鐵路客車(chē)檢修技術(shù)進(jìn)步的背景下，目前對(duì)客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)所用的管理規(guī)章制度還是前幾年的落后體系，難以適應(yīng)當(dāng)前日新月異的鐵路工程技術(shù)發(fā)展與維修實(shí)際需求。各類(lèi)新式檢修設(shè)備與技術(shù)被運(yùn)用到客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)中，其管理體系也需要進(jìn)行相應(yīng)的變革，以避免落后的管理水平給客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修工作帶來(lái)不利影響。并且在鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修范圍拓展的情況下，比如庫(kù)內(nèi)檢修工作的發(fā)展變化，除了原有對(duì)客車(chē)車(chē)輛性能安全的檢查維護(hù)以外，還應(yīng)加入對(duì)客車(chē)車(chē)輛直流電供電設(shè)施、空調(diào)廚具設(shè)備以及播音影像設(shè)備的檢修維護(hù)，以全面優(yōu)化鐵路客車(chē)的整體性能，推動(dòng)列車(chē)服務(wù)水平的提升。但是，這些方面的工作還是存在一定缺陷，需要進(jìn)一步完善優(yōu)化。此外，檢計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)智能化等先進(jìn)技術(shù)也還缺少足夠的應(yīng)用。
2 鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修問(wèn)題具體的應(yīng)對(duì)策略
2.1 依據(jù)庫(kù)內(nèi)檢修工作情況改進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施條件
要有效改善鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修設(shè)施條件不足的問(wèn)題，不能盲目建設(shè)各類(lèi)新式基礎(chǔ)設(shè)施，而應(yīng)根據(jù)機(jī)車(chē)檢修庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)的實(shí)際工作狀況，采取針對(duì)性基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)舉措。比如在增加檢修庫(kù)內(nèi)線路時(shí)，就應(yīng)依照檢修庫(kù)當(dāng)前庫(kù)車(chē)的最大配置數(shù)量與檢修需求，合理增設(shè)地溝檢修線路并配置地面供電電源，以確保每條檢修線路都對(duì)應(yīng)配置有一組地面供電電源。保證在鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修進(jìn)程中的線路與電源供應(yīng)齊備，并達(dá)到客車(chē)在整個(gè)入庫(kù)檢修進(jìn)程中，始終使用一條檢修線路做檢查工作的目的，從而解決因頻繁轉(zhuǎn)換線路帶來(lái)的庫(kù)內(nèi)檢修時(shí)間不足的問(wèn)題。
而對(duì)于機(jī)車(chē)檢修庫(kù)場(chǎng)地排水系統(tǒng)設(shè)施，應(yīng)進(jìn)行更新修建作業(yè)，令場(chǎng)地排水設(shè)施能充分發(fā)揮其功用，確保機(jī)車(chē)檢修庫(kù)在庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)時(shí)，不受氣候條件影響，并維護(hù)檢修人員的作業(yè)安全。而對(duì)客車(chē)供電、空調(diào)與供暖等設(shè)備的檢修作業(yè)，則應(yīng)由具備對(duì)應(yīng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)的人員做檢查維修，防止非專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員強(qiáng)行維修此類(lèi)設(shè)備造成的損害問(wèn)題。并且在檢修進(jìn)程中應(yīng)定期、專(zhuān)人做供暖等設(shè)備的維修操作，并在整個(gè)檢修過(guò)程中做好相應(yīng)的記錄工作。若在鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)中發(fā)現(xiàn)車(chē)輛設(shè)備問(wèn)題，檢修人員應(yīng)及時(shí)對(duì)問(wèn)題成因進(jìn)行查尋，并采取針對(duì)性的維修手段應(yīng)對(duì)，解決客車(chē)車(chē)輛或設(shè)備故障問(wèn)題。
2.2 建設(shè)鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修網(wǎng)絡(luò)管理體系
所謂庫(kù)內(nèi)檢修網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，就是利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修中各個(gè)作業(yè)步驟整合為一體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化、智能化管理，進(jìn)而優(yōu)化整個(gè)鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修的效率與質(zhì)量。建立鐵路客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，是將各檢修作業(yè)環(huán)節(jié)以網(wǎng)絡(luò)化顯示與管理，其系統(tǒng)主要包括入庫(kù)客車(chē)編組顯示、檢修操作動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)控制圖、換掛操作網(wǎng)絡(luò)控制圖與列車(chē)配件更換檢修作業(yè)等部分構(gòu)成。其網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)將為提升客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修效果帶來(lái)極大推動(dòng)，比如在配件更換檢修作業(yè)中，使用網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，能為檢修人員提供動(dòng)態(tài)檢修數(shù)據(jù)信息，同時(shí)以網(wǎng)絡(luò)化管理方式降低更換配件的人工管理成本，起到優(yōu)化客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修效率、優(yōu)化檢修工作管理水平的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路客車(chē)檢修管理的智能化與信息化發(fā)展需求。
3 結(jié)束語(yǔ)：
鐵路客車(chē)運(yùn)輸是人們生活外出的重要途徑，對(duì)客車(chē)做庫(kù)內(nèi)檢修就是確保其列車(chē)行車(chē)安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)，同時(shí)經(jīng)由全面的客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修作業(yè)也能提升車(chē)輛的服務(wù)水平與舒適度，為客車(chē)運(yùn)輸在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力發(fā)展提供保障。鐵路部門(mén)與庫(kù)內(nèi)檢修人員，應(yīng)依據(jù)現(xiàn)有檢修問(wèn)題，采取針對(duì)性應(yīng)對(duì)策略解決其在設(shè)施、管理上的種種不足，以有效優(yōu)化客車(chē)庫(kù)內(nèi)檢修效率，推動(dòng)客車(chē)服務(wù)質(zhì)量的進(jìn)步。