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编组站作业与驼峰概述

【摘要】:1)编组站车列作业排队服务系统以三级三场编组站为例,编组站由到达场、驼峰、调车场、牵出线、出发场及其相应的技术设施组成,共同完成车列的到达、解体、集结、编组和出发作业。为了指挥调车作业,在驼峰范围内设有多种线旁设备。为了指挥驼峰机车在峰下调车线之间进行转线调车,在每个线束的头部均设有线束调车信号机。

驼峰是编组站的主要特征,是编组站解体车列的一种主要方法和设施。

1)编组站车列作业排队服务系统

以三级三场编组站(图2.15)为例,编组站由到达场、驼峰、调车场、牵出线、出发场及其相应的技术设施组成,共同完成车列的到达、解体、集结、编组和出发作业。它们之间相互联系而又相互制约,是一个大的服务系统。根据排队论和车列在站内的作业流程,这个大系统又可分为3 个排队服务子系统。

(1)到解子系统

到解子系统全称为到达解体子系统,是由列车自区间到达时起,经列检、推峰至车列解体完毕为止,可视为两级排队服务系统。第一级为到达列检服务系统。改编列车到达时,若有闲着的列检组,则立即进行列检作业;若列检组不空,车列(或列车)必须在到达场或进站信号机外排队等待。当有几个列检组时,可视为多通道排队服务系统。第二级为解体服务系统。列检作业结束后,若当时驼峰空闲,可立即上峰解体;若驼峰不空闲,则车列需在到达场排队等待。当实行双推单溜作业组织方式解体时,可视为单通道排队服务系统。

(2)解编子系统

解编子系统全称为解体编组子系统,是在驼峰上解体的车组在各自的调车线上集结成新的车列,若牵出线调机空闲,则立即进行编组;若牵出线调机不空闲,则车列在调车线上排队等待。当峰尾设几条牵出线和使用几台调车机时,可视为几个独立的单通道排队服务系统。

(3)编发子系统

编发子系统全称为编组发车子系统,其作业过程包括自编出发列车和无调中转列车进入出发场,在这里进行出发前的技术作业,也可以视为两级排队服务系统。第一级为出发列检服务系统,这里的列检组是服务员,列检作业时间为服务时间。自编列车或无调中转列车进入出发场时,若有空闲的列检组,则立即进行列检作业;否则,车列(或列车)必须在出发场或进路信号机外方排队等待。若有几个列检组时,可视为多通道排队服务系统。第二级为出发服务系统。列检作业结束后,若当时区间有运行线并有本务机车,则列车可立即发往区间;否则,车列须在出发场排队等待发车。当出发场衔接几个方向时,该系统可视为多个单通道排队服务系统。

在到解子系统和编发子系统中,列检组数也可以经过适当调整来适应驼峰作业和出发作业,使待检车列数减至最少。这时,到解和编发子系统也可视为一级排队服务系统。

2)驼峰的分类

驼峰有多种分类方法。

(1)根据技术装备划分

按技术装备不同,驼峰可分为简易驼峰、非机械化驼峰、机械化驼峰、半自动化驼峰和自动化驼峰。

(2)根据解体能力划分

根据每昼夜解体的车辆数和相应的技术设施,调车驼峰可分为大能力驼峰、中能力驼峰、小能力驼峰3 类。

①大能力驼峰。大能力驼峰的日解体能力为4 000 辆以上,应设30 条及以上调车线和2 条溜放线,应配有驼峰进路控制、溜放车组速度控制、驼峰速度控制和调车场尾部停车防溜控制系统。

②中能力驼峰。中能力驼峰的日解体能力为2 000 ~4 000 辆,一般设17 ~29 条调车线,宜设2 条溜放线,应配有驼峰进路控制系统、溜放车组速度控制、驼峰速度控制和调车场尾部停车防溜控制系统。

③小能力驼峰。小能力驼峰的每天解体能力为2 000 辆以下,一般设16 条及以下调车线和1 条溜放线,应配有驼峰进路控制和调车场停车防溜控制系统,宜设驼峰机车信号。

驼峰类型应根据解体作业量的大小、车站站型及发展趋势选定。设计解体能力利用率不应大于0.80,困难时不应大于0.85。

3)驼峰的组成

驼峰的范围是指峰前到达场(不设峰前到达场时为牵出线)与调车场头部之间的部分线段。它包括推送部分、溜放部分和峰顶平台(图5.54)。

图5.54 驼峰组成

(1)推送部分

推送部分是指由驼峰解体的车列,其第一钩位于峰顶平台始端时,车列全长所在的线路范围。设置驼峰推送部分的目的是使车辆得到必要的位能,并使车钩压紧,便于摘钩。其中,由到达场出口咽喉最外警冲标到峰顶平台始端的线段称为推送线。

(2)溜放部分

溜放部分是指由峰顶(峰顶平台与溜放部分的变坡点)到计算点的线路范围。这个长度也称为驼峰的计算长度。其中,峰顶至第一分路道岔始端的线段称为溜放线。

(3)峰顶平台

峰顶平台是指驼峰推送部分与溜放部分的连接部分,设有一段平坡地段。峰顶平台包括压钩坡和两条加速坡竖曲线的切线长,不包括竖曲线的切线长时称为净平台。

4)驼峰设备

驼峰的主要任务是进行车列的解体、编组和其他调车作业。为了指挥调车作业,在驼峰范围内设有多种线旁设备。

(1)信号设备

为了指挥调车作业,在驼峰范围内设有各种信号设备。

①驼峰主体信号机。驼峰主体信号机用来指挥驼峰机车进行解体作业,每条推送线设一架,位于驼峰线路的最高处,以保证有足够的显示距离。

②线束调车信号机。为了指挥驼峰机车在峰下调车线之间进行转线调车,在每个线束的头部均设有线束调车信号机。当一个线束内有两台以上的调车机进行整备作业时,由于一个线束设置一架上峰方向的线束调车信号机而难以区分指示哪台机车上峰作业,此时应在每条调车线上设置线路表示器。

③峰上调车信号机。为了指挥驼峰机车在峰上进行调车作业,如经由迂回线向调车场转送禁止过峰的车辆等作业,应设有峰上调车信号机。

(2)调速设备

驼峰调速设备有减速设备、加速设备及加减速设备。

在钩车溜放过程中,减速没备用以消耗钩车的能量使车辆减速,如钳夹式车辆减速器、非钳夹式车辆减速器、减速顶等。

①减速器。我国铁路目前采用的减速器主要有压力式钳形减速器和重力式减速器两种。

重力式车辆减速器是利用被制动车辆本身的重量,通过可浮动基本轨及制动钳的传递,使安装在制动钳上的制动轨(即制动夹板)对车轮两侧产生侧压力而进行制动。它的制动力与被制动车辆的重量成正比。按可浮动基本轨及制动夹板起落的动力不同,又可分为电动重力式、液压重力式、气动重力式、液压和气动两用重力式车辆减速器。图5.55 所示为T-JY2 型液压重力式车辆减速器的构造及动作示意图。

图5.55 重力式车辆减速器

A1、A2—入油口和出油口;G1、G2—交点;N1、N2—制动轨;O1、O2—钢轨承座的连轴;1、2—制动钳;4—连杆;5—钢轨承座;3、6—内外曲拐

②减速顶。减速顶是一种无需外部能源和外部控制、简单易行地实现对车辆溜放速度自动控制的设备。各类型、型号的减速顶规定有不同的临界速度,当车辆的溜放速度高于减速顶的临界速度时,减速顶才对车辆起减速作用。减速顶既可安装在轨道外侧,也可安装在内侧。安装在轨道内侧的减速顶如图5.56 所示。

图5.56 减速顶

在钩车溜放过程中,加速设备给予钩车能量使其加速,如钢索牵引推送小车、加速顶等。

加减速设备兼有加速和减速功能,如加减速顶等。

(3)调速系统

驼峰调速系统是根据驼峰采用的调速设备,对钩车溜放全过程的速度进行调整和控制的系统,大体划分为如下3 类。

①点式调速系统。在驼峰溜放部分及调车线内,在溜车路径上的一个或几个固定地点设置减速器制动位,每个制动位控制钩车一定的溜放距离。这种调速制式称为点式调速系统。该系统全部采用钳夹式减速器作为调速设备。

②连续式调速系统。在驼峰溜放部分及调车线内,连续布设调速设备,实现对钩车的连续式调速。全减速顶连续式调速系统简称为连续式调速系统,如图5.56 所示。连续式调速设备包括减速顶、加减速顶、绳索牵引推送小车等。

③点连式调速系统。在驼峰溜放部分和调车场入口地段采用减速器(点式)调速,在调车线的车辆连挂区与停车区采用连续式调速。这种调速系统称为点连式调速系统。

图5.57 所示为减速器+减速顶,在调车场制动位(Ⅲ)打靶一段长度的点连式调速系统。该系统Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ制动位采用减速器进行点式间隔制动及目的制动。点式减速器动作灵活,可以适应车流性质复杂、解体能力大的要求。而调车场内打靶区以后的目的调速主要采用连续布设减速顶的方式,可充分发挥减速顶连挂效率高、运营效果好的优点。我国铁路调车驼峰广泛采用这种调速系统。

图5.57 点连式调速系统

(4)测量设备

为了对驼峰溜放车辆的速度进行准确控制,必须有一套能测出溜放车辆速度、质量、车辆走行性能(阻力)和线路空闲长度等的测量设备。驼峰测量设备主要有测速雷达、测重机、车轮传感器、气象站、车轮存在探测器等。

①测速。我国驼峰一般采用驼峰多普勒测速雷达进行速度测量。

②测长。测长(或测距)设备用来测量调车线空闲长度,是驼峰点式或点连式调速系统不可缺少的基础设备。测长设备品种很多,我国主要采用音频动态测长器。

③测重。测重设备是驼峰自动化基础设备之一,它不仅为非重力式减速器的控制提供车辆重量等级参数,还可供编组作业自动化统计编成车列的重量,也可根据车重粗略地确定车辆的走行阻力。目前,我国多采用塞孔式压磁测重机。

④测阻。在驼峰调速系统中,能否准确地测量和处理溜放车辆的阻力是影响调速系统效果的关键因素。在点式控制制动位前都要设置测阻区段,以便测出溜放车辆的运动加速度,进一步计算阻力值。

(5)溜放进路自动控制

驼峰进路包括推送进路、溜放进路和调车进路。其中,推送进路和调车进路实行计算机联锁的集中控制,也可在联锁的基础上实行自动控制。

驼峰溜放车辆进路自动控制是驼峰解体作业过程的重要环节,也是驼峰自动化的基础设备之一。国内外绝大多数驼峰均采用道岔自动集中来实现溜放进路的自动控制,道岔自动集中控制设备包括信号控制设备和道岔控制设备两部分。

(6)推送机车速度自动控制

驼峰推送机车速度控制主要有以下4 种:驼峰信号控制、驼峰机车信号控制、驼峰机车遥控控制、驼峰机车自动控制。

驼峰机车上装设无线遥控装置可以自动控制推送机车速度,改善乘务员的劳动条件,提高作业效率,为进一步实现驼峰推送速度自动化创造条件。

我国大能力驼峰基本上已实现了驼峰机车无线遥控,目前正进一步推广全部由微机控制推峰作业全进程的设备。

(7)提钩及摘接风管

列车在开始解体前,要关闭车辆的折角塞门,封闭货车制动机的风路,拆开风管接头并将其悬挂在风管销上,如图5.58 所示。在车列解体作业中,要根据解体计划来摘开车钩。车列编成后还要进行接风管作业。目前上述作业采用人工操作,驼峰作业中自动提钩和自动摘接风管的设备还处在研究试验阶段。

图5.58 车钩及折角塞门