浅析无线遥控机车在运行中的行车保护

宁波钢铁有限公司 卢 涛 叶丛园

浅析无线遥控机车在运行中的行车保护

宁波钢铁有限公司 卢 涛 叶丛园

本文对GK1c型内燃机车(液传)，在无线遥控操作状态下，操作人员离开机车在地面操作，机车整个运行状态处于无人监控情况下，假设机车发生故障，如何做到故障导向安全探讨。

遥控型内燃机车；遥控操作；故障导向；电控制动

一、前言

宁波钢铁有限公司5台GK1c型内燃机车（简称：机车），2015年先后安装了遥控操作控制系统，实现车下及一人操纵功能，操作人员手持机车遥控器在车外控制机车的走行与制动。因操作人员在车下露天环境操作机车，不能在司机驾驶室内监控机车的运行状态，机车发生故障不能在第一时间内进行紧急处理，就会造成机车运行存在安全隐患，并影响机车的运行安全，对整个工艺线的安全生产都会产生严重影响。

二、原内燃机车的行车保护

GK1c型内燃机车原车带有比较完善的行车保护，机车上的PLC控制器在整个机车运行过程中时刻监控机车的运行状态，在机车的运行过程中，通过各种传感器监控机车的运行风压、冷却水的水温、润滑油的油压及油温、发电电压、柴油机转速，车速等，上面的各个传感器全部都接入到机车的PLC控制器中，通过PLC对各个传感器传送回来的信号进行监控，并最终触发各种逻辑控制，通过PLC控制负载的动作来实现对机车的各种保护。原机车是有人操作，所以有一些的保护是通过操作人员的观察并通过手动实施的。例如单阀制动失效的时候，可以手动实施自阀以及紧急制动阀进行紧急处理。还有当机车发生空转或滑行的时候，需要司机根据操作经验，妥善处理机车空转和滑行问题，防止行车事故发生。

三、无线遥控机车行车保护

遥控机车是利用无线通讯技术、电子技术和电脑控制技术，为了实现车下及一人操纵功能, 在原机车上安装无线遥控装置并在一定范围内使用遥控装置操纵的机车。它能实现两种操作方式：即原操作方式和遥控操作方式。但是由于操作人员不在机车上面操作所以制动部分并没有纳入运行保护中，一旦发生故障就会造成很严重的事故，所以当机车遥控状态操作时需要加入对整个制动系统的自动监控系统。

（一）在机车上安装了三套电控制动系统（图1），其中一套是0Mpa-0.3Mpa制动系统,另外两套是0.4Mp失电制动系统，采用故障导向安全功能设计理念，确保遥控机车自动转变为安全状态，防止机车制动机失效造成事故。

图1

图2

1.0 Mpa-0.3Mpa制动控制阀的输出端装有压力传感器，当遥控发射器发出制动信号后，遥控接收控制器接收到制动信号后，实时监控制动阀的压力输出端是否有0Mpa-0.3Mpa压力输出，如果没有压力则立即启动 0.4Mp失电制动阀动作，实施非常制动保证机车能够安全制动并停下。但如果上面的两套制动系统恰巧全部故障不能完成制动工作，这时遥控操作人员还可以拍下机车侧壁四角上面的紧急制动拍钮开关（图2），控制机车上的（图2）第三套0.4Mp失电制动阀动作，实施机车紧急制动。这样的三套制动系统，两套是由遥控接收主机控制的，另外一套是由操作人员自己控制的，来保证机车运行中制动的安全可靠。

（二）机车遥控发射器内部内置了倾倒开关（图3），防止操作人员一旦发生磕碰、摔倒等情况，操作人员不能有效的操作遥控机车，这时遥控发射器会自动发出卸载并紧急制动信号后，使机车安全可靠停下来保障行车安全，说明了遥控系统工艺技术本身，具有自动防止人的不安全行为的功能。

图3

图4

（三）机车安装了遥控控制系统就涉及到遥控信号的稳定性问题，宁波钢铁有限公司厂内的无线电使用环境非常复杂，各种频段的无线信号相互干扰，如何保证在这种情况下能够安全稳定的运行，就需要在遥控机车控制系统软硬件上下功夫。遥控接收天线采用的是反射式的高灵敏度天线（图4），高灵敏度的接收模块，窄带通讯。（图4）发射端为了防止其他无线信号的干扰，控制系统软件上做了多次修改，在整个传输的数据链里有奇偶校验还有地址码码校验，并且发送的数据不停地重复，这样接收端一旦接收到异常的数据就会和下几组数据进行校验，只有数据校对正确才会进行程序的执行。如果干扰一直不能排除，接收主机就会卸载并输出非常制动，等待干扰排除会自动重新连接投入运行。遥控操作当发射器离接收机超出控制距离后，接收主机收不到遥控信号，立刻卸载并实施非常制动，即使收不到信号，也能使机车安全可靠停下来。

（四）机车遥控发射器的走行、制动旋钮和方向旋钮时刻受到监控（图4），一旦两个旋钮中的任何一位发生故障接收主机就会卸载并实施非常制动，既是机车遥控器有故障也能使机车安全可靠停下来。

（五）遥控接收主机时刻检测机车的车速，一旦超过设定就会实施制动，超过设定值3km/h就会实施非常制动保证机车安全运行。加载的过程中也时刻监控机车车速，如果在规定加载时间内未发现有动车迹象，机车就会自动鸣笛报警提醒操作人员检查和维修。

四、无线遥控机车运行前测试

（一）制动压力测试：机车进入遥控状态，将单阀置于“运转”位，右手旋转开关保持在“中立”位置，检测左手旋转开关切换制动状态：旋转开关置于“制动1”位，压力降为220 kpa；旋至“保压”位，降为100kpa；旋至“空挡”位，机车缓解无制动压力；此时若轴向压入右手旋转开关，送出保压发车指令，压力升为120kpa。

（二）紧急制动拍钮测试：机车进入遥控状态后， 右手旋转开关保持在“中立”位置，左手旋转开关置于“制动2”位，检测机车四角安装的紧急制动拍钮，对其逐个按压并确认状态。按钮拍下时指示灯亮起，制动压力显示400Kpa，顺时针旋转90度解除，制动压力显示350Kpa。(每次接班后司机应先检测机车四角安装的紧急制动拍钮，对其逐个按压并确认状态。按钮拍下时指示灯亮起，并立即实施非常制动。)

（三）倾翻功能测试：机车进入遥控状态后，单阀置于制动区（制动压力100kpa左右），遥控器左手旋转开关置于“空档”位，遥控器持续倾斜大于80（±5度）度角60秒后，机车应起制动。

五、结束语

综上所述，机车安装了遥控系统后，在整个运行时间里，系统安全保护措施完善，运行前设备测试检验设备可靠性，即使在运行中设备发生故障也会导向安全，没有发生由于设备发生故障而导致的事故。