時間：2022-05-18 09:54:04
導語：在鐵路客車論文的撰寫旅程中，學習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
鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動脈,鐵路客運長期以來在我國人員運輸中起著舉足輕重的作用。因此,鐵路客車安全作為關(guān)系到國家和旅客生命財產(chǎn)的大事,一直受到國家和鐵道部的重視。伴隨改革開放的深入和國民經(jīng)濟的發(fā)展,鐵路客運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、爆炸、車外飛物傷入以及違法分子車上行兇作案等,嚴重威協(xié)著國家和旅客生命財產(chǎn)的安全。因此,改進車上治安監(jiān)控管理手段,提高治安工作效率,增強車上治安監(jiān)控能力,以適應維護鐵路客運安全的需要,是一個急需解決的現(xiàn)實問題。特別是我國鐵路"九五"發(fā)展規(guī)劃,提出了高速、重載、大密度的發(fā)展方向,其中對鐵路運輸?shù)陌踩岢隽烁叩囊?作為重中之重的鐵路客運安全,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防,運用先進的技術(shù)手斷,在鐵路客車內(nèi)警戒可能發(fā)生的侵入行為,對發(fā)生的突發(fā)事故及時捕獲和記錄相關(guān)影像,是鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)大顯身手之處。以可靠適用的設備和先進的技術(shù)給國家鐵路運輸及廣大乘客的安全提供有效的防護措施,是鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)追求的目標,防范勝于救災,責任重于泰山。
一、產(chǎn)品說明
本系統(tǒng)目的在于設計一種客車安全監(jiān)控裝置能使列車乘警、列車長及工作人員在任意一節(jié)車廂乘務室內(nèi),通過監(jiān)視器對任意一節(jié)車廂的狀況進行監(jiān)控觀察,同時通過每節(jié)車廂乘務室內(nèi)的控制分機對車廂內(nèi)可疑動態(tài)進行錄像,特別是在車廂內(nèi)發(fā)生緊急事故時,能及時采取措施予以處理,保障鐵路客車的安全運營。鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像鏡頭、車廂控制分機、控制主機、錄像機、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車廂內(nèi)走廊端頭上方,車廂控制分機安裝在每節(jié)車廂乘務室內(nèi),每個車廂控制分機帶有監(jiān)視器輸出〈視頻信號)終端插座,有利于工作人員在任何一節(jié)車廂乘務室,通過袖珍監(jiān)視器對每個車廂進行觀察監(jiān)視,同時可以通過控制分機鍵盤對被控點進行定時觀察、錄像、切換,并且通過控制分機數(shù)碼顯示器識別被控車廂地點。此外通過車廂控制分機改址鍵對每節(jié)車廂進行任意調(diào)度、任意編組,控制主機、錄像機及監(jiān)視器設置客車任意一節(jié)車廂乘務室內(nèi),攝像頭上的DV12V電源線經(jīng)客車乘務室頂部并通過變壓整流裝置接乘務室AC220V電源,攝像頭上的視頻線經(jīng)乘務室頂部,并由乘務室一角下車底進入車底的傳輸系統(tǒng),每節(jié)車廂兩端均固定有JL16〈該連接器防水、防雪、防震、快速連接〉機車專用連接器且與相鄰車廂相應連接,使每節(jié)車廂的信號輸送到監(jiān)控中心主機的輸入端,控制主機的視頻輸出端連接錄像機的視頻輸入端,錄像機的視頻輸出端連接監(jiān)視器的視頻輸入端。
二、專利技術(shù)說明
該系統(tǒng)裝置的第一代產(chǎn)品KA-318型鐵路客車保安監(jiān)控系統(tǒng)是由鐵道部寶雞工程機械廠職工技協(xié)樊川生等人員于一九九六年五月開始研制,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,同年八月向國家專利局申請了專利,專利號為9723995260.一九九八年經(jīng)長達一年多時間走訪用戶,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)部門過程中,一致肯定了該系統(tǒng)的實用性及先進性,同時提出了部分改進建議,如:①原設計總監(jiān)控中心設在廣播室,不便于治安及工作人員操作使用;②由于視頻成相過多,不便于調(diào)車和甩車掛車,有時甚至造成圖像信號錯亂和丟失:③選用車廂兩端視頻連接插頭、插座不是機車專用連接器,該插頭不防水、抗震性能差,達不到防護要求,不便于工作人員調(diào)車操作使用。鑒于上述問題,我們自己于一九九八年底開始對整個設計進行了反復改進,重新設計,于一九九八年五月份完成了重新設計改進工作,改進后的系統(tǒng)比原第一代設計完全上一個臺階,同時由我們個人向國家專利局申請了新型鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)專利,現(xiàn)已獲國家專利授權(quán),專利號為99234664.9,該專利權(quán)屬我們個人所有。
三、產(chǎn)品用途及特點
1、本產(chǎn)品系鐵路客運安全高科技尖端產(chǎn)品,采用目前國際上較先進的CCD攝像技術(shù)研制而成,它通過微電腦控制主機循環(huán)顯示或定位顯示監(jiān)視圖像,能使列車工作人員在總監(jiān)控臺或任意一節(jié)車廂隨時觀察掌握各車廂內(nèi)的安全狀況,特別是在車廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時,能及時采取措施予以處理,保障鐵路客車安全運行。2、當車廂內(nèi)發(fā)生盜竊、搶劫等犯罪活動時,公安人員可迅速到現(xiàn)場予以打擊,同時總監(jiān)控臺能將犯罪分子的作案情節(jié)錄制下來,為破案提供重要資料,使破案率提高,破案時間縮短,維護了鐵路客車的治安秩序。3、當車廂內(nèi)發(fā)生火災等其它惡性事故時,能及時發(fā)現(xiàn)并組織有關(guān)人員趕赴現(xiàn)場搶救,并能及時通知鐵路沿線有關(guān)單位采取緊急措施予以配合,能把損失降到最低限度,以免給國家和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。該系統(tǒng)具有如下特點:〈1)成像質(zhì)量高。在白天、黑夜、隧道、高壓磁場等情況下,都能夠保證圖像清晰、穩(wěn)定、真實,及時地反映旅客車廂內(nèi)的情況。(2〉監(jiān)控范圍大。能反映旅客車廂內(nèi)96%以上座位范圍的情況和行李架上情況。(3)抗震性能強。在列車由于起動、制動以及顛簸路況造成車身震動、晃動情況下,仍能正常工作。(4)體積小巧、操作簡便,便于安裝和隱蔽?！?〉可駁接車載電源。(6)性價優(yōu)越,適合我國鐵路客運現(xiàn)狀。
四、設計方案及工作原理(略)。
五、市場前景與經(jīng)濟效益分析
1、市場前景分析:隨著我國鐵路現(xiàn)代化建設的飛速發(fā)展,鐵路客運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越先進的管理方式取代,開發(fā)研制鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng),順應科技潮流,提高鐵路安全管理水平,以低投入、高效益為宗旨,對鐵路客車安全運輸管理升級是一個突出貢獻。具初步了解,全國每年各鐵路局安全治安防范損失賠償高達幾千萬元損失費,但國家及鐵道部,各鐵路局對安全治安工作非常重視,年年抓、月月抓、天天強調(diào),結(jié)果還是不容樂觀,案件不斷出現(xiàn),給廣大旅客造成一種心理壓力。面對鐵路客車安全監(jiān)控管理尚屬空白的巨大市場,該監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)推廣和使用,將有效地提高鐵路客運管理水平和穩(wěn)定鐵路客運治安秩序,促進鐵路客運經(jīng)濟效益的提高。由于該裝置具有國內(nèi)外先進水平,已獲專利,且已于一九九七年列鐵道部科技發(fā)展計劃。故不會形成市場無序競爭現(xiàn)象,完全可壟斷市場,加之該裝置己在成都鐵路局、新疆鐵路局現(xiàn)場安裝(一節(jié)車廂內(nèi))測試,監(jiān)控車廂內(nèi)范圍達96%,圖像清晰,得到試用單位的認可和好評,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輛局等部門的大力支持和組織推廣,則市場前景不可估量。據(jù)我們對全國客車總量進行初步估算,全國現(xiàn)在運行的客車數(shù)量在5000對左右(且每年還在推新〉,我們想經(jīng)過努力每年完成對300輛客、車進行安裝該裝置是完全可能的,我們按每年完成100輛客車安裝量計算,則全年經(jīng)濟效益也是可觀的。
2、經(jīng)濟效益分析:
(l)投資:
①場地:3~4間房(辦公、業(yè)務、財務、庫房各一間)·
②流動資金:50萬元:
③固定資產(chǎn):無需固定資產(chǎn):
(2)用工情況:
①現(xiàn)場安裝人員: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人安裝一列客車需8-10小時);
(4)年產(chǎn)值:〈產(chǎn)品售價,黑白13萬元/套:彩色19萬元/套〉,按黑白計算:100×13=1300萬元;
(5)成本:900萬元
①材料費:100×65=650萬元(黑白6.5萬元,彩色9萬元〉;
②房租費〈辦公室):5萬元:
③安裝人員工費〈6人安裝〉:10萬元〈每臺1000元,人均1.6萬元):
④管理人員費(4人):5萬元(每臺500元,人均125萬元):
⑤管理費:20萬元;
⑥稅收:(1300-650〉×17%=110萬元;⑦其它支出:100萬元:
(6)年利潤:400萬元。
摘要：近年來，鐵路的高速化對空調(diào)設計人員提出了挑戰(zhàn)，與普通空調(diào)客車相比，高速空調(diào)客車無論是速度還是設計結(jié)構(gòu)都有較大區(qū)別，因此必須針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。本文根據(jù)高速客車的運行特點，研究了與普通列車相比，高速列車對空調(diào)系統(tǒng)提出的新的要求。結(jié)合高速客車空調(diào)系統(tǒng)的要求，推出了全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)在高速客車上的應用性分析以及其在高速列車運行所獨具的優(yōu)點，論證了誘導空調(diào)系統(tǒng)運用于高速鐵路客車的可能性與必要性。文章最后指出誘導空調(diào)系統(tǒng)需要改進的某些缺陷，并提出了相應的改進措施，使得誘導空調(diào)系統(tǒng)在高速客車上的應用性進一步加強。
關(guān)鍵詞：高速客車誘導空調(diào)
1國內(nèi)外鐵路客車及其空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展
中國鐵路擁有十分輝煌的過去。然而，隨著中國航空業(yè)的重組和大量高速公路的修建，航空運輸和長途公路運輸開始興起，到1996年，中國的公路客運量甚至超過了鐵路客運量。從1997年開始，中國鐵路開始進行全國性的鐵路提速。此后中國鐵路經(jīng)過了幾次提速，到2003年客車最高運行時速已經(jīng)達到了200公里以上。[1]
在國外，高速鐵路客車發(fā)展非常迅猛。例如，法國的高速鐵路技術(shù)是一種比較成熟的技術(shù)，高速鐵路（TGV）(TrainaGrandeVitesse法文超高速列車之意)已達到每小時513公里的實驗速度。而日本也正在開發(fā)"21世紀之星"高速列車，這種列車除時速達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內(nèi)安靜的特點[2]。德國將磁懸浮列車作為未來的新型交通工具，幾年內(nèi)這種列車最高時速將達到400公里。
國內(nèi)外高速鐵路客車的發(fā)展告訴我們，鐵路即將進入一個高速時代。為適應鐵路高速化的要求，必須對現(xiàn)有的空調(diào)系統(tǒng)進行改進或提出新的空調(diào)理念。
2鐵路高速化對客車空調(diào)裝置提出的挑戰(zhàn)
與普通空調(diào)客車相比，高速空調(diào)客車無論是速度還是設計結(jié)構(gòu)都有較大區(qū)別，因此只有針對高速客車的實際情況設計研制適宜的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能保證客車內(nèi)達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。
針對高速客車的運行特點對其空調(diào)系統(tǒng)提出了如下要求：
1）空調(diào)設備的安裝位置要求降低
高速客車由于其速度快（一般都在200km/h以上），為了保證行車的安全并且為了提高運行的平穩(wěn)性，其輔助設備（包括空調(diào)系統(tǒng)）及車體重心位置必須降低，以利于整車重心的降低。
2）空調(diào)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)部件要求少
高速客車由于其停站間隔長，同時維護正常運營的人員少，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，這就要求高速客車空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)部件盡可能減少，以降低事故率，易于維護管理。
3）空調(diào)裝置的安裝空間要求小
高速客車由于其獨特的設計結(jié)構(gòu)（車體一般采用流線型優(yōu)化設計），給其空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設備預留的安裝空間較小，因此，只有針對其預留空間的結(jié)構(gòu)特點設計研制合適的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，才能滿足車內(nèi)的空氣參數(shù)設計要求。
4）空調(diào)系統(tǒng)的運行品質(zhì)要求高
高速客車由于其速度快，車廂的氣密性高，車內(nèi)人員較密集，同時客車運行時間比較長，因此對車內(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
高速客車中一般都將整個車廂分割為若干個小包間，要求每個包間內(nèi)都能夠方便的單獨調(diào)節(jié)每個包間內(nèi)的空氣參數(shù)，而且由于客車經(jīng)過的地域室外參數(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，以利于適應不同的工況要求。
6）空調(diào)系統(tǒng)的工作條件差
高速客車空調(diào)系統(tǒng)的空氣處理裝置置于野外高速行駛的運動載體上，經(jīng)常處于不穩(wěn)定的環(huán)境條件下工作，列車本身的振動和與車軌的撞擊會給其空調(diào)系統(tǒng)的運行帶來很大的負面影響。
綜合以上條件可以看出，高速客車對空調(diào)系統(tǒng)有較高的要求，因此，必須針對高速客車實際的運行工作條件研制設計相應的空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。針對高速鐵路客車對空調(diào)系統(tǒng)的新的、更高的要求，本文提出了誘導空調(diào)系統(tǒng)在高速客車上應用。
3全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)在高速客車上的應用分析
按照誘導器內(nèi)是否設置盤管，誘導空調(diào)系統(tǒng)可以分為兩種類別：“空氣－水”誘導器系統(tǒng)和全空氣誘導器系統(tǒng)。“空氣－水”誘導器系統(tǒng)的一部分夏季室內(nèi)冷負荷由空氣負擔，另一部分由水（通過二次盤管加熱或冷卻二次風）負擔。但是由于此種系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復雜，一旦損壞維修量大，且占用空間大，同時需要一套單獨的水系統(tǒng)，所以不適于高速客車的要求。在高速客車上采用的是另一種誘導空調(diào)系統(tǒng)——全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)。
采用全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)時，車內(nèi)所需的冷負荷全部由空氣（一次風）負擔。這種誘導器不帶二次冷卻盤管，實際是一個特殊的送風裝置，能夠誘導一定數(shù)量的室內(nèi)空氣，達到增加送風量和減少送風溫差的作用，有時也可以在誘導器內(nèi)部裝置電加熱器以適應室內(nèi)負荷變動的需要。
全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)在客車上工作過程是：一次風（車外空氣經(jīng)過處理由風機送入車內(nèi)）進入到誘導器的靜壓箱，經(jīng)噴嘴高速噴出。由于高速噴射氣流的引射作用使得車內(nèi)的空氣（二次風）被誘導到誘導器中，在混合箱中與一次風充分混合，然后經(jīng)出風口送入到車內(nèi)[3]。
全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)特別適用于高速客車，與高速客車對空調(diào)系統(tǒng)的特殊要求相對照可以看出，全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：
節(jié)省車廂內(nèi)的空間
高速客車由于其獨特的設計結(jié)構(gòu)，對于空間要求極為嚴格，空調(diào)占用的車廂空間應盡可能的小。由于誘導器系統(tǒng)空氣處理設備的送風量僅為一次風量，因而風量小，使得系統(tǒng)處理設備及風道截面也較小，與以往的集中式空調(diào)系統(tǒng)相比，較好的解決了風道安裝空間狹小的矛盾。且誘導器在車內(nèi)布置靈活，能適應各種車型的需要。
2）提高車廂內(nèi)的空氣品質(zhì)及人體的舒適性
由于高速客車密閉性高，運行時間長，所以對車廂內(nèi)的舒適性及空氣品質(zhì)要求較高。而全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)送風溫差較小，送風量大，新風量充足，人體的舒適感和室內(nèi)的空氣品質(zhì)較高。另外，在軟硬座客車中，常用的頂送風空調(diào)系統(tǒng)氣流直接吹向旅客頭部，這樣，在冬季會使旅客感覺頭暈、不適，而夏季冷風先吹頭部也容易使人感冒。而誘導器通常安裝在客車車窗下部，不會對人體直吹，而且從送風口出來的氣流沿車窗貼附流動到車頂部，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；并且由于新風量大，人體的舒適感也會明顯提高。而對于軟硬臥客車來講，由于一般是兩層或三層臥鋪，車內(nèi)空間有限，如采用大風道通風系統(tǒng)，冷風會直接從頂部吹到上鋪旅客身上，人體的舒適感較差；而采用全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)，風道布置于車廂下部，而誘導器布置于車窗下部，不會造成直吹，這樣會大大提高車廂內(nèi)人體的舒適度。
系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性高
高速客車由于停站間隔較長，且由于列車高速行駛，工作條件惡劣，要求空調(diào)的穩(wěn)定性與可靠性較高。誘導器空調(diào)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)部件遠遠少于其他空調(diào)系統(tǒng)，這對于穩(wěn)定性與可靠性都要求很高的高速列車來講無疑是一個很大的優(yōu)勢；而且由于系統(tǒng)需要處理的風量變少了，這樣，空氣處理設備的使用壽命會大大提高，同時也就降低了空氣處理設備的損壞率，為高速列車在惡劣工作環(huán)境下正常運行提供了保證。
4）設備安裝位置低
高速客車由于速度快，為了保證車身平穩(wěn)及運行安全，要求車體的重心盡可能低。相比于頂置式空調(diào)系統(tǒng)來說，全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)采用下部送風，空調(diào)機組可以安裝在車下，且誘導器安裝于車廂下部，從而降低了車體重心。
5）系統(tǒng)適用范圍大，并可以單獨調(diào)節(jié)
鐵路客車由于經(jīng)過的區(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，及時調(diào)整。誘導空調(diào)系統(tǒng)可以在誘導器內(nèi)裝置電加熱器以適應車內(nèi)負荷變化的需要。當車內(nèi)負荷變化時，可以通過開啟電加熱裝置進行適應調(diào)整，使得系統(tǒng)的工況調(diào)節(jié)范圍變大，更好的保證車內(nèi)空氣參數(shù)。同時，在每個誘導器入口處可以設置錐形調(diào)節(jié)閥，以實現(xiàn)包間內(nèi)系統(tǒng)的單獨調(diào)節(jié)[4]。
6）誘導器通常安裝于車窗下部，這樣，冬季由于熱風首先接觸玻璃窗，可以解決窗口由于溫度低而產(chǎn)生凝結(jié)水和結(jié)霜問題。
綜上所述可以看出，誘導空調(diào)系統(tǒng)是一種非常適用于高速鐵路客車的空調(diào)形式，但是，其也存在著一些缺點需要進行改進。
4高速鐵路客車誘導空調(diào)系統(tǒng)的改進
4.1誘導空調(diào)系統(tǒng)存在的缺點
雖然全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)非常適合于高速鐵路客車的要求，但是它還存在著以下缺點需要加以改進：
新風比大，風機壓頭高，致使系統(tǒng)的能量消耗大。
系統(tǒng)的噪聲較大，會造成噪聲污染，影響車內(nèi)的舒適度。
春秋過渡季節(jié)無法充分利用室外新風，系統(tǒng)冷量消耗大。
4.2誘導空調(diào)系統(tǒng)的改進措施
針對以上存在的缺點，可以采用以下措施加以克服：
集中排風，設置能量回收裝置
根據(jù)文獻[5]，可以設置集中排風裝置，并在排風與新風管道系統(tǒng)設置全熱交換器，以利于回收排風冷量，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，在風機的出口管路設置消聲靜壓箱，以降低風機噪聲；在誘導器內(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，因此可以通過增加噴嘴數(shù)量，增大噴嘴面積，降低噴嘴的氣流速度來降低噴嘴噴射噪聲。
設置旁通風道，充分利用自然冷量
為了在春秋季節(jié)充分利用室外新風，可以在空調(diào)包間的送風支管上設置旁通風道，使過渡季節(jié)的室外新風不經(jīng)過靜壓箱和噴嘴而直接進入室內(nèi)，這樣，既節(jié)約了冷量，又提高了空氣品質(zhì)。
5結(jié)語
本文對誘導器的基本原理及特點進行了簡單介紹，針對高速鐵路客車進行了全空氣誘導空調(diào)系統(tǒng)的適用性分析，并對其某些缺點采取了改進措施。誘導空調(diào)系統(tǒng)在高速列車上的應用目前在國內(nèi)尚無研究，而在國外已經(jīng)進行了多項研究并部分投入使用。隨著我國高速鐵路客車的發(fā)展，誘導空調(diào)系統(tǒng)由于其對高速客車的良好適用性定將漸受重視。
1客車質(zhì)量考評制度存在欠缺
目前，客車的質(zhì)量指標仍顯單一，主要以車輛能按時交驗為主，在質(zhì)量管理上往往都是針對某一具體的重點故障進行考核，即沒有從宏觀的角度對故障情況進行匯總和分析，又沒有相應的制度來區(qū)分對工作者和管理者的具體質(zhì)量考核指標。由于在質(zhì)量管理上主要是針對某一具體的重點故障進行考核，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重點、關(guān)鍵部位的修理，而忽視對一般、次要的部位故障進行處理。以某客車段段修為例，上部及油漆類的故障都占每月故障總數(shù)的40%～60%，而下部的轉(zhuǎn)向架與輪軸類故障占每月故障的比例僅為14%左右。說明我們的職工仍未能養(yǎng)成全面的質(zhì)量意識，在修車的過程中只注重危及行車安全的下部質(zhì)量而忽視了為旅客提供報務的上部設施。此外，由于質(zhì)量考核偏重于具體的故障，容易造成質(zhì)量問題多數(shù)由作業(yè)者承擔的現(xiàn)象，也容易使管理者與作業(yè)者之間的矛盾激化。而車間、班組、崗位質(zhì)量考核指標不明確、不具體，使車間、班組沒有進一步提高維修質(zhì)量的壓力，因而無法形成多修車、修好車的動力，進而造成生產(chǎn)車間過度依賴質(zhì)檢和驗收的把關(guān)作用，使作業(yè)過程的質(zhì)量監(jiān)控作用弱化。
2構(gòu)建鐵路客車質(zhì)量管理體系的意見和建議
2.1建立和完善質(zhì)檢管理制度
結(jié)合客車現(xiàn)有段修和運用情況，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的問題。一是嚴格遵循質(zhì)檢員在“三檢一驗”中的職責，以質(zhì)量檢查目標和生產(chǎn)過程質(zhì)量監(jiān)督為兩個出發(fā)點，依照“按需定崗、按崗定責”的思路，對質(zhì)檢員的崗位、職責、作業(yè)標準進行明確，形成規(guī)范的管理制度，從而確保質(zhì)量管理責任的落實、標準的實施。二是全面推行質(zhì)量檢查的“標記化”管理，為了進一步凸顯質(zhì)量是確保旅客列車安全運行的基礎(chǔ)，全面提高職工的質(zhì)量安全意識，真正發(fā)揮質(zhì)檢員作為質(zhì)量監(jiān)控的職能，對所有檢修作業(yè)必須按照統(tǒng)一規(guī)定，在指定位置記錄相關(guān)標記和信息，由相鄰工序責任人、質(zhì)檢員確定信息、標識的準確性和真實性，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)量檢查的重點為對班組、職工在修車過程中落實檢修工藝與作業(yè)標準的監(jiān)督檢查及對產(chǎn)品最終質(zhì)量的抽查職能。通過對修車過程中落實檢修工藝與作業(yè)標準的監(jiān)督檢查，確保各項標準能得到落實，從而實現(xiàn)“以工藝保質(zhì)量，以質(zhì)量保安全”的目標。此外，讓質(zhì)量檢查歸于管理環(huán)節(jié)，也有利于減少車間對質(zhì)量檢查的依賴。這將促進車間更好地利用質(zhì)量檢查信息，著眼和著力于提高車間自身的修車質(zhì)量；同時，也將使專職質(zhì)量檢查人員更便于開展質(zhì)量檢查工作，和生產(chǎn)車間一道，共同做好這一需要要時時刻刻高度重視和每一細節(jié)都要注意的修車工作，從而保證運用客車的絕對安全。
2.3建立和完善輛均故障質(zhì)量管理制度
首先，要明確“車間—班組—崗位”三級的輛均故障考核指標。輛均故障指標從宏觀上對質(zhì)量進行卡控，讓“車間—班組—崗位”三級逐步形成全面的質(zhì)量管理意識，從整體上逐步減少、降低修車故障；而重點故障指標則是從微觀上對直接危及行車安全的質(zhì)量問題進行卡控，防止危及行車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，實現(xiàn)質(zhì)量指標和責任目標化、具體化。對于質(zhì)量問題，不但要問責于作業(yè)者，也要問責于車間管理人員和有關(guān)技術(shù)人員，做到人人身上有目標、有指標和有責任，激發(fā)和引導干部職工采取一切有效的措施去降低故障和不良因素，從而實現(xiàn)從源頭控質(zhì)量，向崗位要質(zhì)量，不斷提高我局客車檢修質(zhì)量整體水平。
3結(jié)語
質(zhì)量檢查工作是客車段修、運用工作中的重要環(huán)節(jié)，規(guī)范和加強客車質(zhì)量管理是在鐵路快速發(fā)展和新企業(yè)管理模式下，進一步強化專業(yè)管理的重要舉措，是發(fā)揮新體制優(yōu)勢、加強客車段對各車間的質(zhì)量控制、以質(zhì)量保安全的重要體現(xiàn)，只有通過不斷的優(yōu)化客車質(zhì)量管理體系，解決質(zhì)量檢查過程和管理上存在的問題，才能夯實質(zhì)量基礎(chǔ)，確保旅客列車的舒適性和安全性。
作者：盧陳聰 單位：南寧鐵路局車輛處
對旅客列車進行上水作業(yè)的給水站稱客車上水站[1-2],通常設在區(qū)段站、始發(fā)終到站及檢修、整備段、所.鐵路站點客車上水的基本任務是給運行客車在允許上水時間內(nèi),補充足量的清潔水,從而保證車上旅客及乘務人員途中生活所需用水.這是鐵路客運服務的基本內(nèi)容之一,也是保證旅客旅行舒適度、提高服務質(zhì)量的基本要求之一.現(xiàn)行的關(guān)于新建鐵路客車上水站點布設[1]的原則通常是依照《鐵路給水排水設計規(guī)范》[2]按距離確定的,新規(guī)范對上水站的間距進行了修訂,規(guī)定為“鐵路區(qū)段旅客列車設計速度小于200km/h時,旅客列車給水站間距離宜為250~400km;設計速度200km/h及以上時,旅客列車給水站間距離宜為300~700km”.該規(guī)定優(yōu)點是上水站點布設間距范圍大,使用方便,但對研究區(qū)域內(nèi)新建鐵路客車上水站點布設規(guī)劃,指導性不夠.本文作者主持完成了鐵道部重點科研課題《鐵路客車自動上水系統(tǒng)優(yōu)化及標準化建設的研究》,對影響新建鐵路客車上水站、點布設的各種因素進行了大量的調(diào)研和分析,系統(tǒng)研究了列車途中用水供需平衡模式,從而提出各種建設標準的新建鐵路上水站點布設原則及建議.
1影響新建鐵路上水站點布設因素新建鐵路客車上水站點布設的影響因素很多,如:新建鐵路的建設標準(鐵路等級、設計時速等)、行車組織、機車交路及技術(shù)作業(yè)布局、與既有車站關(guān)系、車站停車時分、車輛情況(如水箱容積、定員等)、連續(xù)行車時間、乘客情況(如滿員情況、用水定額、生活習慣等)等.而客車上水站點布設的基本要求是,及時給運行客車車上水箱上(補)滿水,保證旅客及乘務人員途中生活所需,這種供需關(guān)系即為列車用水供需平衡模式,車站總上水量應大于等于途中需水量,途中需水量決定車站總上水量.故影響新建鐵路客車上水站點布設的主要因素是途中需水量,其次是車站總上水量.
1?1列車途中需水量途中需水量主要指列車運行途中乘客及乘務人員生活飲用、盥洗(無淋浴)、沖廁及車上衛(wèi)生用水的總量,與乘客(含乘務人員)人數(shù)、用水定額、連續(xù)行車時間(與行車速度、行車距離存在線性關(guān)系,可互換算)有關(guān).由于線路運行車輛各異(如始發(fā)站、終到站、跨線運行情況、車速等),途中需水量對不同車次各不相同,需根據(jù)新建鐵路建設標準、行車組織等情況,分段確定最大的途中需水量.可按下式簡化計算確定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1為運行區(qū)段內(nèi)最大的途中需水量,L;n為列車最大編組輛數(shù),輛/列;V1為每輛運行區(qū)段內(nèi)最大的途中需水量,L(可簡化按定員最多的車輛計算);q1為旅客列車用水定額,L/(人?h);m為每輛車定員,人;T為連續(xù)乘車時間,h.在新建鐵路建設標準、行車組織、車輛選型等已確定的情況下,列車最大途中需水量主要取決于列車用水定額的確定.一般情況下,乘車時間越長,用水量越多;環(huán)境溫度越舒適,用水量越少;車上節(jié)水器具越完備,用水量越少.目前,國內(nèi)外尚沒有列車用水定額標準,沈陽鐵路局科研所2009年至2010年對國內(nèi)大量運營車輛的實際用水量調(diào)查統(tǒng)計,并通過建立數(shù)學模型,確立了列車用水量與乘客人數(shù)、乘車時間的函數(shù)關(guān)系,研究分析鐵路客車途中乘客用水定額標準平均為1?5~3?0L/(人?h).選用原則:短途(運行時間4h以內(nèi))取低限,長途及跨線列車(運行時間4h以上)取高限;新車型,車上節(jié)水器具完備,環(huán)境舒適度高取低限,否則,取高限.
1?2車站總上水量車站總上水量是指客車給水站向車上水箱注入的水量,與車站上水能力、車輛水箱容積、有效上水時間等因素有關(guān).可按下式簡化計算確定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2為車站總上水量,L;V2為車站向每輛車的注水量,L(在始發(fā)車站,要求每列車水箱均要注滿水,因而,注水量等于列車水箱容積);q2為給水栓上水秒流量,L/s(與車站地面上水設施的設計能力有關(guān));t為有效上水時間,min.
2客車上水站布設的計算分析
2?1中、普速鐵路設計速度160km/h及以下的客貨共線鐵路,也稱“快速鐵路(160km/h)”、“中速鐵路(120~140km/h)”或“普速鐵路(80~120km/h)”.運輸組織模式通常是客貨共線或不同等級速度的客車共線運行.客車主要車型除25B和25G等外,還有大量的22型車.車站停車時間5~15min不等.每輛普通硬座車定員118人,水箱容積1000L、車上節(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用水供需平衡模式,客車上水站布設計算分析如下:列車在始發(fā)站有充足的時間和條件為列車水箱上滿水,注水量等于列車水箱容積,即V2=1000L,取用水定額標準q1=3?0L/(人?h),定員m=118人,水箱供水最大可滿足旅客用水時間T=V2/q1m=2?8h.如按線路最低運營速度100km/h,則客車上水站布設間距約為280km;如按線路最低運營速度120km/h,則客車上水站布設間距約為336km;如按線路最低運營速度140km/h,則客車上水站布設間距約為392km.與《鐵路給水排水設計規(guī)范》的規(guī)定基本一致.
2?2高速鐵路與客運專線設計速度200km/h及以上的鐵路稱“城際鐵路”、“客運專線”或“高速鐵路”.運輸組織模式同樣是不同速度等級的客車共線運行[3].主要參數(shù):客運專線本線旅客列車主要車型為CRH(1\2\3\5)動車組,其短編組為8輛總定員600人,長編組為16輛總定員1200人,運行速度為250~350km/h,最低速度為200km/h;跨線旅客列車主要車型為25Z(準高速)和25K(快速),每列車編組為16~18輛,最大定員車輛為雙層硬臥148人/輛,運行速度為160~200km/h,最低速度為160km/h.動車組及25型車輛水箱容積均為1000L,車上節(jié)水器具的完備程度及車上環(huán)境舒適度最好.客車上水站布設按上述原則計算分析如下:列車在始發(fā)站注水量等于列車水箱容積,按短編組8輛計算,V2=1000L×8輛=8000L/輛;總定員m=600人,取用水定額標準q1=2?0L/(人?h),水箱供水最大可滿足旅客用水時間T=V2/q1m=6?6h.由于跨線客車跨線運行時間受限,可在跨線前的客車給水站進行補水作業(yè),客車上水站布設可不考慮跨線運行客車;本線運行動車組如按最低運營速度200km/h,則客車上水站布設間距約為1300km,而《鐵路給水排水設計規(guī)范》的規(guī)定為給水站間距離宜為300~700km,顯然不合理.總之,對于高速鐵路,客車上水站布設僅需在列車始發(fā)站所在檢修整備基地(動車段、動車運用所)設置客車上水作業(yè)點,中途不需考慮補水作業(yè),因為,始發(fā)站總上水量遠大于途中最大需水量.
3結(jié)語
對于中、普速鐵路客車上水站點的布設,應用列車途中用水供需平衡模式的理論計算成果與《鐵路給水排水設計規(guī)范》的規(guī)定基本一致;對于高速鐵路客車上水站點的布設規(guī)劃采用《鐵路給水排水設計規(guī)范》不夠合理,建議采用列車途中用水供需平衡模式,通過理論計算,按運行時間和運行距離結(jié)合的原則確定.
鐵路運輸是一個龐大的系統(tǒng)工程，為了保證旅客列車安全、舒適、高效地運行，列車的日常檢修、外皮清洗是列車正常運行不可缺少的部分?？蛙囓圀w的檢修作業(yè)、外皮清洗一般在夜間進庫（動車段（所）、客整所等）完成，對于立折或套跑車，在終到站的到發(fā)線上進行列車的外皮清洗作業(yè)，車站到發(fā)線上一般采用人工清洗，庫內(nèi)一般采用機械清洗作業(yè)。無論在何處利用哪種方式清洗，客車外皮清洗作業(yè)都會產(chǎn)生一定量的廢水，給當?shù)丨h(huán)境造成污染?；疖囌静粌H是鐵路客、貨運輸業(yè)務和列車作業(yè)的處所，也是城市的窗口，各種配套設施齊全，可利用的空地較少，隨著國家對環(huán)境保護事業(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置廢水處理及回用系統(tǒng)，對旅客列車外皮洗刷廢水進行收集處理和再利用，降低水資源的消耗，具有重要的意義。
列車外皮污染物主要由固體物質(zhì)、COD、石油類及洗滌劑等物質(zhì)組成。固體物質(zhì)由無機物微粒，如沙土、灰土、煤煙、金屬等組成；有機物微粒有礦物油、油脂、昆蟲殘留物、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，不可避免地對水環(huán)境造成了污染，在我國環(huán)境標準中把它列為第二類污染物質(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LAS進入水體后，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，同時表面活性劑在水中起泡從而降低水中復氧速率和充氧程度，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。懷化客運段客車整備線與懷化車站作業(yè)線相鄰，擔負著湘黔、枝柳兩大干線的旅客列車整備任務。懷化客運段客車洗刷廢水排入站場排水涵洞，但站場排水溝破損嚴重，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，影響周圍環(huán)境。其站場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，必須進行處理。
1工程概況
1．1廢水的水質(zhì)客車外皮采用人工洗刷，洗滌廢水經(jīng)站場排水溝就近排入站區(qū)內(nèi)的涵洞中，客車外皮洗刷廢水的水質(zhì)見表1。
1．2廢水水量懷化客運段每天整備列數(shù)為8列，每列車按20輛車編組，每輛車洗刷水量為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)懷化客整所整備場采用整體道床，設有4條整備線，其中K2與C1道間設有站場排水溝，K1與14道間新建站場排水溝，設計對既有排水溝清淤疏通，在每排排水溝的西頭末端設沉砂池，通過管道將洗滌廢水收集進入廢水處理廠。
1．4排水管及排放點室外重力流排水管采用Ⅱ級鋼筋混凝土承插排水管，橡膠圈接口，廢水在沉砂池與調(diào)沉池間設有超越管，用于排放溢流排放暴雨時的雨水。排放點設在整備場處的排水涵洞中。
2處理工藝的選擇
按環(huán)評報告批復意見要求：本處廢水要求回用?；赜盟|(zhì)采用《鐵路回用水水質(zhì)標準》（TB／T3007－2000）中的鐵路生產(chǎn)低質(zhì)用水水質(zhì)標準?？蛙囃馄は此U水設計進（出）水水質(zhì)及處理率見表2。由表2可知，客車外皮洗刷廢水的主要污染物是SS、石油類、洗滌劑等，由于COD指標較低，可生化性較差，生物處理營養(yǎng)成分不足，不利于生化處理，通過去除SS、石油類及洗滌劑，COD即可達標，根據(jù)此類污染物的性質(zhì)，結(jié)合《鐵路污水處理設計規(guī)范》（TB／T3007－2000）的原則，所選處理工藝如圖1所示。污泥處理：污泥中的無機物較多，沉降性能較好，調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油池的污泥通過潛污泵抽升至污泥干化場，氣浮池排泥和過濾池反沖洗排水一并排入污泥干化場進行脫水干化，干化后的污泥定期鏟除焚燒或掩埋。
3設計規(guī)模
廢水處理站設計規(guī)模為300m3／d，廢水處理廠按兩班制工作，氣浮過濾設備按一套設計，處理能力為20～25m3／h，回用設備按Q＝30m3／h，H＝30m設計。污泥干化場分2格，固體負荷按100kg／（m2?a）。調(diào)節(jié)沉淀區(qū)：水平流速V＝1．57mm／s，單格長寬比10，有效水深h＝1．5m，池長與水深之比8，表面負荷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，停流時間：2．45h。
4主要設備及構(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計水量的30％～40％計，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：上浮段表面水力負荷0．6～0．8m3／（m2?h），板間流速3～7mm／s。
4．2配套設備選型及主要設備參數(shù)氣浮過濾設備配有2臺污水泵、1臺溶氣泵、1臺空壓機和1套刮渣機，污水泵吸水管上安裝水上式底閥，采用自來水引水，其他水泵為自灌式工作。氣浮池尺寸×H＝3m×5．1m，主要設計參數(shù)：接觸區(qū)上升流速15～18mm／s，接觸時間2min。表面負荷約6m3／（m2?h），回流比40％～50％；水力停留時間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；刮渣機上配YS7124型擺線針輪減速機，N＝0．37kW。×H＝0．3m×3．1m溶氣罐，溶氣罐工作壓力0．3～0．4MPa，上配浮球開關(guān)。Z－0．36／7型空氣壓縮機，Q＝0．36m3／min、排氣壓力0．7MPa、N＝3．0kW，配套GYD20－20A型氣壓自動開關(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，N＝0．37kW，采用米頓羅計量泵投加，DN100型管道混合器混合。焦炭濾池濾速25m／h，反沖洗強度5～17L／（m2?s），反沖洗時間15～20min。消毒采用CLO2消毒，投加量為5～8mg／L，型號200g／h電解法CLO2消毒設備。變頻氣壓供水設備1套，性能參數(shù)：Q＝30m3／h、H＝30m、N＝8．2kW；配2臺DX50×3型水泵（Q＝12m3／h、H＝37．5m、N＝3kW），1臺DL40×3型水泵（Q＝6m3／h、H＝30m、N＝2．2kW）；配YTZ－150型電阻遠傳壓力表，測量上限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和推進器（N＝0．37kW）。消毒采用二氧化氯消毒，其投氯量按5～8mg／L設計，配備1臺200g／h二氧化氯發(fā)生器，采用水射器投加。變頻氣壓供水設備，按Q＝30m3／h，H＝30m設計，用于客車二次洗刷。
5中水回用系統(tǒng)
根據(jù)客車洗刷要求，在K1與14道間，整備站臺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18個沖洗水栓，每個水栓沖洗水量為0．5L／s，按一排沖洗水栓同時供水設計。按洗刷廢水生產(chǎn)的特點，采用恒壓變流量供水，本設計選用1套變頻氣壓供水設備，其型號為BPQS－30－30，最大設計流量為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。其廢水處理廠平面布置見圖2。
7工程設計特點
（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，本設計將調(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有格柵、沉砂，后端設有浮油吸收機，污泥干化場的濾料分離水通過其穿孔地板排入調(diào)沉池中。為便于運營，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）氣浮和過濾一體化設備。將氣浮和過濾兩個處理單元組合（見圖4），利用氣浮設備高位水頭對濾池反沖洗，克服了占地大的缺點同時節(jié)省了單設沖洗裝置的投資及運行費用。（3）回用水池地面布置。回用水池埋深1m，充分利用過濾設施的出水水頭，減少水池挖方，降低回用設備的揚程，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)場條件，各處理單元按“一”字型布置，并將一體化氣浮過濾、變頻氣壓供水集中布置在設備間中，既克服了分散布置占地大的缺點，又便于集中供電，方便運行管理。
8結(jié)論
整個工程經(jīng)調(diào)試運行，各項指標勻達到設計要求，經(jīng)當?shù)丨h(huán)保局歷次檢測，出水水質(zhì)達標。具體試驗運行效果如表3所示。（1）采用格柵調(diào)節(jié)沉淀斜板隔油氣浮過濾消毒的處理工藝對客車外皮洗刷廢水進行處理，具有工藝可靠、占地小、處理效果好、運行費用低，操作簡便等優(yōu)點，對類似洗滌廢水的治理有很好的參考價值。（2）對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，降低運行成本，同時方便管理。（3）氣浮與過濾處理單元按一體化設計，充分利用氣浮池的出水水頭和氣浮池的儲水量對濾池的反沖洗，減少濾池沖洗設備，節(jié)能省電。（4）對洗車廢水采用調(diào)節(jié)、沉淀、斜板隔油、氣浮、過濾、消毒等處理后循環(huán)利用于客車外皮洗刷，可節(jié)省水資源，減少廢水外排，具有較好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。
作者：黃祥虎 單位：中鐵第四勘察設計院集團有限公司
前言
鐵路是我國國民經(jīng)濟的大動脈,鐵路客運長期以來在我國人員運輸中起著舉足輕重的作用。因此,鐵路客車安全作為關(guān)系到國家和旅客生命財產(chǎn)的大事,一直受到國家和鐵道部的重視。伴隨改革開放的深入和國民經(jīng)濟的發(fā)展,鐵路客運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、爆炸、車外飛物傷入以及違法分子車上行兇作案等,嚴重威協(xié)著國家和旅客生命財產(chǎn)的安全。因此,改進車上治安監(jiān)控管理手段,提高治安工作效率,增強車上治安監(jiān)控能力,以適應維護鐵路客運安全的需要,是一個急需解決的現(xiàn)實問題。特別是我國鐵路"九五"發(fā)展規(guī)劃,提出了高速、重載、大密度的發(fā)展方向,其中對鐵路運輸?shù)陌踩岢隽烁叩囊?作為重中之重的鐵路客運安全,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防,運用先進的技術(shù)手斷,在鐵路客車內(nèi)警戒可能發(fā)生的侵入行為,對發(fā)生的突發(fā)事故及時捕獲和記錄相關(guān)影像,是鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)大顯身手之處。以可靠適用的設備和先進的技術(shù)給國家鐵路運輸及廣大乘客的安全提供有效的防護措施,是鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)追求的目標,防范勝于救災,責任重于泰山。
一、產(chǎn)品說明
本系統(tǒng)目的在于設計一種客車安全監(jiān)控裝置能使列車乘警、列車長及工作人員在任意一節(jié)車廂乘務室內(nèi),通過監(jiān)視器對任意一節(jié)車廂的狀況進行監(jiān)控觀察,同時通過每節(jié)車廂乘務室內(nèi)的控制分機對車廂內(nèi)可疑動態(tài)進行錄像,特別是在車廂內(nèi)發(fā)生緊急事故時,能及時采取措施予以處理,保障鐵路客車的安全運營。鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)是由攝像鏡頭、車廂控制分機、控制主機、錄像機、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車廂內(nèi)走廊端頭上方,車廂控制分機安裝在每節(jié)車廂乘務室內(nèi),每個車廂控制分機帶有監(jiān)視器輸出〈視頻信號)終端插座,有利于工作人員在任何一節(jié)車廂乘務室,通過袖珍監(jiān)視器對每個車廂進行觀察監(jiān)視,同時可以通過控制分機鍵盤對被控點進行定時觀察、錄像、切換,并且通過控制分機數(shù)碼顯示器識別被控車廂地點。此外通過車廂控制分機改址鍵對每節(jié)車廂進行任意調(diào)度、任意編組,控制主機、錄像機及監(jiān)視器設置客車任意一節(jié)車廂乘務室內(nèi),攝像頭上的DV12V電源線經(jīng)客車乘務室頂部并通過變壓整流裝置接乘務室AC220V電源,攝像頭上的視頻線經(jīng)乘務室頂部,并由乘務室一角下車底進入車底的傳輸系統(tǒng),每節(jié)車廂兩端均固定有JL16〈該連接器防水、防雪、防震、快速連接〉機車專用連接器且與相鄰車廂相應連接,使每節(jié)車廂的信號輸送到監(jiān)控中心主機的輸入端,控制主機的視頻輸出端連接錄像機的視頻輸入端,錄像機的視頻輸出端連接監(jiān)視器的視頻輸入端。
二、專利技術(shù)說明
該系統(tǒng)裝置的第一代產(chǎn)品KA-318型鐵路客車保安監(jiān)控系統(tǒng)是由鐵道部寶雞工程機械廠職工技協(xié)樊川生等人員于一九九六年五月開始研制,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,同年八月向國家專利局申請了專利,專利號為9723995260.一九九八年經(jīng)長達一年多時間走訪用戶,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)部門過程中,一致肯定了該系統(tǒng)的實用性及先進性,同時提出了部分改進建議,如:①原設計總監(jiān)控中心設在廣播室,不便于治安及工作人員操作使用;②由于視頻成相過多,不便于調(diào)車和甩車掛車,有時甚至造成圖像信號錯亂和丟失:③選用車廂兩端視頻連接插頭、插座不是機車專用連接器,該插頭不防水、抗震性能差,達不到防護要求,不便于工作人員調(diào)車操作使用。鑒于上述問題,我們自己于一九九八年底開始對整個設計進行了反復改進,重新設計,于一九九八年五月份完成了重新設計改進工作,改進后的系統(tǒng)比原第一代設計完全上一個臺階,同時由我們個人向國家專利局申請了新型鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng)專利,現(xiàn)已獲國家專利授權(quán),專利號為99234664.9,該專利權(quán)屬我們個人所有。
三、產(chǎn)品用途及特點
1、本產(chǎn)品系鐵路客運安全高科技尖端產(chǎn)品,采用目前國際上較先進的CCD攝像技術(shù)研制而成,它通過微電腦控制主機循環(huán)顯示或定位顯示監(jiān)視圖像,能使列車工作人員在總監(jiān)控臺或任意一節(jié)車廂隨時觀察掌握各車廂內(nèi)的安全狀況,特別是在車廂內(nèi)發(fā)生緊急情況時,能及時采取措施予以處理,保障鐵路客車安全運行。2、當車廂內(nèi)發(fā)生盜竊、搶劫等犯罪活動時,公安人員可迅速到現(xiàn)場予以打擊,同時總監(jiān)控臺能將犯罪分子的作案情節(jié)錄制下來,為破案提供重要資料,使破案率提高,破案時間縮短,維護了鐵路客車的治安秩序。3、當車廂內(nèi)發(fā)生火災等其它惡性事故時,能及時發(fā)現(xiàn)并組織有關(guān)人員趕赴現(xiàn)場搶救,并能及時通知鐵路沿線有關(guān)單位采取緊急措施予以配合,能把損失降到最低限度,以免給國家和人民生命財產(chǎn)造成重大損失。該系統(tǒng)具有如下特點:〈1)成像質(zhì)量高。在白天、黑夜、隧道、高壓磁場等情況下,都能夠保證圖像清晰、穩(wěn)定、真實,及時地反映旅客車廂內(nèi)的情況。(2〉監(jiān)控范圍大。能反映旅客車廂內(nèi)96%以上座位范圍的情況和行李架上情況。(3)抗震性能強。在列車由于起動、制動以及顛簸路況造成車身震動、晃動情況下,仍能正常工作。(4)體積小巧、操作簡便,便于安裝和隱蔽。〈5〉可駁接車載電源。(6)性價優(yōu)越,適合我國鐵路客運現(xiàn)狀。
四、設計方案及工作原理(略)。
五、市場前景與經(jīng)濟效益分析
1、市場前景分析:隨著我國鐵路現(xiàn)代化建設的飛速發(fā)展,鐵路客運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越先進的管理方式取代,開發(fā)研制鐵路客車安全監(jiān)控系統(tǒng),順應科技潮流,提高鐵路安全管理水平,以低投入、高效益為宗旨,對鐵路客車安全運輸管理升級是一個突出貢獻。具初步了解,全國每年各鐵路局安全治安防范損失賠償高達幾千萬元損失費,但國家及鐵道部,各鐵路局對安全治安工作非常重視,年年抓、月月抓、天天強調(diào),結(jié)果還是不容樂觀,案件不斷出現(xiàn),給廣大旅客造成一種心理壓力。面對鐵路客車安全監(jiān)控管理尚屬空白的巨大市場,該監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)推廣和使用,將有效地提高鐵路客運管理水平和穩(wěn)定鐵路客運治安秩序,促進鐵路客運經(jīng)濟效益的提高。由于該裝置具有國內(nèi)外先進水平,已獲專利,且已于一九九七年列鐵道部科技發(fā)展計劃。故不會形成市場無序競爭現(xiàn)象,完全可壟斷市場,加之該裝置己在成都鐵路局、新疆鐵路局現(xiàn)場安裝(一節(jié)車廂內(nèi))測試,監(jiān)控車廂內(nèi)范圍達96%,圖像清晰,得到試用單位的認可和好評,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輛局等部門的大力支持和組織推廣,則市場前景不可估量。據(jù)我們對全國客車總量進行初步估算,全國現(xiàn)在運行的客車數(shù)量在5000對左右(且每年還在推新〉,我們想經(jīng)過努力每年完成對300輛客、車進行安裝該裝置是完全可能的,我們按每年完成100輛客車安裝量計算,則全年經(jīng)濟效益也是可觀的。
2、經(jīng)濟效益分析:
(l)投資:
①場地:3~4間房(辦公、業(yè)務、財務、庫房各一間)·
②流動資金:50萬元:
③固定資產(chǎn):無需固定資產(chǎn):
(2)用工情況:
①現(xiàn)場安裝人員: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人安裝一列客車需8-10小時);
(4)年產(chǎn)值:〈產(chǎn)品售價,黑白13萬元/套:彩色19萬元/套〉,按黑白計算:100×13=1300萬元;
(5)成本:900萬元
①材料費:100×65=650萬元(黑白6.5萬元,彩色9萬元〉;
②房租費〈辦公室):5萬元:
③安裝人員工費〈6人安裝〉:10萬元〈每臺1000元,人均1.6萬元):
④管理人員費(4人):5萬元(每臺500元,人均125萬元):
⑤管理費:20萬元;
⑥稅收:(1300-650〉×17%=110萬元;⑦其它支出:100萬元:
(6)年利潤:400萬元。
摘要：針對鐵路新型客車發(fā)電機和控制系統(tǒng)的應用，以及原有鐵路客車發(fā)電機系統(tǒng)試驗臺存在的問題，設計了新型發(fā)電機系統(tǒng)試驗臺。該試驗臺以ARM9為核心，以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，具有以太網(wǎng)接口、SD卡存儲器和液晶觸摸顯示屏的友好人機接口。設計了以IGBT為主控元件的負載調(diào)控模塊，實現(xiàn)負載電流的自動調(diào)整。該試驗臺具有體積小、測控精度高、自動化程度高等特點。
關(guān)鍵詞： ARM9； 嵌入式Linux；鐵路客車；發(fā)電機；試驗臺
1 引言
當前我國鐵路客車分為空調(diào)客車與普通客車兩大類，普通客車使用車軸驅(qū)動發(fā)電機供電的模式。發(fā)電機系統(tǒng)和蓄電池組相互配合為客車供電。發(fā)電機系統(tǒng)由感應子式發(fā)電機、控制箱和整流箱組成。發(fā)電機系統(tǒng)工作質(zhì)量直接影響列車的運行安全。根據(jù)鐵路段修、廠修規(guī)程及鐵道部TB/T1896-87鐵路客車發(fā)電裝置試驗臺技術(shù)條件的要求[1]，發(fā)電機系統(tǒng)分解檢修后需要進行運轉(zhuǎn)試驗，以檢驗發(fā)電機系統(tǒng)的性能參數(shù)是否滿足技術(shù)要求的規(guī)定，有效保證列車的運行安全。隨著鐵路客車的不斷提速以及新型發(fā)電機和控制系統(tǒng)的應用，原有的鐵路客車發(fā)電機系統(tǒng)試驗臺已不能滿足對現(xiàn)有客車發(fā)電機和控制箱、整流箱的檢測要求[2]。主要表現(xiàn)出調(diào)速范圍小，能耗大，檢測精度低，自動化程度低，試驗操作繁瑣等缺點。針對上述情況，設計了以基于ARM9內(nèi)核的S3C2410X芯片為核心的鐵路客車發(fā)電機系統(tǒng)試驗臺。試驗臺在測量精度、能耗、自動化程度、體積等方面均有所改進。
2 試驗臺總體結(jié)構(gòu)及工作原理
新型鐵路客車發(fā)電機試驗臺參照原有試驗臺設計方案[3-4]，并加以改進。試驗臺總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1中虛框內(nèi)所示。試驗臺以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，蓄電池組用來模擬客車上的蓄電池組，利用電動機模擬客車運行帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動。發(fā)電機系統(tǒng)（發(fā)電機、整流箱和控制箱）為試驗對象，如虛框外所示。
試驗臺以基于ARM9內(nèi)核的S3C2410X為核心，由觸摸屏輸入所需參數(shù)和選擇試驗項目等。S3C2410X通過繼電器控制變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)；通過D/A轉(zhuǎn)換器輸出模擬信號控制變頻器控制電機轉(zhuǎn)速。負載調(diào)控電路調(diào)節(jié)負載電流大小。試驗臺通過傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器測試發(fā)電機三相輸出電壓、輸出電流等15項參數(shù)。并將采集的試驗數(shù)據(jù)實時顯示在液晶顯示屏上，同時自動存入SD卡存儲器。SD卡中的試驗數(shù)據(jù)通過UART接口上報計算機，由打印機按規(guī)定的試驗記錄表格輸出試驗結(jié)果。通過以太網(wǎng)接口能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控和查詢等功能。
3 試驗臺硬件設計
按照功能層次，本試驗臺由ARM9最小系統(tǒng)、發(fā)電機轉(zhuǎn)速測控模塊、負載調(diào)控模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、人機交互模塊和數(shù)據(jù)通信模塊組成。以下對各模塊的構(gòu)成進行具體的介紹。
ARM9最小系統(tǒng)由S3C2410X微處理器、SDRAM、NAND Flash、復位電路、電源等組成。S3C2410X是韓國三星公司生產(chǎn)的基于ARM920T內(nèi)核的16/32位RISC嵌入式微處理器，時鐘頻率高達203MHz。SDRAM用于程序的運行，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，采用的是64M字節(jié)的K9F1208U0M。復位電路使用的芯片是MAX811，實現(xiàn)上電復位和手動復位的功能。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)速測控模塊調(diào)節(jié)發(fā)電機運轉(zhuǎn)在設定轉(zhuǎn)速，用于模擬發(fā)電機隨著鐵路客車運轉(zhuǎn)的速度。由于S3C2410X內(nèi)部沒有計數(shù)器，而有五個可以輸入外部時鐘的定時器，所以轉(zhuǎn)速測量部分采用定時器測量的方法。轉(zhuǎn)速傳感器即旋轉(zhuǎn)編碼器發(fā)出的脈沖信號作為定時器0的外部時鐘信號，定時器1采用內(nèi)部時鐘，兩個定時器同時工作，定時器1定時結(jié)束后產(chǎn)生中斷，讀取定時器0的計數(shù)值，從而可以測算出發(fā)電機轉(zhuǎn)速。
公式中：M為發(fā)電機轉(zhuǎn)速；T為定時器1的定時時間；N為定時器0的計數(shù)個數(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通過三個繼電器控制變頻器，通過變頻器控制電動機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。同時S3C2410X輸出數(shù)字信號，通過D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為0-5V模擬信號，控制變頻器的輸出頻率來調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速。
負載調(diào)控模塊用來模擬鐵路客車內(nèi)的用電設備運行。原有試驗臺都是用一個體積較大、安裝麻煩的電阻箱負載，通過試驗臺上的轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)整系統(tǒng)的負載電阻，以此來調(diào)整負載電流的大小。這種方法操作不便、調(diào)節(jié)精度差，影響試驗結(jié)果。本系統(tǒng)設計了新型負載調(diào)控模塊，該模塊由EXB841、高速IGBT和負載電阻組成。S3C2410X內(nèi)部有4個具有PWM功能的定時器，利用定時器2可以發(fā)出任意占空比的方波，經(jīng)由專用驅(qū)動器EXB841，控制IGBT的通斷，從而調(diào)整負載電流的大小。
公式中：I為負載電流；U為整流輸出總電壓；τ為定時器發(fā)出方波的占空比；R為負載電阻。從負載調(diào)控模塊的調(diào)試方式可以看出，采用改進的負載電流調(diào)控方法，能夠?qū)崿F(xiàn)負載電流的連續(xù)可調(diào)，具有切換范圍大、體積小、安裝方便、操作簡單等特點。
數(shù)據(jù)采集模塊通過各類型傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器采集發(fā)電機三相輸出電壓、發(fā)電機三相輸出電流、整流輸出總電壓、總電流、負載電流、充電電流、勵磁電流、發(fā)電機前后軸承溫升、整流箱模塊溫升等15項參數(shù)。以上參數(shù)是衡量客車發(fā)電機系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標，且對參數(shù)檢測的精度要求較高，S3C2410X內(nèi)部含有8通道10位AD轉(zhuǎn)換器，其中兩個通道被觸摸屏占用，而且其轉(zhuǎn)換精度也達不到系統(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前加一個八選一的模擬開關(guān)CD4051，這樣CD4051的8個通道加上MAX197剩余的7個通道，就有了15個數(shù)據(jù)采集通道。
人機交互模塊采用了液晶觸摸顯示屏，能實時顯示試驗數(shù)據(jù)，試驗操作更加方便簡捷。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，因此硬件實現(xiàn)較為簡單。
數(shù)據(jù)通信模塊設計了UART接口和以太網(wǎng)接口。UART接口可以完成與近距離PC機之間的串行通信，將數(shù)據(jù)上傳至PC機進行顯示、打印、存儲。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)接口的設計采用CS8900A-CQ3以太網(wǎng)控制器，外加隔離變壓器和RJ-45接口。試驗數(shù)據(jù)可以通過以太網(wǎng)接口送入網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)信息的集成化和遠程監(jiān)督查詢。
4 試驗臺軟件設計
試驗臺選用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，選用Qt/Embedded[5]作為GUI（圖形用戶接口）界面開發(fā)工具。試驗臺的軟件設計工作包括：嵌入式系統(tǒng)交叉開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建，系統(tǒng)引導程序Bootloader的編寫，Linux操作系統(tǒng)內(nèi)核的移植，設備驅(qū)動程序的設計, 基于Qt/Embedded的用戶界面及應用程序開發(fā)。其中最重要的工作是設備驅(qū)動程序的設計和基于Qt/Embedded的用戶界面及應用程序的開發(fā)。
設備驅(qū)動程序?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)動程序劃分為3種類型：字符設備驅(qū)動，塊設備驅(qū)動和網(wǎng)絡設備驅(qū)動。本試驗臺需要設計的驅(qū)動程序有：A/D驅(qū)動，D/A驅(qū)動，LCD驅(qū)動，觸摸屏驅(qū)動，SD卡驅(qū)動，網(wǎng)卡驅(qū)動和串口驅(qū)動等。其中觸摸屏驅(qū)動屬于字符設備驅(qū)動，具體設計過程如下。觸摸屏驅(qū)動程序入口從S3C2410_TS_INIT開始。首先將觸摸屏相關(guān)寄存器的物理地址映射到虛擬地址、設置與ADC相關(guān)的I/O口狀態(tài)、對相關(guān)的寄存器進行設置。接著注冊中斷和字符設備。字符設備操作的結(jié)構(gòu)被S3C2410_FOPS定義。只需定義打開(open)、讀取(read)和關(guān)閉過程(release)。定義TS_RET結(jié)構(gòu)體來存儲觸摸筆動作和A/D轉(zhuǎn)換得到的坐標值。采用了多次測量求平均的均值濾波法，使得到的坐標更為準確。
試驗臺的應用程序采用模塊化的設計思想，主要包括數(shù)據(jù)采集程序、負載調(diào)控程序、發(fā)電機轉(zhuǎn)速測控程序、觸摸屏控制程序、SD卡存儲數(shù)據(jù)程序等。本文給出發(fā)電機轉(zhuǎn)速測控程序流程，如圖2所示。該部分采用了閉環(huán)反饋控制，將通過定時器測得的轉(zhuǎn)速與設定轉(zhuǎn)速比較，經(jīng)PID算法計算出控制量控制轉(zhuǎn)速變化，最終使測得轉(zhuǎn)速與設定轉(zhuǎn)速相一致。
試驗臺圖形用戶界面基于Qt/Embedded設計，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)動方式。主窗口的創(chuàng)建使用最常用方法，基于QMainWindow類創(chuàng)建一個用戶類。在主窗口類中使用new QAction( )設計系統(tǒng)所需的動作，通過addTo( )函數(shù)添加到菜單中，并將相應動作發(fā)出的信號和合適的插槽連接起來，如連接到轉(zhuǎn)速測控、負載調(diào)控、數(shù)據(jù)采集等程序中的函數(shù)。當用戶點擊一個菜單項的按鈕時,應用程序會執(zhí)行其相應的代碼。
5結(jié)論
在滿足發(fā)電機系統(tǒng)基本性能檢測要求的基礎(chǔ)上，以ARM9為核心的鐵路客車發(fā)電機系統(tǒng)試驗臺設計了負載調(diào)控模塊，液晶觸摸顯示屏的人機交互接口，SD卡存儲器和以太網(wǎng)接口等。在嵌入式Linux操作系統(tǒng)上基于Qt/Embedded設計了友好的圖形用戶接口界面。試驗臺具有操作簡捷、測控精度高、實時性好、體積小、自動化程度高的特點，較好地滿足了車輛檢修部門的需求。
【摘要】為適應鐵路跨越式發(fā)展需要，針對客車供水系統(tǒng)的實際情況以及其中存在的問題進行了分析，得到了客車供水系統(tǒng)存在水資源浪費、供水能力不足、維修不斷、冬季易受到凍害、勞動強度大等方面的問題。就這些問題，將理論知識與實際操作相結(jié)合，提出了改進建議，從而滿足客車上水需求，確保鐵路客車平穩(wěn)運營，更好地適應鐵路運輸生產(chǎn)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】鐵路；客車供水；水資源；水栓；檢查維修；改進
隨著國內(nèi)新常態(tài)下提質(zhì)、增效、升級的新階段的經(jīng)濟發(fā)展，根據(jù)國家鐵路建設前期工作進展、中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃調(diào)整和“十三五”規(guī)劃研究等情況的確定，作為鐵路建設的一個組成部分，鐵路給排水工程也必須做出及時的調(diào)整與變更，才能為鐵路的運營目標做出貢獻。
一、既有客車供水系統(tǒng)狀況
（一）既有設備現(xiàn)狀。客車供水系統(tǒng)現(xiàn)階段既有設備是以客車?？渴昼娭潦昼姙榛鶞式ㄔO的，規(guī)定的水栓井間的距離標準為25米?？蛙嚿纤ǔ隹趬毫槎姿^（距離軌面），盡端式客車上水站客車上水栓口壓力為十六米水頭（距離軌面），客車上水栓口上水時流量為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。鐵路客車上水工藝雖然進行了一些改進，但基本上仍然采用手工上水作業(yè)， 采取人工手動開閥上水，即先開水閥，然后手持上水管與列車上水口對接，待水上滿溢出后，再返回去關(guān)水閥，一般每一個上水工要完成4節(jié)車的上水作業(yè)，要走200多米的路。
（三）傳統(tǒng)供水方式。客車上水慣用的供水系統(tǒng)的狀態(tài)是多路同時供水，開放式的系統(tǒng)能夠通過主管網(wǎng)對流態(tài)和供水壓力進行控制，但采用多路進水的相通方式而造成用水量不易計量、供水壓力不足和多管路維修任務繁重等問題尤為突出。
二、對現(xiàn)有供水系統(tǒng)檢查維修
日常巡視或維修供水設備先向本單位調(diào)度報送相關(guān)計劃，及時與車站取得聯(lián)系，在車站調(diào)度及助理值班室的同意下，方可下道進行巡視或維修作業(yè)，同時應做好相關(guān)安全保護工作，駐站聯(lián)絡員及安全員充分發(fā)揮自身職能作用，對供水系統(tǒng)給水栓跑漏水、水栓設備仔細檢查，給水栓相關(guān)檢查項目及標準做到如下。
（一）主要檢查項目、檢查標準。1.水栓體。①質(zhì)量優(yōu)良：開關(guān)靈活，無泄漏。水栓及螺絲無銹、無垢。②合格：水栓有輕微泄露，螺絲稍有銹蝕。2.立管。①質(zhì)量優(yōu)良：牢固、垂直，無泄漏，無銹蝕。②合格：立管稍有傾斜和銹蝕。3.栓室。①質(zhì)量優(yōu)良：井壁完整、無剝落，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)量優(yōu)良：完整、齊全、安全可靠。②合格：稍有缺陷5.井蓋。①質(zhì)量優(yōu)良：完整無破損，無較大縫隙。②合格：井蓋稍有破損或剝落。
（二）一般檢查項目、檢查標準。1.開閉桿。①質(zhì)量優(yōu)良：完好、靈活、支撐卡子良好。無松曠。②合格：開閉桿稍有松曠或桿輕微銹蝕。2.排水。①質(zhì)量優(yōu)良：暢通，無積水。②合格：稍有積水。
三、現(xiàn)存供水系統(tǒng)的問題
（一）供水能力不足。1.“一短一長”變化明顯。一是站停時間變短。列車提速，旅客列車不停站運行區(qū)段延長，在站停留時間縮短，每一站的?？繒r間從原來10-12分鐘縮減為現(xiàn)在6-8分鐘。二是上水間隔變長?？蛙嚿系纳纤g隔時間從原來的2-3小時延長到了4-6小時。這樣“一短一長”的變化直接導致了在停靠站的時候列車無法上滿水，使車廂上水不足、不勻，影響旅客使用，客運服務不到位，已不能滿足需求。2.時間緊、強度大。一是有效時間短?，F(xiàn)階段車站規(guī)定列車進站時立崗，人員需要提前立崗，上水作業(yè)必須在火車發(fā)車前一分鐘內(nèi)完成，所以就要保證在4-6分鐘過內(nèi)完成上水工作。二是勞動強度大。上水作業(yè)包括將四節(jié)車廂的上水膠管固定，然后往返將閥門開關(guān)，將上水膠管摘除等一系列規(guī)定動作，這還沒有將脫落的上水膠管重新連接以及開關(guān)對應的閥門的時間計入其中。3.水資源浪費嚴重。一是浪費的原因。旅客列車每節(jié)車廂的貯水箱是獨立的，均采用水滿自溢形式，車廂上水管采用DN25mm鋼管，上水員從發(fā)現(xiàn)水滿溢流到關(guān)閉上水栓的過程中，就已造成水資源的浪費。二是浪費的程度。據(jù)估算，一列客車加一次水約浪費750～1000升的水，這不僅造成了水資源的浪費，而且也增加了運輸成本支出，與新常態(tài)下的經(jīng)濟發(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，各個車站的實際水壓一般低于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。二是實際變化較大。列車在正常上水時，短時間內(nèi)需要使用大量的水，管網(wǎng)壓力短時間內(nèi)發(fā)生劇烈的變化及上水系統(tǒng)的壓力波動從而影響實際上水壓力變化較大。5.冬季問題凸顯?？蛙嚬┧到y(tǒng)在北方地區(qū)的冬季，容易發(fā)生凍結(jié)，每年從11月下旬開始，由于上水管里的水排不干凈，客車上水栓大面積凍結(jié)， 每天都要投入大量的人力進行解凍工作，給上水工作帶來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）水量無法確定。1.用水量不清楚?？蛙嚬┧到y(tǒng)的總供水量會因為供水表的計算誤差疊加，供水系統(tǒng)同時為多路供水而產(chǎn)生一定的誤差。2.需水量不確定。客車上水作業(yè)還會因為列車水箱水量的不確定性而產(chǎn)生盲目性。
四、改進措施及建議
在進一步提高列車上水速度的同時，應該提高系統(tǒng)供水的能力，從理論的角度分析有五種方式解決這一問題：一是改變現(xiàn)行上水作業(yè)方式；二是實現(xiàn)信息化管理；三是提高并穩(wěn)定列車上水栓供水壓力；四是針對北方地區(qū)增加防凍措施；五是實現(xiàn)自動控制客車上水系統(tǒng)。
摘要：介紹了普通鐵路客車車體腐蝕現(xiàn)狀及原因，歸納總結(jié)了現(xiàn)有提升車體防腐性能的措施。通過研究腐蝕原因及現(xiàn)有控制措施，從結(jié)構(gòu)、材料和涂裝三個方面提出防腐優(yōu)化措施。
關(guān)鍵詞：普通鐵路客車；防腐；優(yōu)化措施
0前言
普通鐵路客車車體主要材質(zhì)為碳鋼，客車使用過程中一大主要問題是車體腐蝕，腐蝕使金屬材料受到損傷，降低構(gòu)件的承載能力，從而降低了車輛使用壽命，同時增大了檢修工作量及材料消耗，使修車費用增加。本文從車體腐蝕現(xiàn)狀及原因出發(fā)，重點調(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，提出防止車體腐蝕的優(yōu)化措施。
1鐵路客車車體腐蝕現(xiàn)狀及原因
1.1 車體腐蝕現(xiàn)狀
普通客車車體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為碳鋼，由于車內(nèi)冷凝水及清潔用水等問題，車體鋼結(jié)構(gòu)大部件會出現(xiàn)不同程度的腐蝕現(xiàn)象。
1.2 腐蝕原因分析
通過查看報廢車輛的車體腐蝕情況，發(fā)現(xiàn)車體腐蝕與結(jié)構(gòu)設計、車體材質(zhì)和涂裝材料三個方面有關(guān)。
1.2.1結(jié)構(gòu)設計問題
（1）餐車水盤區(qū)域積水腐蝕
A5修時發(fā)現(xiàn)餐車水盤區(qū)域波紋地板腐蝕嚴重。餐車廚房區(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體側(cè)墻一側(cè)增加了不銹鋼壓板，而在間壁一側(cè)未設置壓板。廚房間清洗作業(yè)時，清潔水沿著不銹鋼與間壁墻之間縫隙滲入地板間。同時，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入車內(nèi)。
（2）通過臺區(qū)域冷凝積水腐蝕
通過臺地板采用的材料是普通的耐候鋼，耐腐蝕性能較差；該區(qū)域長期接觸潮濕空氣或水，環(huán)境相對惡劣；同時，此處只有直徑6mm的排水口，容易堵塞，導致積水無法排出，導致此處的地板易產(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，在根部會形成封閉腔體，內(nèi)部涂裝防護困難。車輛在運用中不斷的有水汽形成，在根部匯集，無法排出，在墻板內(nèi)外通道處不斷的進行腐蝕。
（4）窗口區(qū)域冷凝積水腐蝕
立柱和縱梁通過塞焊與墻板焊接，形成了自然的空氣夾層，夾層處無法噴涂防腐材料，溫度變化產(chǎn)生的冷凝水腐蝕梁柱；車內(nèi)外溫差不同，造成窗戶玻璃產(chǎn)生冷凝積水，窗口處無排水結(jié)構(gòu)，部分老車型窗口密封性難以保證，雨水通過窗口縫隙進入車內(nèi)。
（5）搭接結(jié)構(gòu)冷凝積水腐蝕
目前客車設計中，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，焊后也無法補漆，而且封閉腔內(nèi)也無法涂裝防護，側(cè)柱內(nèi)的冷凝水及灰塵等容易進入縫隙內(nèi)側(cè)，形成腐蝕介質(zhì)，對墻板及波紋地板造成腐蝕。
1.2.2車體材質(zhì)問題
車體鋼結(jié)構(gòu)主要材質(zhì)為耐候鋼Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD，相對普通碳素鋼Q235A，耐候鋼的相對腐蝕速率為60%，耐腐蝕性較低。
1.2.3涂裝材料問題
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、縫的部位無法處理到位。
（2）涂裝時任意添加過多的稀釋劑、涂膜過薄或一次涂敷過厚、漏涂漏刷防銹涂料。除銹后未及時涂防銹涂料、底層涂料未干透就涂第二層涂料或安裝木結(jié)構(gòu)。涂裝過程中，邊、角、孔、洞、縫區(qū)域，型材內(nèi)部、型腔內(nèi)部區(qū)域無法噴涂到位。
2 F路客車車體現(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開排水孔實現(xiàn)，同時為了兼顧防火要求，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)柱靠近根部設計了直徑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)的客車中，車體材料均為普通碳鋼，材料本身的耐腐蝕性較差。1992年后的新造客車中，車體材料以耐候鋼為主，同時廁所間及盥洗間等區(qū)域地板采用不銹鋼，車體整體耐腐蝕性得到提升。
2.3 涂料防腐蝕
自運輛客車函〔2015〕73號文下發(fā)后，整體對新造客車防腐方案及防腐涂料進行規(guī)范統(tǒng)一，包括底材處理標準、涂層體系規(guī)定、涂料品種、質(zhì)量檢測等方面，基本保證了涂層體系的使用壽命及車輛運用需求。此項改進較大的提高了車內(nèi)、底架防腐涂層使用壽命。
3 鐵路客車車體防腐蝕優(yōu)化措施
3.1結(jié)構(gòu)設計防腐蝕優(yōu)化
3.1.1餐車水盤區(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，周圈再涂打密封膠進行密封，從而防止清潔用水沿著縫隙滲入地板。
3.1.2通過臺區(qū)域防腐蝕提升措施
經(jīng)現(xiàn)車分析發(fā)現(xiàn)，通過臺區(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)化改進時可將此地板材質(zhì)改為不銹鋼板或者在地板合適部位設排水槽，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，在根部會形成封閉腔體，使得內(nèi)部無法涂裝防護，同時積水會在封閉腔體內(nèi)聚集，造成側(cè)柱根部腐蝕。后續(xù)改進時，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，可以實現(xiàn)側(cè)墻骨架的整體涂裝防護，同時，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置排水機構(gòu)。如在側(cè)墻窗口下方設置接水盤，接水盤下設有排水管，用于將窗口處的積水收集并排出車外。
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，在底架邊梁刨槽，與墻板采用對接滿焊，墻板內(nèi)側(cè)與邊梁也采用滿焊焊接，同時焊接后涂打密封膠，防止積水及灰塵等雜物進入縫隙中對墻板造成腐蝕，如圖2所示。
3.2車體材質(zhì)防腐蝕優(yōu)化
目前25型客車車體鋼結(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)設計時可考慮使用耐腐蝕性能更高的材質(zhì)來提高防腐性能。如車體材質(zhì)由普通耐候鋼改為S350EW，枕外通過臺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）涂料嚴格按73號文標準執(zhí)行，選擇CRRC認證過的涂料；
（2）針對環(huán)氧防腐底漆，提高耐鹽霧性（NSS）指標，增強對基材的保護；
（3）針對車內(nèi)及車下底架，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，增強防腐性能。
3.3.2涂裝工藝措施更改
（1）制定碳鋼板（型）材預處理規(guī)范，針對板材特點分別采用拋丸、噴砂或酸洗磷化等工藝，提升板材預處理質(zhì)量；
（2）梳理、檢查易形成封閉腔的部位，進一步明確涂裝要求；
（3）針對車體“邊、角、孔、洞、縫”部位進行重點噴涂；
（4）對重點腐蝕部位進行密封，防止腐蝕介質(zhì)侵入；
（5）加強涂料質(zhì)量控制及委外工序的控制。
4 結(jié)論
本文通過分析車體腐蝕現(xiàn)狀及現(xiàn)有防腐蝕方法，提出了通過結(jié)構(gòu)改進、材料優(yōu)化和涂裝改進三方面的措施來提升車體的防腐蝕性能，從而減少檢修時對車體的挖補，延長車體使用壽命。
1.作者簡介：侯亞輝（1989-），男，助理工程師，主要從事碳鋼車車體結(jié)構(gòu)設計工作。
摘要 ： 分析該種新型鐵路客車車輛車體結(jié)構(gòu)特點的基礎(chǔ)上，建立了車體結(jié)構(gòu)的有限元模型。結(jié)合該客車車輛的實際運行狀態(tài)，確定了垂向載荷、縱向拉伸、縱向壓縮、扭轉(zhuǎn)等7種工況，并分析了車體結(jié)構(gòu)在各個工況下產(chǎn)生的應力，以判斷其靜強度是否滿足運輸要求。為車體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和疲勞壽命分析提供參考。
關(guān)鍵詞： 新型鐵路客車車輛；車體結(jié)構(gòu)；靜強度；有限元模型
1 前言
該種新型鐵路客車車輛主要由車體、轉(zhuǎn)向架和各種電氣設備組成。其中，車體主要承擔裝載乘客和各種電氣設備安裝基礎(chǔ)兩大功能，同時也承受著在各種運行工況下乘客和電氣設備所產(chǎn)生的附加力。車體的強度是反映車體性能的重要技術(shù)指耍強度不夠，將使車體結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件在早期出現(xiàn)裂紋和疲勞斷裂等，從而大大影響車輛的整體性能。對車體靜態(tài)下的強度進行計算和分析，是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。本文利用有限元分析軟件，針對該種車輛的典型運行工況，提出了相應載荷及邊界約束條件施加的實現(xiàn)方法，并對跨坐式單軌車輛頭車車體結(jié)構(gòu)進行了靜強度分析，得到了該車體的應力分布。通過合理選擇車體結(jié)構(gòu)形式及尺寸參數(shù)，可使車體具備良好的靜態(tài)特性。
2 車體結(jié)構(gòu)及參數(shù)
該種車輛車體主要由車頂、側(cè)墻、一位端墻、二位端墻、底架等組成，如圖1所示。整個車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度較高的鋼板材質(zhì)。車頂和側(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?shù)牡胤郊友a強梁，車頂則用加橫向彎梁的方法起到加強的作用。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)。具體車體鋼結(jié)構(gòu)外觀見圖1所示
車頂、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成中空筒行結(jié)構(gòu)，具體車體的主要外形尺寸及質(zhì)量如表1所示。
3 車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輛頭車車體三維幾何模型，以及軟件提供的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換接口，以適當?shù)臄?shù)據(jù)格式將其轉(zhuǎn)換到有限元分析軟件中，并對其結(jié)構(gòu)進行離散。采用該方法進行有限元建模時，有必要在有限元分析軟件中對模型進行幾何清理，修正幾何之間的拓撲關(guān)系，以便進一步劃分網(wǎng)格。整個車體主要采用板殼單元模擬，側(cè)門上角及端門補強角采用實體網(wǎng)格，空簧、心盤、枕內(nèi)外頂車位、端墻加載區(qū)域等處設rbe3單元，車鉤安裝區(qū)域設置rigid單元，如圖2～3所示。車體坐標系方向如圖2所示：X向――車體縱向，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)該種客車車輛的實際運行狀態(tài)，確定了垂向載荷、縱向拉伸、縱向壓縮、扭轉(zhuǎn)等9種工況，無論何種工況，車體都將承受安裝在其上的各種設備的質(zhì)量。車體配備的主要設備的質(zhì)量見表2。7種工況具體見表3
4 靜強度計算結(jié)果
按照上述各個工況下載荷和邊界條件的施加情況，對車體結(jié)構(gòu)進行靜強度分析計算。車體在15種工況作用下的最大應力值及相應的部位見表4所示。部分應力云圖如圖4～8所示
5 結(jié)語
5.1 該種筒型車體有著本身的結(jié)構(gòu)特點，焊接是車體的主要連接方式，使用板殼單元模擬車體結(jié)構(gòu)的有限元處理方法是車體靜強度分析的有效方法；
5.2 通過對該種新型車輛車體的靜強度計算分析，可得出以下結(jié)論：強度各工況下，端墻立柱，波紋地板與橫梁連接處等區(qū)域存在較高計算應力，可適當進行補強。
摘 要：介紹19K型鐵路客車軟臥改硬臥總體及各系統(tǒng)主要技術(shù)方案、計算分析及試驗驗證等。
關(guān)鍵詞：軟臥車；硬臥車；改造；計算分析
1 前言
隨著鐵路客車的升級換代，為了提高舒適度、防火阻燃安全性能及提高客車運用率，既有客車加裝改造已經(jīng)成為一種趨勢，各鐵路局客車改造除了運輸旅客使用外，也會利用閑置的動車組或車輛進行特種車改造，包括工務車、旅游車、救援車等。本文客戶要求將19K型軟臥結(jié)合A5修改造為25K型硬臥車，定員由16人增加至66人，加裝集便裝置，車體、制動、電氣系統(tǒng)及車上服務設施相應實施改造。
2 改造總體概述
原車平面布置見圖1，將一位廁所改為配電室，乘務室改造，一位走廊增加臥具柜，取消車輛中部洗臉間、8個軟臥客室、淋浴間，改為11個開敞式硬臥客室及大走廊；二位端增加二位廁所、雙洗間等，改造后平面布置見圖2。二位端車下枕內(nèi)外各加裝一個污物箱，新增集便裝置用總風缸。車頂一位端設一臺單元式空調(diào)機組，二位廁所新增自然通風器，二位通過臺新增廢排通風器。車端取消43芯集控、5芯電控插座。
3 各系統(tǒng)改造
（1）車體鋼結(jié)構(gòu)。一位端KLD35空調(diào)機組平臺改造為KLD45空調(diào)機組平臺，空調(diào)機組平頂板采用3mm厚06Cr19Ni10不銹鋼。車窗窗口根據(jù)平面重新布置，為提高側(cè)墻平面度，新開窗口兩邊先焊接立柱，后開窗口及封堵原車窗口。車底增加污物箱橫梁、縱梁及安裝吊座。為保證吊座的平面度，焊接過程中用水管找平，吊座采用8mm厚Q345GNH耐候鋼。車底增加總風缸及集便供風管路縱梁和吊卡，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。因車輛重量發(fā)生變化，轉(zhuǎn)向架各彈簧、制動杠桿比按改造后整車重量核對參數(shù)，以滿足改造后使用要求。
（3）制動系統(tǒng)。供風系統(tǒng)采用雙管供風形式， F8分配閥，盤形基礎(chǔ)制動裝置。按照（運輛客車函[2016]8號）《關(guān)于重新印發(fā)客車手制動機防反轉(zhuǎn)制動改造方案的通知》改造手制動鏈，保證行車安全。車上設緊急制動閥和制動管風表、總風表。設置可從車上、車下操作的緩解閥。防滑器國產(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、排風閥座改造。根據(jù)集便器改造需求，新增總風缸及相應管路。為防止集便器集中用風時，可能超過機車供風能力問題，總風管給總風缸（生活風缸）供風支路節(jié)流通徑為2mm。
（4）給水衛(wèi)生系統(tǒng)。給水系統(tǒng)設凈水箱、注水裝置、溫水箱及供排水管路組成。照明柜與水箱分別設液位儀及液位傳感器。洗臉間設溫水箱。注水裝置避開便器防護箱檢查門，不影響防護箱內(nèi)配件維修。水箱、管路與排空管路相連，保證在系統(tǒng)停止使用時能排空凈水（以防凍結(jié)）。電茶爐具有缺水、防干燒保護功能，接水盤為不銹鋼材質(zhì)，安裝位置在乘務員室外與一位小走廊臥具柜相鄰。
二位端一、二位側(cè)分別設一個蹲式廁所，廁所車窗加裝統(tǒng)型防護欄。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計，制造安裝方便。盒子間材質(zhì)采用玻璃纖維和碳纖維復合材料復合材料以及進口色漿和膠衣制成，盒子間背面采用網(wǎng)格狀加強筋以提高衛(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。二位端車下枕內(nèi)外各增加一個真空污物箱，兩個污物箱總?cè)萘坎恍∮?00L。
（5）空調(diào)通風采暖系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)由空調(diào)機組、空調(diào)控制柜、送風道、回風道、廢排裝置、自然通風系統(tǒng)、可調(diào)送風口和回風口等構(gòu)成，主送風道采用硬質(zhì)聚氨酯鋁箔發(fā)泡板，鋁板敷貼保溫材，提高了風道保溫效果，節(jié)約能量。改造后空調(diào)機組安裝于一位端車頂部鋼結(jié)構(gòu)平臺上，機組型號為KLD-45/09-E，帶新風預熱功能，制冷劑采用環(huán)保型R407C代替破壞臭氧層的R22，制冷量比25K型其他硬臥車多5KW，提高了乘務員與旅客的舒適性。在乘務員室、客室、雙洗間、廁所都設有空調(diào)送風口，廁所、茶爐室、雙洗間的廢氣由設于其車頂部的自然通風器排出車外。其余大部分廢氣由設在一位小走廊的回風口吸入，作為再循環(huán)空氣進入機組，小部分廢氣由二位端小走廊頂部廢排風機通風口排出車外，廢排風機通風口也可作為緊急情況下應急通風設備使用。空調(diào)機組配線及冷凝水管執(zhí)行運輛客車函[2015]395號《中國鐵路總公司運輸局關(guān)于印發(fā)客車常見故障專項整治方案的通知》的要求。配電室、乘務室、客室、大走廊和一、二位端小走廊設置單元板式電加熱器（普通型），加不可恢復式超溫保護裝置，全車功率約14KW。
（6）電氣系統(tǒng)。采用發(fā)電車雙路集中供電，供電制式為380V/220V 50Hz三相四線制。配電室內(nèi)設置電源轉(zhuǎn)換柜、空調(diào)控制柜、塞拉門電源箱、應急電源車上箱、工具柜。乘務員室內(nèi)設置防滑器、照明柜、集便控制柜。電源D換柜為統(tǒng)型，設置在線漏電檢測裝置。照明柜設置DC48V系統(tǒng)絕緣監(jiān)測裝置。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。車輛采用LED燈照明，具有節(jié)能環(huán)保，壽命長的優(yōu)點，設應急照明。照明布置如下：客室內(nèi)及客室門口對應大走廊處各設一個有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位通過臺、小走廊分別設一個有效光通量為1800lm的頂燈。一、二位廁所、雙洗間分別設一個有效光通量為750lm的壁燈，乘務員室、配電室各設一個有效光通量為1500lm的頂燈?？褪彝鈧?cè)墻各設一個地燈。乘務室、配電室側(cè)墻設1個交流220V五孔插座，大走廊側(cè)墻設3個交流220V五孔插座，方便乘務人員和旅客充電使用。在客室大走廊處設3個揚聲器及3個揚聲器開關(guān)，乘務員室設1個揚聲器及音調(diào)開關(guān)。在大走廊兩內(nèi)側(cè)間壁分別設一個信息顯示屏。旅客信息系統(tǒng)可以顯示運行速度、當前時間、車外溫度、前方到站、列車運行狀態(tài)、宣傳標語及廣告信息等內(nèi)容。
（7）內(nèi)裝設備。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明釘?shù)姆膺吤骺p結(jié)構(gòu)，效果美觀。在通過臺及走廊部位，將原來的膠合板地板取消，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，采用自動焊接設備和專用廠房，防止地板布鼓泡。采用包裝嚴密的超細玻璃棉。玻璃棉板及包裝材料性能指標應符合TB/T 3138-2006《機車車輛阻燃材料技術(shù)條件》中相關(guān)規(guī)定。
原車兩個小走廊至客室隔T更新為折頁門，門上設有門芯窗，下部設有通風格柵。
乘務員室門、一位廁所門、二位廁所門新制，新增配電室門；各門均為折頁門，乘務員室和配電室門上設有觀察窗。原車所有車窗及內(nèi)飾框均取消，更新為25T統(tǒng)型車窗，新制內(nèi)飾框。
4 檢修部分
未改造部分按照《中國鐵路總公司關(guān)于印發(fā)的通知》（鐵總運〔2014〕349號）及鐵總文件要求執(zhí)行。
5 計算分析
（1）重量分配計算。整車計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)墻窗口改造強度對比分析。改造時對側(cè)墻窗口封堵后重開，對改造前后側(cè)墻強度作對比分析，結(jié)果滿足車體強度要求。
（3）車頂空調(diào)安裝平臺靜強度分析計算。根據(jù)TB/T1335-1996 要求，車頂安裝平臺在縱向、垂向、橫向三個方向上的合成應力不應大于材料的屈服極限。根據(jù)計算結(jié)果，空調(diào)平臺的強度條件符合標準TB/T1335-1996的使用要求。
（4）軸箱彈簧計算。根據(jù)整車設計重量，選用的軸箱彈簧參數(shù)須更新，更新后滿足使用要求。
（5）制動距離計算。根據(jù)改造后車輛自重、載重及選用的杠桿比，對改造后車輛制動距離進行計算分析，車輛改造后按140km/h初速度緊急制動距離小于1100m的要求。
（6）動力學性能分析?？蛙囋诟脑旌蟮膭恿W性能較改造前動力學性能指標如穩(wěn)定性、曲線通過能力都有所改善，在安全性方面有所提高。
（7）用電負荷計算。根據(jù)全車電氣負載，RW19K型客車改為YW25K型客車后電氣負荷滿足單車及編組使用的要求。
6 試驗驗證
廠修規(guī)程中的例行試驗及稱重、限界檢查等型式試驗均合格。
7 結(jié)論
改造結(jié)合新型高檔鐵路客車產(chǎn)品及成熟的設計結(jié)構(gòu)，旅客界面較25K型硬臥車有較大提升，滿足了鐵路局增運增收需要，也為變車種改造提供了借鑒經(jīng)驗?？蛙嚱?jīng)過近半年的運用，運行情況良好，受到了用戶好評。
作者簡介：齊凱，男，學士學位，工程師，研究方向：客車設計及加裝改造。
摘 要：我國鐵路客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)焊接技術(shù)對我國的鐵路客車行業(yè)及其交通運輸行業(yè)起著至關(guān)重要的作用。近幾年來，我國鐵路客車轉(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輛結(jié)構(gòu)的自重。但是，運行速度的提高、載重的增加都會使轉(zhuǎn)向架的構(gòu)架承載情況變得很糟糕，鐵路客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭存在的焊接缺陷會導致很嚴重的車輛安全性能問題，而鐵路客車安全性能方面的問題才是整個鐵路客車行業(yè)乃至整個交通運輸業(yè)最重要的問題。所以，對鐵路客車轉(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
高速化的鐵路客車正好適應如今人們對交通工具的高要求，高速鐵路也已然成為各國鐵路現(xiàn)代化的重要標志。然而，任何高速的交通工具都有它安全可靠性的問題存在，隨著現(xiàn)如今鐵路客車速度的提高和載貨量的持續(xù)增長，導致鐵路的動態(tài)性能下降，輪軌之間的磨損程度問題在日益凸顯。輪軌之間的相互作用可能會引發(fā)脫軌，一旦脫軌，后果便不堪設想了。在以往的鐵路客車中，車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭暴露出許多疲勞可靠性的問題，如客車在運行過程中出現(xiàn)焊縫斷裂、測量立板撕裂等問題，嚴重危機人們的行車安全。因此，研究鐵路客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭的疲勞可靠性，對保證列車安全是十分重要的。
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
近幾年國內(nèi)外對鐵路客車行業(yè)發(fā)展的競爭日益激烈，隨之也都對鐵路客車轉(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結(jié)構(gòu)壽命的預測方法、焊接接頭或承載部件的壽命檢測等方面，發(fā)達國家已經(jīng)形成了比較完善的結(jié)構(gòu)體系，并有了許多研究成果。中國除了對這些成果進行引用、吸收外，也在自主研發(fā)更高速、更安全的客車，尤其對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞的可靠性進行了深入研究。
2 焊接缺陷方面的分析
鐵路客車轉(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決定了它在生產(chǎn)過程中必然會出現(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。
鐵路客車的焊接欠缺可以分為兩類：一類為焊接變形，殘余應力；一類為類裂紋欠缺。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)生就會發(fā)生很嚴重的后果，這是焊接結(jié)構(gòu)中最危險的一種情況。宏觀裂紋顯然是不能繼續(xù)使用，焊接結(jié)構(gòu)甚至整個客車可能會報廢，微觀裂紋雖然能堅持一段時間，但是如果不能及時發(fā)現(xiàn)，也會降低疲勞可靠性，這種輕微裂紋在客車行駛過程中一點一點的磨損，極有可能造成更大的安全隱患。針對這些焊接裂紋，有關(guān)研究人員也進行了相關(guān)研究。
2.1 熱彈-塑性有限元法
這是一種測量焊接變形和殘余應力的有效方法，十分復雜的焊接結(jié)構(gòu)可能需要大量的計算，對于大型鐵路客車，這種針對裂紋一個個進行計算研究的方法顯然是不符合實際的，這種方法將跟蹤整個焊接的過程，它可以計算焊接過程中每一時刻的溫度，根據(jù)每個溫度下客車反應的應力進行累加，最后得出殘余應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)架在焊接過程中，金屬會因高溫而變形進而產(chǎn)生焊接裂縫。此時的變形程度相當于遭受到了一個外加載荷，被稱為焊縫收縮力。鐵路客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的自身結(jié)構(gòu)、焊接的技藝、焊接溫度都會影響焊接收縮力的大小。所以我們可以通過計算這個力進行估計在焊接過程中金屬產(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
這種方法假設導致轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在焊接過程中產(chǎn)生變形的原因是熔化了的金屬在冷卻過程中遇到了熱收縮。研究者通過對模型進行實驗，用金屬模型在900°的溫度下進行焊接，然后將金屬冷卻至室溫，觀察金屬的反應情況，金屬在這種條件下會發(fā)生收縮變形，將實驗現(xiàn)象轉(zhuǎn)換成數(shù)值記錄在冊，將得到的模擬實驗數(shù)值進行分析，金屬熔化的截面區(qū)形狀有助于我們研究焊接技巧，采取相應措施改善焊接技巧，可以進一步提高鐵路客車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性。
3 結(jié)語
轉(zhuǎn)向架構(gòu)架是鐵路客車的主要承載部位，它的疲勞強度對鐵路客車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，為了確保鐵路客車在行駛過程中的安全我們需要對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接接頭疲勞可靠性進行深入研究，尤其在焊接設計階段，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準確的對焊接疲勞可靠性進行評估，準確的評估出焊接疲勞可靠性有助于提高鐵路客車的行駛性能和極大解決鐵路客車安全性的問題，對于我國交通運輸業(yè)的發(fā)展也是起到了推動性的作用。
【摘 要】現(xiàn)如今人們的生活水平在不斷提升，這使得人們對于衣食住行有了更高的要求，長途出行多選擇通過鐵路交通來加以實現(xiàn)，特別是在近些年來我國鐵路技術(shù)的不斷發(fā)展，使得我國的鐵路客車發(fā)展得到了空前的進步，再加之動車和高鐵的不斷投入運營，使得我國的鐵路運輸行業(yè)蒸蒸日上。
1 當前對鐵路客車車輛進行檢修的現(xiàn)狀分析
我國社會主義事業(yè)在不斷發(fā)展，使得經(jīng)濟迅速進步，鐵路客運具有靈活性、快捷性和高效性的特點，近些年來對于高鐵和磁懸浮列車投入運營，使得鐵路運營的舒適性也得到了更高的發(fā)展。所以鐵路運營一直都是人們出行所青睞的一個主要的出行方法。到目前來說，我國的鐵路交通事業(yè)一直在精益求精，到2011年，我國鐵道部門首次提出了三個重中之重的安全理念。需要將客車安全當作是安全工作當中的重點和嚴抓對象，包括對高鐵和普通列車的安全性必須予以充分保障，且不容出現(xiàn)半點馬虎[1]。同時還需要強化安全管理工作，這是運行當中的一個重點工作，然后就是要抓落實作為安全管理工作當中的一個重點。
從客車的車輛檢修來看，列車的運行過程中，車輛的供電系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)，車輛的防滑器工作狀態(tài)是否正常，運行中有無車輪擦傷，軸承溫度是否超限報警，配電室等重點防火部位有無火災險情，空調(diào)系統(tǒng)是否提供舒適的環(huán)境溫度等，都是保證客車安全運營的重要基礎(chǔ)。從現(xiàn)階段來看我國鐵路的客車車輛檢修技術(shù)正在不斷地更新和發(fā)展，管理理念落后是導致客車安全和鐵路發(fā)展的一個較為突出的問題。所以，對于我國鐵路客車的檢修技術(shù)進行進一步的改革、創(chuàng)新和發(fā)展，能夠有效地將客車推進到世界的先列范圍內(nèi)。從現(xiàn)有的檢修技術(shù)手段和設備來看，檢修過程當中還存在著一些弊端[2]。
其實質(zhì)工作是檢修設備的粗放和老化，已經(jīng)逐漸無法適應當前社會現(xiàn)代化發(fā)展和客車車輛檢修的需求。同時智能化的系統(tǒng)相對來說較為陳舊，例行檢驗實驗的時候，其所得到的數(shù)據(jù)并不準確，檢修效率較低，這些情況給專業(yè)的檢修人員造成了很大的困擾。因為檢測數(shù)據(jù)不準確，可能會導致對車輛性能評估錯誤，進而就可能會，連續(xù)進行后續(xù)的二次檢測，一方面會浪費很大的人力、物力和財力，同時也可能會對客車的安全運行造成一定的威脅。因此針對這種情況，有效地分析提升鐵路檢修技術(shù)的措施是十分重要的。
2 提高鐵路客車車輛檢修技術(shù)等能力措施分析
2.1 提升鐵路客車車輛檢修技術(shù)能力
為有效地提高高鐵車輛檢修的技術(shù)能力，就必須建立科學合理安全可靠的鐵路車輛檢修體系。所以需要對車輛進行綜合調(diào)查和研究，弄清車輛的哪些系統(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，并且對于檢查技術(shù)進行合理的科學的改進和創(chuàng)新?？蛙嚨能囕v制動系統(tǒng)對于客車的安全是十分重要的，我們可以對塞門進行多功能實驗，進而進行有效地改造。因為，剛剛出臺的鐵路客車檢修規(guī)定對于各種型號的塞門的實驗臺都提出了更加明確的指標和標準，提出了更高的風壓要求[3]。所以，原本的塞門實驗臺功能較為單一，其只能夠?qū)τ谡劢侨T、截斷塞門、緩解閥、排水塞門等進行泄漏試驗，但卻并不具備調(diào)壓的功能，所以不能夠有效地適應新的鐵路客車檢修的規(guī)定，這樣就無法滿足新的鐵路客車檢修規(guī)定的相關(guān)要求。
2.2 提升客車車輛檢修技術(shù)的實際方法
從總體上來看，為了有效地提高鐵路客車車輛檢修技術(shù)的水平，相關(guān)的措施手段還需要在實踐當中進行總結(jié)?，F(xiàn)如今已經(jīng)出臺的新的鐵路客車檢修規(guī)程，其對于客車檢修的專業(yè)人員有了更高的要求，和傳統(tǒng)的檢修相比現(xiàn)如今檢修人員在對車輛進行檢修的時候，需要將陳舊的觀念和檢查標準進行排除，并且不斷更新現(xiàn)有的檢修標準，不斷地適應新形勢和新需求的發(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準。
而在此背景之下，相關(guān)的鐵路客車檢修部門需要對客車車輛檢修人員進行重新檢修規(guī)定的學習和測試。這樣能夠使鐵路的客車檢修人員可以更好地對于鐵路客車檢修工作的相關(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，使得相關(guān)的檢修人員的素質(zhì)有所提高[4]。要求鐵路檢修部門開設相關(guān)培訓班，聘請專業(yè)技術(shù)人員、學習相關(guān)的先進檢修理論和知識，便于使得鐵路客車檢修人員可以及時掌握先進的檢修設備和操作技術(shù)，這樣在進行車輛檢修的時候，就能夠提高車輛檢修的準確度。
另外，提高鐵路客車的車輛檢修能力需要投入大量的科技和資金。因為鐵路客車車輛的各種零部件構(gòu)造都十分復雜，所以在對其進行檢查的時候，進行相關(guān)裝配實驗和測試，具有較高的標準。而且檢修設備還需要不斷地進行更新和改進，這就要求檢修部門在進行檢修的時候，需要配置升級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，對于鐵路客車車輛檢修技術(shù)水平的提升是十分重要的，對于該階段相關(guān)的技術(shù)小組需要獨立完成對于賽門多功能試驗臺的檢修和改造，因為目前市面上并沒有能夠滿足相關(guān)技術(shù)要求和標準的試驗臺，這樣這階段就充分地發(fā)揮出技術(shù)人員的優(yōu)勢和作用，對于原有的塞門實驗臺進行改造，而且對于制約客車車輛檢修制動系統(tǒng)檢測試驗的生產(chǎn)難題進行逐一地破解。
3 結(jié)語
綜上所述，該研究主要針對提高鐵路客車車輛檢修技術(shù)能力的措施進行簡單的分析。筆者認為，在我國鐵路事業(yè)不斷發(fā)展和蒸蒸日上的過程當中，未來我們還有許多的路要走，在此過程當中，需要不斷積累經(jīng)驗，要努力在實踐當中總結(jié)經(jīng)驗不斷積累，做好鐵路客車的車輛檢查技術(shù)的提高，以便于從根本上保證客車的安全穩(wěn)定運行，保證人們的安全。
【摘要】近年來,客車的設計在注重性能、實用的同時,越來越注重乘客對客車內(nèi)環(huán)境的藝術(shù)造型方面的要求。重視鐵路客車內(nèi)飾的藝術(shù)造型設計不僅是乘客審美的需求,也是社會發(fā)展的必然趨勢。
【關(guān)鍵詞】鐵路客車;藝術(shù)造型設計;美學
客車的藝術(shù)造型設計不同于一般的繪畫、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)客車產(chǎn)品的功能特點。
美學基礎(chǔ)是客車具有的優(yōu)美形態(tài),能給人以美的享受。要求我們在設計時用美學原則去研究現(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)在國內(nèi)客車設計面臨的主要矛盾和問題則是美貌問題,即藝術(shù)造型設計問題,我國一直以來把重心放到技術(shù)和和生產(chǎn)方面,客車的功能只是多載客,而忽視了客車內(nèi)飾的藝術(shù)造型。
一.客車內(nèi)飾藝術(shù)造型設計的美學原則
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?？蛙囀侵苯訛槁每头盏脑O施,車內(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、使用等的生活習慣和需求。
比例是形態(tài)設計中用于協(xié)調(diào)設計形態(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、標牌外形等。在客車形態(tài)設計中常用的比例關(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)比的簡單配合,也可以是分數(shù)形式的配合,其優(yōu)點是易產(chǎn)生有韻律的布置。小到鍵盤的形態(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,其分割后的長度與原線段之比等于短線與長線之比,即:
L/X=X/(L-X)
進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)造型中比例設計的一種學派觀點,它是從人體的絕對尺寸出發(fā),選定人的下垂手臂、臍、頭頂、上伸手指尖四個控制點距地面分別為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),利用四個數(shù)值分別插入其他數(shù)值,便形兩套級數(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 的相對輕重關(guān)系,"在視覺藝術(shù)中,均衡是任何欣賞對象中都存在的特征,在這里,均衡中心的兩邊得視覺趣味中心,分量是相當?shù)摹?--美國的托波特 哈姆林在《二十世紀建筑的功能和形式》中這樣說說。這里均衡感的產(chǎn)生可由規(guī)則均衡--對稱和不規(guī)則均衡――動態(tài)對稱(又稱平衡)的形體關(guān)系來表現(xiàn),因此,客車內(nèi)飾造型設計中對稱的運用不僅出于功能要求,也是人們的審美需求,在造型設計中廣泛應用。車內(nèi)大部分設施均采用左右對稱造型。如燈具、鏡子、衣帽鉤等。為了取得客車造型的生動,達到功能和藝術(shù)的統(tǒng)一,也常采用動態(tài)對稱布置。
穩(wěn)定是指造型物各部分間的相對輕重關(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,由于鐵路客車與陸地上見到的產(chǎn)品造型不同,它是時刻在運動中的產(chǎn)品,因此對產(chǎn)品造型的穩(wěn)定性要求更高,以給人安全感和舒適感。為了增強客車內(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計方法。如客車頂部設計成白色、灰色等淺色調(diào),行李架選用pvc輕質(zhì)材料,座椅采用穩(wěn)重的藍色,地面則采用灰藍色深色調(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,會給長途旅行的乘客乏味、單調(diào)和疲勞感;而有變化卻沒有統(tǒng)一,也會給乘客凌亂、刺激和眩暈感。因此,為了取得客車內(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,從而達到統(tǒng)一、完整、協(xié)調(diào)的效果。例如車廂內(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計,這就是形狀的調(diào)和。再如以木材(或者木紋貼面板)為內(nèi)墻材料的客車室內(nèi)采用木壓條,而以復合鋁板為內(nèi)墻材料的車廂內(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,再采用中性色來聯(lián)系過渡。
2)韻律統(tǒng)一。主要特征是表現(xiàn)形式重復、間隔間距相等、輕重緩急交疊等。在客車內(nèi)部設備的布置中常表現(xiàn)為連續(xù)韻律?？蛙噧?nèi)部是狹長的空間,窗口、座椅、燈具、風口等的有規(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,并與窗口等設備協(xié)調(diào),不但是工藝的配合,互換問題,也有利于加強韻律。
3)呼應統(tǒng)一。呼應指造型物不同形體或位置的零部件,運用相同或相近的細部處理,已取得在線形、色彩、質(zhì)感及面飾方面的統(tǒng)一。請看老車型"大圓弧"時代,與新車型"直線條"時代某些小件(如煙灰盒,有無人標示鎖及門把手)造型處理的"呼應"。
4)過渡統(tǒng)一。過渡統(tǒng)一是指兩個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)加強對比。即突出表現(xiàn)造型因素的差異,如形狀對比、排列對比、色彩對比、材質(zhì)對比等, 如門板和墻板,由于強烈的材質(zhì)和顏色的對比,不但更顯華貴、精細,而且方便使用。客車內(nèi)各種深色指示標牌與淡色的墻板顏色對比,非常引人注目,提醒人們勿飲生水,放水沖便,請勿吸煙等。
2)節(jié)奏變化。即運用規(guī)律的變化,有規(guī)律的安排造型因素,使形象富于生動的變化,在統(tǒng)一的協(xié)調(diào)的成分中看到變化。如19K高級軟臥的包間黃褐色木門要和白色墻板間隔,形成具有韻律的變化,要比用白色門富于變化和節(jié)奏美感,與暗紅色窗簾呼應,是整個空間豐富多變。
3)重點突出及必要的點綴。即運用顏色、形狀等因素使人醒目。一般地說,車內(nèi)各種門牌、指示牌、標徽圖案、車號牌等都必須考慮內(nèi)容上的突出(功能要求)及藝術(shù)上的點綴(藝術(shù)需要)。如車廂內(nèi)的橘黃色和紅色制動裝置與白色墻板形成強烈對比,極具點綴性。
二.高速鐵路客車內(nèi)飾藝術(shù)造型設計的時代感
客車內(nèi)飾造型設計所表現(xiàn)的美感必須具有一個時代的概念,時代的前進對美學三原則也會有所發(fā)展、提高以致創(chuàng)新,因此藝術(shù)造型必須趕上時代的步伐,掌握時代性演變的基本因素。這些基本因素體現(xiàn)在以下三個方面。
1.產(chǎn)品功能的轉(zhuǎn)化促進客車藝術(shù)造型的更新
客車的主要功能是輸送旅客,但是不同時代旅客的身份、旅行目的以及乘車要求均有不同,對著人們生活水平的提高,人們生活習慣的改變,旅游的多了,經(jīng)商的多了,長途乘車的多了,外賓多了…..單純的實用逐步讓位于舒適的享受,多種服務的需求要求客車功能項多元化發(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)展為客車藝術(shù)造型提供更廣闊的天地
隨著科學技術(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)的廣泛應用,導致車內(nèi)大圓頂向大平頂過渡。各種進風、回風、排風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,已使客車色彩有及裝飾造型有了進一步變革。從木壓條像鋁壓條以至無壓條結(jié)構(gòu)的演變,不銹鋼內(nèi)飾件及鋁型材的廣泛應用,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,也必然使客車內(nèi)部煥然一新,促進了客車內(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內(nèi)飾造型設計發(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、國際間、行業(yè)間的交往頻繁都激起人們對美的追求和向往。以造型、線形的認識和追求為例,二、三十年代客車還在照搬建筑上,以當時的"雕梁畫棟"為美;四十年代盛行曲線曲面大圓弧,所謂"流線型"最為時髦;五十年代末開始追求直線條,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"造型風格,這在客車標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,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,更加生動活潑。
摘要：本文以鐵路客車庫內(nèi)檢修為切入點，對其檢修工作存在的問題，以及具體的應對思路和方法，展開細致的探討研究。期望為改善當前客車庫內(nèi)檢修難題，與確?？蛙囘\行質(zhì)量安全，提供有益的參考。
關(guān)鍵詞：鐵路客車；庫內(nèi)檢修；問題；應對策略
0 引言
作為鐵路客車運輸維護的關(guān)鍵措施之一，客車庫內(nèi)檢修為管控鐵路機車質(zhì)量與運行安全發(fā)揮著巨大的作用。伴隨我國經(jīng)濟發(fā)展與鐵路建設規(guī)模的擴大，鐵路運輸在人們生活與工作中的重要性也愈發(fā)提高。然而現(xiàn)行的鐵路客車庫內(nèi)檢修仍存在著一定的不足與缺陷，影響到客車維護質(zhì)量，給乘客出行安全與體驗造成不利影響。不但阻礙鐵路客車在運輸行業(yè)中競爭力的提升，也會因為檢修問題不能及時發(fā)現(xiàn)、解決給乘客帶來生命財產(chǎn)危害。因此，必須加強鐵路客車庫內(nèi)檢修面臨問題的研究工作，找到合理有效的解決方法，不斷提升該項工作的成效。
1 鐵路客車庫內(nèi)檢修所面臨的問題分析
鐵路客車庫內(nèi)檢修指的是在機車檢修庫中，由檢修人員對客車整體車體與性能做檢查維修作業(yè)。鐵路客車本身受運行時間長，乘務人員較少等因素影響，造成其庫內(nèi)檢修工作一直存在著不足與問題，影響著客車服務水平與乘車質(zhì)量的提升，主要問題分為以下幾點。
1.1 鐵路客車庫內(nèi)檢修設施條件不足
鐵路技術(shù)的進步令客車種類從老式的綠皮車，逐漸發(fā)展為現(xiàn)在各類快速、特快與直達等車型。加上鐵路規(guī)模與列車數(shù)量的不斷激增，使得鐵路客車庫內(nèi)檢修基礎(chǔ)設施的建設進度，難以跟上鐵路行業(yè)的發(fā)展速度。使得檢修庫基礎(chǔ)設施與地面供電電源等設施存在短缺問題，造成客車庫內(nèi)檢修作業(yè)開展困難。比如在鐵路客車進入機車檢修庫后，因供電電源的不足，使得檢修人員無法進行整體、全面的車體檢查維護作業(yè)，只能采取減少庫內(nèi)檢修時間的方法應對電力供應緊缺的問題。這就使得對單輛鐵路客車庫內(nèi)檢修力度不足，不容易發(fā)現(xiàn)車輛存在的安全隱患，進而危及客車行車安全。
同時機車檢修庫進行庫內(nèi)檢修作業(yè)還會受到氣候條件的影響，但當前大部分機車檢修庫因基礎(chǔ)設施建設不到位，其排水設施往往存在建設不全或設施條件落后等問題。一旦出現(xiàn)降雨天氣，機車檢修庫就因無法有效排水，而不能對鐵路客車車下電氣設施予以開蓋檢查，影響對客車整體的檢修效果。而且排水效果不佳也會導致檢修庫場地在冬季出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，給檢修人員維護效率與作業(yè)安全帶來安全隱患。
1.2 鐵路客車庫內(nèi)檢修作業(yè)管理水平落后
鐵路客車運輸與檢修工作雖然在我國已有多年的發(fā)展歷史，并形成一定的檢修管理規(guī)章制度，但在社會發(fā)展變革與鐵路客車檢修技術(shù)進步的背景下，目前對客車庫內(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，難以適應當前日新月異的鐵路工程技術(shù)發(fā)展與維修實際需求。各類新式檢修設備與技術(shù)被運用到客車庫內(nèi)檢修作業(yè)中，其管理體系也需要進行相應的變革，以避免落后的管理水平給客車庫內(nèi)檢修工作帶來不利影響。并且在鐵路客車庫內(nèi)檢修范圍拓展的情況下，比如庫內(nèi)檢修工作的發(fā)展變化，除了原有對客車車輛性能安全的檢查維護以外，還應加入對客車車輛直流電供電設施、空調(diào)廚具設備以及播音影像設備的檢修維護，以全面優(yōu)化鐵路客車的整體性能，推動列車服務水平的提升。但是，這些方面的工作還是存在一定缺陷，需要進一步完善優(yōu)化。此外，檢計算機網(wǎng)絡技術(shù)、信息技術(shù)智能化等先進技術(shù)也還缺少足夠的應用。
2 鐵路客車庫內(nèi)檢修問題具體的應對策略
2.1 依據(jù)庫內(nèi)檢修工作情況改進基礎(chǔ)設施條件
要有效改善鐵路客車庫內(nèi)檢修設施條件不足的問題，不能盲目建設各類新式基礎(chǔ)設施，而應根據(jù)機車檢修庫內(nèi)檢修作業(yè)的實際工作狀況，采取針對性基礎(chǔ)設施改進舉措。比如在增加檢修庫內(nèi)線路時，就應依照檢修庫當前庫車的最大配置數(shù)量與檢修需求，合理增設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應配置有一組地面供電電源。保證在鐵路客車庫內(nèi)檢修進程中的線路與電源供應齊備，并達到客車在整個入庫檢修進程中，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)換線路帶來的庫內(nèi)檢修時間不足的問題。
而對于機車檢修庫場地排水系統(tǒng)設施，應進行更新修建作業(yè)，令場地排水設施能充分發(fā)揮其功用，確保機車檢修庫在庫內(nèi)檢修作業(yè)時，不受氣候條件影響，并維護檢修人員的作業(yè)安全。而對客車供電、空調(diào)與供暖等設備的檢修作業(yè)，則應由具備對應專業(yè)技術(shù)的人員做檢查維修，防止非專業(yè)技術(shù)人員強行維修此類設備造成的損害問題。并且在檢修進程中應定期、專人做供暖等設備的維修操作，并在整個檢修過程中做好相應的記錄工作。若在鐵路客車庫內(nèi)檢修作業(yè)中發(fā)現(xiàn)車輛設備問題，檢修人員應及時對問題成因進行查尋，并采取針對性的維修手段應對，解決客車車輛或設備故障問題。
2.2 建設鐵路客車庫內(nèi)檢修網(wǎng)絡管理體系
所謂庫內(nèi)檢修網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，就是利用計算機網(wǎng)絡技術(shù)，將鐵路客車庫內(nèi)檢修中各個作業(yè)步驟整合為一體進行網(wǎng)絡化、智能化管理，進而優(yōu)化整個鐵路客車庫內(nèi)檢修的效率與質(zhì)量。建立鐵路客車庫內(nèi)檢修網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，是將各檢修作業(yè)環(huán)節(jié)以網(wǎng)絡化顯示與管理，其系統(tǒng)主要包括入庫客車編組顯示、檢修操作動態(tài)網(wǎng)絡控制圖、換掛操作網(wǎng)絡控制圖與列車配件更換檢修作業(yè)等部分構(gòu)成。其網(wǎng)絡管理系統(tǒng)將為提升客車庫內(nèi)檢修效果帶來極大推動，比如在配件更換檢修作業(yè)中，使用網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，能為檢修人員提供動態(tài)檢修數(shù)據(jù)信息，同時以網(wǎng)絡化管理方式降低更換配件的人工管理成本，起到優(yōu)化客車庫內(nèi)檢修效率、優(yōu)化檢修工作管理水平的目的，實現(xiàn)對鐵路客車檢修管理的智能化與信息化發(fā)展需求。
3 結(jié)束語：
鐵路客車運輸是人們生活外出的重要途徑，對客車做庫內(nèi)檢修就是確保其列車行車安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)，同時經(jīng)由全面的客車庫內(nèi)檢修作業(yè)也能提升車輛的服務水平與舒適度，為客車運輸在行業(yè)中的競爭力發(fā)展提供保障。鐵路部門與庫內(nèi)檢修人員，應依據(jù)現(xiàn)有檢修問題，采取針對性應對策略解決其在設施、管理上的種種不足，以有效優(yōu)化客車庫內(nèi)檢修效率，推動客車服務質(zhì)量的進步。