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淺析鐵路客車快速上水控制系統(tǒng)的應(yīng)用

文檔作者：徐文華文檔來(lái)源：上海鐵路局阜陽(yáng)樞紐工程建設(shè)指揮部		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年07月17日
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上一篇：強(qiáng)化工務(wù)設(shè)備故障應(yīng)急處置能力的分析

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上海鐵道科技2011年第2期133
淺析鐵路客車快速上水控制系統(tǒng)的應(yīng)用
徐文華上海鐵路局阜陽(yáng)樞紐工程建設(shè)指揮部
摘要探討城際、高速和普速鐵
路客車在車站到發(fā)站、中間車站與
動(dòng)車段整備線股道問(wèn)加裝快速上水
控制系統(tǒng)的應(yīng)用，淺析該系統(tǒng)組成、
特點(diǎn)和功能，從設(shè)計(jì)、選型到系統(tǒng)運(yùn)
行后如何改變?nèi)斯ど纤僮鳎岣?
客車上水效率。改變客車上水作業(yè)
管理模式，提升上水管理乎臺(tái)，具有
一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
關(guān)鍵詞鐵路；快速上水；控制系
統(tǒng)；應(yīng)用
隨著鐵路快速發(fā)展，城際、高速和普
速鐵路的建成?？蛙囘\(yùn)行列數(shù)越來(lái)越多、
時(shí)速越來(lái)越快，在到發(fā)站、中間車站停車
時(shí)間也越來(lái)越短，這給客車上水作業(yè)增
加了難度，不僅客車上水時(shí)間縮短而且
任務(wù)量增加?，F(xiàn)行站場(chǎng)股道間客車上水
完成依靠人工作業(yè)，由于時(shí)間緊、任務(wù)重
往往無(wú)法及時(shí)了解上水栓狀態(tài)、上水壓
力、上水量等信息，有時(shí)可能由于作業(yè)不
到位，造成客車離站帶失膠管、客栓低溫
凍結(jié)、客栓失壓、客栓水漏失等事故發(fā)
生。如何消除以上事故隱患，在工程實(shí)施
前發(fā)揮前瞻性，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案、選型過(guò)程
控制，保證系統(tǒng)竣工運(yùn)行后徹底改變鐵
路到發(fā)站、中間車站與動(dòng)車段整備線完
全依靠人工上水、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)等作業(yè)，
人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，真正實(shí)現(xiàn)上水管
理智能化、自動(dòng)化，提升上水管理平臺(tái)，
使設(shè)備真正發(fā)揮作用并長(zhǎng)期正常穩(wěn)定的
使用，這是擺在鐵路建設(shè)者面前的一個(gè)
課題。
1鐵路站場(chǎng)上水現(xiàn)狀分析
目前鐵路站場(chǎng)股道間上水作業(yè)除極
少數(shù)站(如北京站)場(chǎng)近期采用快速上水
控制系統(tǒng)試用外，基本上采用人工上水
作業(yè)。由于列車調(diào)度科學(xué)化水平提升，每
趟客車開行相鄰之間的時(shí)間間隙減少，
客車時(shí)速提高。造成站場(chǎng)給單趟列車上
水作業(yè)時(shí)間縮短，每日上水任務(wù)量增加。
而所有客車上水工作都在人工作業(yè)方式
下完成。如：上水栓狀態(tài)、上水壓力、上水
量等信息必須派專人到現(xiàn)場(chǎng)人工進(jìn)行查
詢、檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)；各種日、月、年的生產(chǎn)報(bào)
表靠人工進(jìn)行填寫、統(tǒng)計(jì)、匯總；在站場(chǎng)
上水作業(yè)等生產(chǎn)調(diào)度信息上傳下依靠人
工電話方式進(jìn)行。日常管理存在著以下
困難：一是上水客栓及給水管網(wǎng)水漏失
不易發(fā)現(xiàn)，水量損耗大；--是設(shè)備隱患不
易發(fā)現(xiàn)；三是設(shè)備出現(xiàn)故障及客栓低溫
凍結(jié)不能及時(shí)報(bào)警；四是單列水量、水壓
等參數(shù)不能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)。針對(duì)以上現(xiàn)象，可
在既有客車上水系統(tǒng)上加裝快速上水監(jiān)
控系統(tǒng)，用自動(dòng)化監(jiān)控和作業(yè)方式，改變
這一落后現(xiàn)狀，滿足運(yùn)輸生產(chǎn)需要。
2鐵路快速上水監(jiān)控系統(tǒng)分析
2．1快速上水監(jiān)控系統(tǒng)工作原理
快速上水控制系統(tǒng)是客車到達(dá)車站
時(shí)，車站上水作業(yè)人員首先完成上水系
統(tǒng)對(duì)接后(將股道上水栓接頭連接上列
車上水接口)，整個(gè)上水系統(tǒng)工藝流程實(shí)
現(xiàn)自動(dòng)化控制的設(shè)備、計(jì)算機(jī)軟硬件系
統(tǒng)。它主要有四個(gè)子系統(tǒng)組成：一是分布
在站場(chǎng)股道間的各種具體上水操作設(shè)
備，即上水作業(yè)子系統(tǒng)；--是負(fù)責(zé)執(zhí)行各
種作業(yè)管理輔助設(shè)施，即上水監(jiān)控子系
統(tǒng)；三是各種數(shù)據(jù)處理、監(jiān)控管理信息和
顯示的中央系統(tǒng)，即集控中心子系統(tǒng)。四
是負(fù)責(zé)三個(gè)子系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換信息的數(shù)據(jù)
通道及設(shè)備，即通信子系統(tǒng)。其中：
(1)上水作業(yè)子系統(tǒng)包括快速上水
栓、快速上水結(jié)頭、上水管理機(jī)，控制具
體上水操設(shè)備將水加入?？吭谡緢?chǎng)的客
車上。
(2)上水監(jiān)控子系統(tǒng)由上水監(jiān)控終
端、智能雙向計(jì)量裝置、智能電動(dòng)閥、壓
力變送器組成，用于自動(dòng)計(jì)量上水量、水
壓和開閉閥門。
(3)集控中心子系統(tǒng)包含工業(yè)控制
機(jī)、壁掛式大屏幕、上水監(jiān)視器、外圍設(shè)
備以及監(jiān)控管理信息系統(tǒng)軟件，是上水
系統(tǒng)中樞，與車站客服系統(tǒng)交換信息并
遠(yuǎn)程控制整個(gè)上水過(guò)程。
(4)通信系統(tǒng)主要由線通信線路、通
信設(shè)備和通訊基站組成，負(fù)責(zé)交換信息。
2．2快速上水監(jiān)控系統(tǒng)的具體對(duì)象
上水控制的具體對(duì)象是整個(gè)上水t
藝流程中的上水栓、上水接頭、上水管理
機(jī)、智能雙向計(jì)量、智能電動(dòng)閥和壓力變
送器等設(shè)備，為其確定各項(xiàng)工藝參數(shù)和
設(shè)備參數(shù)，并在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行自
動(dòng)化監(jiān)測(cè)和控制。
(1)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的對(duì)象為：
①工藝參數(shù)：流量、壓力等；
②設(shè)備參數(shù)：工作電流、工作電壓、
開停狀態(tài)。
(2)自動(dòng)化控制的的對(duì)象為：
①各種上水栓、上水接頭；
②各種電動(dòng)閥和電磁閥；
③雙向計(jì)量裝置、上水管理機(jī)等其
它用電設(shè)備。
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
134 ；j乏析鐵路客車快速上水控制系統(tǒng)的應(yīng)用
23快速上水監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能
按照系統(tǒng)控制要求．系統(tǒng)通過(guò)機(jī)屯一體
化和管控一體化措施技術(shù)措施．使開蜻
l水停止上水、余水排空、r水接頭脫
落臟管回qk到f口等一系列客牟上水全
過(guò)程實(shí)現(xiàn)電檸化，使監(jiān)測(cè)t水栓狀態(tài)、上
水IK力、上水量等上水管理工作實(shí)現(xiàn)信
息化．蛀夫限度杜絕客車離站帶失挫管、
客栓低溫凍結(jié)客柞失閂i、客壯水漏失等
事戰(zhàn)發(fā)生。應(yīng)具有以下八種功能
(1】無(wú)線遙控功能。遙挫囂與上承設(shè)
備具有自動(dòng)對(duì)碼功能，操作人員n』遙控
上水栓開始或停止上水、鎖緊或脫落快
速上水接頭開始或停止刪卷腔管，
(2)自動(dòng)控制功能。快速E水挫可醴
定自動(dòng)上水時(shí)問(wèn)，到時(shí)自動(dòng)停止．自功排
宅管內(nèi)余水，腔管lⅢ卷到位后冉動(dòng)停止。
(3)手動(dòng)控捌功能。在蜜現(xiàn)遙控的同
Ht．可通過(guò)操作呵飯手動(dòng)電控快速上水
、栓；■停電或者出現(xiàn)上水拴電氣出現(xiàn)故
障時(shí)可機(jī)械手動(dòng)操作E水井回卷腔管。
(4)密口5保護(hù)功能，駛各¨I通過(guò)擻作
面板組合按鍵實(shí)現(xiàn)加鎖控制，札絕無(wú)關(guān)
人員的L水操作，
(5)防寒保暖功能。當(dāng)站場(chǎng)環(huán)境溫度
達(dá)到設(shè)定值時(shí)．L水栓可一動(dòng)肩動(dòng)或停
止電加熱．肪止球凍戰(zhàn)障，
(6 J集中控制功能集控巾心與車站
客服系統(tǒng)交換信息．自動(dòng)根據(jù)客車到發(fā)
時(shí)女4拌制霹作足卉冉術(shù)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)I。
水?dāng)偟膄J．作狀態(tài)．當(dāng)客乍高站前3佻自
動(dòng)停止該股道所有上承議薔，lq時(shí)在I：
水壓力超出醴定范圍時(shí)R動(dòng)報(bào)警。
(7)計(jì)最計(jì)糟功能?？慷?中一fl,nj"{}l據(jù)
環(huán)狀管網(wǎng)水流方向．精確統(tǒng)計(jì)堆列客車
上水硪，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各啦道上水列車的計(jì)
量，計(jì)費(fèi)，fl二總井于J印生產(chǎn)拙哀自動(dòng)繪
制上水量及上水旌力趨勢(shì)變化圖．同時(shí)
可將上水管理及監(jiān)控信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)lj
傳運(yùn)背管理單位。
(引系統(tǒng)拶展功能。
3站場(chǎng)快建上水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
為蠻現(xiàn)以上功能．按j!!l該系統(tǒng)的T
作原理，可將快建P水控制最境結(jié)構(gòu)設(shè)
計(jì)劃分成4個(gè)子系統(tǒng)：即I。水作業(yè)子系
統(tǒng)上水監(jiān)控子系統(tǒng)．集控中0子系統(tǒng)和
通情于系統(tǒng)，幣意圖地圖I，
【1)上水作業(yè)子系統(tǒng)包括上水拴、上
水結(jié)頭、上水管理機(jī)。
①上水栓包含電動(dòng)卷管器，電源箱、
控制箱，遙控器、操作晰飯和附屬管道及
閥門。其中電動(dòng)卷臂器用于}水軟管的
掛m與自動(dòng)刷收．￡要南卷筒、電機(jī)及傳
精駛置旋轉(zhuǎn)接頭、膠止等元件組成：肪
水電機(jī)采J}J“v安全電壓．以保障設(shè)備
的穩(wěn)定性、可靠性；醚備斷電時(shí)．也可以
手動(dòng)上水照收管。
@上水接頭足體積小、承量輕的氣
動(dòng)膠頭．具有快速鎖緊、自動(dòng)脫落、防凍．
防拌。
⑧f水管理機(jī)除可“控制檔個(gè)股道
問(wèn)快速}。水栓襞急收管外．還能宴時(shí)顯
示詼股道閫r水栓的狀態(tài)和流世憤息，
能儲(chǔ)存和盟示馥股道上水址的歷史信息
盟數(shù)船等，
(2)上水監(jiān)控于系統(tǒng)件{上水監(jiān)控終
端、智能雙向計(jì)碡裝置、鉀能電動(dòng)閥、壓
力變進(jìn)器組成。
①E水監(jiān)控終端杠站場(chǎng)內(nèi)共設(shè)置婀
套，分別安裝r上水管阿的兩倒．每一個(gè)
1．水監(jiān)控終端顫責(zé)監(jiān)控同側(cè)的智能雙向
計(jì)憬裝置和智能電動(dòng)閥，
②考慮到客乍上水多采川環(huán)狀管
嗍，水{j；c方向不定，智能雙向計(jì)量裝髓生
裝]：母排客拴十管兩鍘．町自動(dòng)判斷水
流方向．分別累計(jì)．從而準(zhǔn)確計(jì)量上水
毋，
④錯(cuò)能電動(dòng)蝴安裝于每排客拴干管
兩側(cè)．可桐據(jù)客牟到發(fā)自動(dòng)’F叫，做到客
1進(jìn)站客拴有水，客乍離站客栓尤水．從
而霉現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能。
(3)塑拄中心子系纜一伉班人員可通
i=上夫屏幕吏時(shí)看到窨乍}q發(fā)信息、監(jiān)控
上水設(shè)備、啦測(cè)上水流量及最不利點(diǎn)壓
力、客1離站前30 s n動(dòng)所靠股道巾仉
n T作的L水設(shè)備．賓現(xiàn)單列客午上水
¨越潛局結(jié)算等功能。
(4)通信子系統(tǒng)硎用數(shù)據(jù)通道_!乏設(shè)
備宴現(xiàn)其他乏十子系統(tǒng)之間轉(zhuǎn)換信息的
4快遮上水監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品的選型考慮
快速h水控制系統(tǒng)產(chǎn)品選型日-}．應(yīng)
充分考啦了以下岡索：
(1)系統(tǒng)的先進(jìn)性。采用同際自動(dòng)化
領(lǐng)域的主祈c拄術(shù)_¨r編程控制器(PLc)
所生產(chǎn)的Jl,J,u；控制結(jié)構(gòu)模式采用集敖
控制結(jié)恂．即”集巾管理．分散測(cè)榨”。
(2】系統(tǒng)的可靠性。采用技術(shù)先進(jìn)，
功能強(qiáng)大，性能可靠和尚質(zhì)髓，模塊化．
免維擴(kuò)的產(chǎn)品。
(3)系統(tǒng)臺(tái)理的投資水平，系統(tǒng)韌建
時(shí)爭(zhēng)由考慮系統(tǒng)的總體m}奉．即總體成
本=直接投贄成本+運(yùn)行成本+維護(hù)成
本+系統(tǒng)自展成本。合理考慮成本．拋棄
月B種”初期投資越低越好“的思路。
(4墚統(tǒng)的可拶展性。因自動(dòng)化系統(tǒng)
的建沒不可能一步到他．應(yīng)充分考慮到
系統(tǒng)的可擴(kuò)展性
5快速上水控制系統(tǒng)實(shí)施前后比較
jm過(guò)北京卦l乖廢選州站、天津站等
客站股道闡自Ⅱ裴快速E水糟!柳系統(tǒng)計(jì)進(jìn)
行正常的運(yùn)行．舛糸統(tǒng)蠻施前后跟蹤比
較(見表¨。
袁l $％#*#5m#**m#
6結(jié)束語(yǔ)
n·城際、高速和醬速鐵路客車站場(chǎng)
股道問(wèn)加裝帙建上水榨(T轉(zhuǎn)第79頁(yè))
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制臺(tái)黑屏故障的分析
(2)信號(hào)設(shè)備與鋼軌連接緊密，干擾
電流易于侵入。
一是易受雷擊影響。在漫長(zhǎng)的鐵道
線上，鋼軌處于野外很容易受到直擊雷
或感應(yīng)雷的影響，并在鋼軌中形成強(qiáng)電
流，該電流會(huì)通過(guò)信號(hào)設(shè)備或貫通地線
流經(jīng)信號(hào)樓水平接地體從而造成①、⑥
間有電位差。
二是受電氣化鐵路影響大。電氣化
鐵路電力機(jī)車功率巨大，如國(guó)產(chǎn)SS4型
電力機(jī)車功率6400 kW，工作電流高，該
電流返回路線有兩條，一條沿鋼軌、回流
線返回牽引變電所，另一條以大地為回
路返回，這兩種方式一定程度上都會(huì)在
信號(hào)設(shè)備及貫通地線中形成電流，進(jìn)而
影響到①、⑥間的電位不平衡。
圖3故障設(shè)備信號(hào)樓內(nèi)的設(shè)備平面布置圖
2．2電磁兼容不合理
圖3為故障設(shè)備信號(hào)樓內(nèi)的設(shè)備平
面布置圖。此種布置在鐵路既有線信號(hào)
樓比較常見。據(jù)圖可知，該信號(hào)樓內(nèi)電源
屏、繼電設(shè)備、微機(jī)設(shè)備強(qiáng)弱電混雜，尤
其是具有強(qiáng)電設(shè)備的電源屏室處于行車
室和微機(jī)室之間，造成從微機(jī)室到行車
室的低壓傳輸線纜必須經(jīng)過(guò)強(qiáng)電干擾
區(qū)，難免受到電磁污染。同時(shí)強(qiáng)弱電混
雜，給綜合布線帶來(lái)困難，強(qiáng)弱電線纜不
得不同槽擺放，這使得低壓微機(jī)設(shè)備長(zhǎng)
期受到強(qiáng)電線纜的電磁輻射和電磁耦合
干擾，而加快了電子元器件損壞速度。
3解決措施
3．1將一端的設(shè)備浮地
如上文所述，將連接地線②拆除，控
制臺(tái)顯示器等設(shè)備就處于浮地狀態(tài)。這
樣做的目的是切斷地環(huán)路，消除地環(huán)路
電流。而控制臺(tái)顯示器、分頻器仍可以通
過(guò)地線⑤、⑥可靠接地。
3．2使用隔離變壓器切斷地線電流環(huán)路
控制臺(tái)電源在室內(nèi)采用隔離變壓器
進(jìn)行隔離，進(jìn)而切斷地環(huán)路電流。但要注
意，變壓器初次級(jí)之間的寄生電容仍然
能夠?yàn)轭l率較高的地環(huán)路電流提供通
路，因此變壓器隔離的方法對(duì)高頻地環(huán)
路電流的抑制效果較差。
3．3使用共模扼流圈
在視頻連接電纜上使用共模扼流圈
相當(dāng)于增加了地環(huán)路的阻抗，這樣在一
定的地線電壓作用下，地環(huán)路電流會(huì)減
小。但要注意控制共模扼流罔的寄生電
容，否則對(duì)高頻干擾的隔離效果很差。共
模扼流圈的匝數(shù)越多，則寄生電容越大，
高頻隔離的效果越差。
3．4改變信號(hào)樓內(nèi)信號(hào)設(shè)備擺放布局
如圖4所示，如果將電源室移到信
號(hào)樓的尾部，將微機(jī)室移到行車室附近
就可以減少?gòu)?qiáng)電設(shè)備對(duì)弱電設(shè)備的干
擾，解決信號(hào)樓內(nèi)綜合布線的難題。此方
案町作為新建信號(hào)樓室內(nèi)設(shè)備布局的參
考。
圖4將電源室移到信號(hào)樓的尾部．
將微機(jī)室移到行車室附近示意
4結(jié)束語(yǔ)
在電氣化鐵路復(fù)雜的電磁環(huán)境下，
要做到信號(hào)樓微機(jī)設(shè)備完全不受干擾非
常困難，抑制地線電流干擾也只是鐵路
信號(hào)樓綜合防雷接地系統(tǒng)的一個(gè)方面。
本文目的在于探討一些解決此類問(wèn)題的
方法，提供一種思路，以期能有助于鐵路
信號(hào)計(jì)算機(jī)設(shè)備的維護(hù)。
參考文獻(xiàn)
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制地線干擾．《湖北氣象》，2001(3)．
責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安
來(lái)稿日期：201l一04—12
(上接第134頁(yè))制系統(tǒng)，系統(tǒng)的實(shí)用和
可靠不僅提高了上水效率也減少了上水
工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)，也使站場(chǎng)環(huán)境愈加
整齊美觀。將實(shí)現(xiàn)客車的到發(fā)與上水設(shè)
備開停聯(lián)動(dòng)、上水計(jì)量管理及上水班組
管理等功能，使上水設(shè)備與上水T的綜
合管理水平上了新的臺(tái)階，也使與鐵路
運(yùn)輸業(yè)直接相關(guān)的客車上水工作達(dá)到新
的水平。
參考文獻(xiàn)
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(GB50093—．2002)．
【4】《電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)
范)(GB50168—92)．
【5】分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)定《HC，
T20573．95)．
責(zé)任編輯：萬(wàn)寶安

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