铁路上下车作业模拟演练系统开发与应用

申金国　沈岐智

摘 要：本模拟系统中的车辆固定在地面上不动，作为“地面”的皮带在传动，这样的话皮带的传动与地面的静止之间就形成了相对运动，并且要求皮带的传动与人的上车方向相反，人如果上车必须向与皮带的传动方向跑动才能实现，这就实现了上车过程的模拟演练。下车时的原理亦相似。

关键词：铁路；上下车；演练；开发

1 系统开发的必要性

铁路上下车作业是铁路调车作业过程中常见的作业项目，由于此项作业很多情况下是在车辆的运动过程中进行，所以也是容易产生人身安全事故的作业环节，上下车作业对作业人员的基本功要求很高，对于新参加调车作业的人员来讲需要很长一段时间才能熟练掌握，而传统的上下车技能的掌握都是新职人员在参加实际调车作业的过程中一点一滴的逐步掌握的，掌握技能的过程中由于要参加实际的作业，人身安全风险较高，以往就有新职人员在学徒期间由于上下车技能掌握不好发生人身事故的例子。所以，比较安全的上下车技能训练还是应该在作业人员正式参加实际作业之前进行，但我国铁路至今还没有专门的上下车训练系统，则开发出一套供调车作业新职人员进行上下车训练的系统十分必要。

2 系统组成及原理

2.1 系统组成

系统由四个主要部分组成：车辆系统、传动系统、调车视野显示系统、控制系统，系统的结构如图1所示。

2.1.1 车辆系统

这一部分比较简单，可以选取铁路调车作业过程中常见的车型，例如，常见的敞车、棚车，为了提高系统在实际应用时的同时演练人数，车辆模型要定制，采用四组车梯、四组闸台的形式。

2.1.2 传动系统

这一部分由2个皮带传送装置组成，每个皮带的宽度宜大于60cm，皮带的长度宜大于所选车辆的长度外加10cm，皮带传送装置的承重宜大于250kg，皮带传动的速度应该在0≤v≤6.9m/s（0≤v≤25km/h），这样可以适应铁路调车作业中的常见速度。

2.1.3 调车视界显示系统

这部分由显示屏组成，显示屏的规格为5.0×3.0m2。

2.1.4 控制系统

这一部分由一台计算机和一个控制台及相应的电气线缆组成。

2.2 系统原理

2.2.1 系统应用的是跑步机原理，也就是相对运动的原理，实际的调车作业过程中车辆在运动，而地面是静止的，作业人员在上下车时的主要人身安全威胁是人从车上掉落后被车辆压上。本模拟系统中的车辆固定在地面上不动，作为“地面”的皮带在传动，这样的话皮带的传动与地面的静止之间就形成了相对运动，并且要求皮带的传动与人的上车方向相反，人如果上车必须向与皮带的传动方向跑动才能实现，这就实现了上车过程的模拟演练。下车时的原理亦相似。

2.2.2 皮带的传动需要实现在0≤v≤25km/h速度间以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度级做定速传动，这些速度级都是调车作业过程中的常见速度。

2.2.3 需录制0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20k

m/h、25km/h等不同的速度级下的调车作业人员视界视频，调车视界显示屏根据皮带传动装置传送出的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h不同的速度级同步播放相应速度级的下的调车作业人员视界视频，模拟演练人员根据不同的速度级下的调车作业人员视界画面判定调车速度，进行上下车模拟演练。

2.2.4 控制系统中的计算机用于播放0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度级下的调车作业人员视界视频，同时需要实现皮带的传动与视频播放间的同步。控制台用于控制皮带传动装置以0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度级做定速传动。

2.2.5 控制台与皮带传动装置间、计算机与显示屏间、计算机与控制台通过电气线缆连接，视频画面与皮带传送间的同步问题通过软件来实现。

3 本系统可实现的功能与应用前景

3.1 系统可实现的功能

3.1.1 观速技能演练

本系统可实现调车作业中的观速功能，模拟演练人员根据画面播放的0km/h、3km/h、5km/h、8km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h等不同的速度级下的调车作业人员视界画面判定该画面下的调车作业速度。

3.1.2 实现上下车安全演练

由于本系统下的车辆是固定在地面上的，演练人员只是利用跑步机的原理进行上下车演练，完全避免了演练人员被压在车下的危险情况，保证了演练人员的人身安全。

3.2 应用前景

3.2.1 应用于铁路车务部门调车作业培训

全国铁路车站、车务段以及大型企业的厂内运输每年都有大量的调车作业新职人员，这些人员都需要进行岗前培训，岗位培训包括理论和实践环节，实践环节中的上下车技能训练由于条件所限，目前还不能进行，都是以师带徒的形式在实际作业中进行，带来了诸多的人身安全风险，本系统的开发可以解决调车新职人员岗前上下车技能训练问题。

3.2.2 应用于铁道交通运营管理专业的教学

全国有18所开设铁道交通运营管理专业的铁路高职院校，国家对高职人才的培养规格要求是培养高端技能型专门人才，各高职院校也是按照这样的思路在进行人才培养，就铁道交通运营管理专业来讲，用人单位对学生的动手操作能力要求较高，客货、货运、接发车技能都可以在校内以不影响人身安全的方式进行训练，而调车作业中的上下车技能训练由于缺乏相应的设备一直无法进行，学生的上下车技能实际是空白，本系统的开发成功无疑可以有效解决这一问题。

所以，铁路上下作业模拟演练系统具有一定的应用前景。

参考文献

[1]铁道部.TB1699-85.铁路车站行车作业人员安全标准[S].北京：中国铁道出版社，1985.

[2]铁道部.铁路技术管理规程[S].北京：中国铁道出版社，2007.

[3]铁道部.调车长[S].北京：中国铁道出版社，2005.

作者简介：申金国（1971，9-），男，籍贯：黑龙江省望奎县，工作单位：黑龙江交通职业技术学院，研究方向：交通运输，学历：研究生，职称：副教授。

沈岐智（1970，3-），男，籍贯：黑龙江省哈尔滨市，工作单位：哈尔滨铁路局调度所，研究方向：交通运输，学历：研究生，职称：高工。