第一章：编组站与调车驼峰ppt课件.ppt

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1、,编组站自动控制系统,张振海2010年4月,第一章：编组站与调车驼峰,主要内容： 本章概述编组站的作用、车场的配置、作业过程及主要技术装备、编组站调车综合自动化系统的组成。编组站的主要调车设备是驼峰调车场，主要介绍了调车驼峰的类别；平、纵段面结构；调车作业过程；解体能力与驼峰调车场技术的研究，既车辆溜放的受力分析和能高线原理。重点、难点： 编组站的车场配置、主要作业过程和主要设备以及驼峰调车场的平、纵断面结构。,第一章：编组站与调车驼峰,编组站概述 调车驼峰 车站溜放动力学基础 编组站调车综合自动化系统概述,第一节：编组站概述,编组站的作用编组站的车场配置编组站主要设备编组站的主要作业过程,1

2、、编组站的作用及任务,编组站是铁路网上办理大量货物列车解体和编组作业，并设有比较完善调车设备的车站。编组站是按照列车编组计划的要求，编解各种类型的列车，而且多数是直达列车和直通列车，为合理的车流组织服务。从这个意义上讲，编组站实际上就是一个编组列车的工厂。,第一节：编组站概述,归纳起来，编组站在路网上和枢纽中的主要任务和作用如下：,（1）解编各种类型的货物列车； （2）组织和取送本地区的车流小运转列车； （3）设在编组站的机务段，还需供应列车动力，以及整备、检修机车； （4）设在编组站的车辆段及其下属单位（站修所、列检所）还要对车辆进行日常维修和定期检修等。,第一节：编组站概述,分类： 1.

3、路网编组站这种编组站一般位于几条具有强大货流的线路汇合或分歧的地点及有大量地方作业的地点。 2地区编组站它主要是为本地区附近的或一个联合企业的列车进行编组及解体。 3. 辅助编组站这种车站一般地说，改编工作量较小，主要是由衔接本站各区段来的车辆编成到最近的编组站去的列车及小运转列车，有时也可能组织少数技术直达列车,第一章 编组站及作业流程,2、编组站布置图及主要类型,编组站的主要工作，是进行列车的解编作业，而列车的到达、解体、集结、编组和出发等一系列作业过程，又是在编组站的各个车场上完成的。因此，到达场、调车场、出发场就成为列车改编作业的主要场地。调车设备是编组站的核心设备。调车设备的数量与规

4、模及各车场的相互位置，就构成了编组站不同形式的布置图。,（1）按照调车设备的套数及调车驼峰方向分类：,单向编组站：凡上、下行改编车流共用一套调车设备完成解编作业的编组站图形。,双线编组站：有两套调车设备分别承担上、下行改编车流的解编作业的编组站图形。,第一节：编组站概述,（2）按车场相互位置的不同：,横列式编组站：上、下行到发场与调车场并列配置。 纵列式编组站：到达场、调车场、出发场主要车场顺序横列的。 混合式编组站：主要车场纵列、另一部分车场横列的。,我国编组站布置图的基本类型，归纳起来共有六种。即：单向横列式，单向纵列式，单向混合式；双向横列式，双向纵列式，双向混合式。其他类型都是在这个基

5、础上派生的，并且数量很少。,（3）“级”、“场”的概念,习惯上，把编组站图形称为“几级几场”布置图， “级”是指在车站中轴线上纵向排列的车场数。“场”是指全站主要车场的总数。,下图为编组站常用的几种站场布置图形。,第一节：编组站概述,车场配置：,第一节：编组站概述,单向横列式配置,特点： 从图中可以看出，一个编组站只设一个到达场，一个编组场，一个发车场而且只解、编任何一个方向的车流，这样的编组站称单方向的。在一些上、下车流均较大网路性编组站，有的分别设上、下行车流分开使用的到达场，编组场，发车场这就是双向编组站。,第一节：编组站概述,单向纵列式配置,（4）编组站在作业和设备上的特点,编组站和区

6、段站同属技术站。从技术作业上看，编组站和区段站都要办理列车的接发、解编，机车的供应或换挂，列车的技术检查及车辆的检修等。 区段站主要是办理中转列车的作业，解体和编组的列车数量少，而且大多是区段列车或摘挂列车。 编组站的主要作业是大量办理列车的解体和编组，而且其中多数是直达列车和直通列车。编组站通常设在几条主要干线的汇合处，也可以设在有大量装卸作业地点的大城市、港口或大工矿企业附近。,3、编组站的主要设备,（1）调车设备，包括调车驼峰、调车场、牵出线、辅助调车场等机部分，用以办理列车的解体和编组作业。该项设备是编组站的核心设备，无论在数量上和技术装备上，规模都比较大和更为完善。,（2）行车设备，

7、即接发货物列车的到发线，用以办理货物列车的到达和出发作业。根据其作业量的大小和不同的作业性质，可设置到发场或到达场、出发场。,（3）机务设备，即机务段。编组站一般应设机务段，且规模比较大，供本务机车和调车机车办理检修和整备作业。为了减少另一方向列车机车出入段走行公里，必要时，还可修建第二套整备设备。,（4）车辆设备，包括列检所，站修所和车辆段。 编组站的设备，从种类上看，一般与区段站一样，也有旅客和货物运转、客货运业务及机务、车辆等设备。但位于大城市郊区的编组站，可能不设客、货运设备；在货物运转设备方面，作为编组站主要设备的调车场和调车设备的规模和能力往往比区段站大得多。,4、编组站的主要作业

8、过程,第一节：编组站概述,作业过程 编组站运输生产也和工厂企业生产一样，有一个生产作业程序，这个生产程序称技术作业程序图中所示是编组站技术作业流程框它是以一个包括三个车场的纵列式编组站为例，三个车场各有分工到达场主要办理列车到达（按车）、车列停留，直通列车发车等作业；编组场主要办理列车解体，集结和编组等作业；出发场主要办理编成的列车的发车作业。图中流程是对有改编列车的技术作业过程，若是直通列车，即不需要改编的列车，只须在到发场做技检、货检等工作后就发车。,第二节：调车驼峰,平纵断面调车设备发展概况 调车驼峰平、纵断面结构 调车驼峰控制技术设备 驼峰解体能力,一、平纵断面调车设备发展概况 平面调

9、车设备是所有的线路其断面基本上是在一个水平面，就是牵出线与各梯形排列的股道在同一水平面。 特殊断面牵出线。它与前一种设车设备相比较，牵出线纵断面不是一个水平面，而是牵出线的平面高于股道的平面。,简易驼峰，它的平面股道线路部分接近于线束型，牵出线部分的断面凸起一个小山峰，形象似骆驼的峰，故称调车驼峰。,平面牵出线车辆运行靠机车的推力。,特殊断面牵出线牵出线比调车线标高要高，车辆运行动力以机车推力为主，车辆重力沿运行方向的分力为辅。,驼峰调车场头部设计成特殊的断面，行如驼峰。,调车工作按使用设备分为牵出线调车和驼峰调车两种。(1)牵出线调车 牵出线调车是最基本的调车作业方式，牵出线是一项重要的调车

10、设备。即使在驼峰编组站上，也还有许多调车项目，如车列的编组、转线、车辆的摘挂和取送等需使用牵出线进行调车。(2)驼峰调车 驼峰是利用车辆自身的重力和驼峰的高度并辅以机车推力来解体车列的一种调车设备。调车时，调车机车先将车列推上峰顶，摘开车钧后车辆就自行溜放。这是编组站解体车列的一种主要方法。,二、调车驼峰控制技术设备简介 1非机械化驼峰 全部有人工操作，无机械化设备。 2机械化驼峰 在线束头部装有调整车辆溜放速度的车辆减速器 。 溜放进路上的道岔由程序控制进路设备（道岔自动集中设备）转换位置。指挥调车机车运行的仍是色灯信号机。,3半自动化驼峰和自动化驼峰 增加一些测试设备和自动判断的控制设备，

11、取代值班员目测和判断，自动判断控制减速器，通常称半自动化驼峰。 如果再进一步增加测试采集现场信息的设备，并使用计算机，按照当时实际情况由计算机计算车辆离开减速器应具有的出口速度而判断对减速器发制动或缓解命令，这便是自动化驼峰，亦称溜放车辆调速自动化。,调车驼峰按作业能力可分为：1大能力驼峰般有两条以上推进线，其解编能力在4000辆日以上。2小能力驼峰般只设一条推送线解编能力在4000辆日以下。按作业方式可分为：1单溜放驼峰在同一时间内，只有一台机车进行解体车列的溜放作业；2双溜放驼峰在同一时间内，有两台机车平行进行解体车列的溜放作业。,驼峰的范围是指峰前到达场（在不设峰前到达场时为牵出线）与调

12、车场之间的一部分线段。如图所示：,三、驼峰的平、纵断面结构,推送部分：是指经驼峰解体的车列其第一钩车位于峰顶时车列全长所在的线路范围。设置这一部分的目的是为了使车辆能到必要的驼峰高度，并使车钩压紧，便于摘钩。,溜放部分：从驼峰峰顶到调车场计算点之间的区段，叫溜放部分。在这段范围内设有调速设备（车辆减速器），以便调整钩车溜放速度，并且设有分路道查以控制钩车的溜放速度。例如机械化驼峰的计算点规定在难行调车线警冲标后100米的地方为计算点。,计算停车点：确定驼峰的高度时，保证难行车在溜车不利条件下溜到调车场难行线某处停车或具有一定速度的地点。,峰顶平台：推送部分与溜放部分的连接处，设有一段平坦地段，

13、叫做峰顶平台。它位于驼峰的最高处，并通过两条竖曲线将两个不同方向的反坡（压钩坡和加速坡）联系起来。这样既可以保证驼峰的必要高度，又可以防止车辆经过峰顶时折断车钩。峰顶平台的长度取决于车辆的构造情况和压钩坡的陡度，一般10m左右。,驼峰组成部分示意图,1推送线；2溜放线；3禁溜线；4迂回线；5减速器；6、7信号楼,（一）调车驼峰平面要求 头部咽喉区的长度最短； 各股道自峰顶至计算点间车组溜放总阻力相差较小，并尽量缩短至最小程度 不铺设多余的道岔，短轨等，以免增加钩车的运动阻力； 要考虑有利于设置机械化和自动化驼峰的设备； 禁溜线，迂回线与推送线联结处尽量靠近峰顶，以缩短取送车作业行程。,措施：

14、从峰顶至各编组线采用对称配列的线束形的平面布置。 为了缩短咽喉区长度，道岔采用长度短，辙叉角度大的6 .5号或6号单式对称道岔，复式交分道岔或不对称三开道岔。 在推进线上衔接禁溜线、迂回线。 峰顶至第一分路道岔要有一个合理的长度。 合理布置调速位。,第一节 调车场头部平面设计,对于驼峰调车场头部平面设计还要求： 各溜放径路的溜放距离及总阻力接近(这为共同峰高及限定连挂速度所必须)； 各溜放钩车共同径路最短(以使钩车迅速分散，提高解体效率)； 为减速器设置妥当部位。,采用道岔类型 主要采用6号对称道岔，以缩短咽喉长并使各线溜放阻力接近。,（1)平面设计要求,（2)具体规定,线束的布置,调车场应两

15、侧对称布置，以均衡各线的溜放阻力。,峰顶至第一分路道岔间的距离,此处不设制动位置，为使前后钩车在进入第一分路道岔时能形成必要的时间间隔，该距离取3040m。,迂回线及峰顶禁溜线,迂回线供车辆或有跨装货物不能过峰和过减速器时使用。经迂回线绕行入外侧调车线，当这样的车辆少时，设一条迂回线于不提钩作业的一侧。,禁溜线：暂存因车载货物原因不能溜放的车辆。,出岔位置： 当禁溜线从推送线出岔，辙叉应设在平台上； 当溜放线坡度较小，尖轨可设在峰顶平台上。 有效长150m左右。 禁溜车较少时，禁溜线可与迂回线合设。,（二）调车驼峰纵断面 1. 峰高 峰高即驼峰高度是指峰顶与计算点之间的高度差，亦称驼峰计算高度

16、。 峰高的计算公式为： 驼峰高度（米）； 峰顶至计算点的距离（米）； 钩车的基本阻力（公斤吨）； 空气和风阻力（公斤吨）； 范围内的曲线转向角（包括侧问通过道岔时的辙叉角）度数；,范围内的道岔数；峰顶推进速度；考虑车轮转动拨量影响的车辆重力加速度的数值。,对机械化驼峰，对峰高要求是以5km/h速度推送车列，保证难行车在不利的条件下，自由溜放到难行线的计算点。,四、驼峰调车作业 驼峰编组场调车作业可分为三类： 1解体车列作业在驼峰推送线和溜放部分作业。 2编组作业在驼峰尾部编发线上，根据列车编组计划，将车 辆选编成列车的调车作业。 3其他调车作业车列、车组、车辆转场转线调车，编组线上 整理车辆等

17、作业。,调车驼峰解体能力,驼峰的解体能力以每昼夜解体的最大车辆数表示。按作业能力的大小，驼峰可分为大能力驼峰、中能力驼峰、小能力驼峰。,大能力驼峰：日均解体车数4000辆以上，调车线不少于30条，设两条溜放线，应设有推峰机车遥控、钩车溜放速度和溜放进路自动控制系统。建在路网性和区域性编组站上。,中能力驼峰：日均解体车数20004000辆，调车线在16条以上，设12条溜放线，宜设有推峰机车遥控、钩车溜放速度和溜放进路自动控制系统。建在区域性或路网性编组站上。,小能力驼峰：日均解体车数2000辆以下，调车线516条，宜设置溜放进路自动控制系统、推峰机车信号，有条件时可采用推峰机车遥控系统、钩车溜放

18、速度自动或半自动控制系统。,第三节：车辆溜放动力学,车辆溜放受力分析 车辆溜放所受阻力 能高 能高线原理,车辆溜放所受的各种力归纳起来有：车辆本身重力的分力调车机车的推力车辆运行（溜放）阻力 （1）基本阻力 （2）曲线阻力 （3）道岔阻力 （4）风和空气阻力调速工具产生的调速力,一、受力分析,车辆的重Q（吨）可分解为两个分力。 与坡道平行的分力F=Qsin 与坡道垂直的分力P=Qcos 驼峰的最大坡度为50（千分率有用i表示），值很小。因此，sintgi，所以F=QsinQi10-3，而PQ，F分力使车辆产生沿坡道下溜的动力，而分力P使车轮与钢轨摩擦产生对车辆的阻力。,基本阻力：是指由轴颈与轴

19、瓦之间（或轴承内部）以及轮轨之间的摩擦等产生的阻力，是在真空状态下直线上存在的阻力。,风和空气阻力：实际上是空气阻力，且考虑在起风时对该阻力的影响。当风向与溜行方向不平行时，只考虑风阻力的纵向分力的影响（横向分力也影响轮轨间的摩擦状态，但影响小，不考虑）。,曲线阻力：车辆经由曲线时在基本阻力之外增加的阻力。 产生原因：轮缘对外轨内侧压力增加，且外侧车轮相对于钢轨有滑动，车辆纵轴与线路中轴不平行所增加的对钢轨的冲击和各部件摩擦。,道岔阻力：车辆经过道岔时由于车轮对尖轨、辙叉的撞击而增加的阻力（不含过导曲线发生的阻力，该阻力归入曲线阻力）。,二、车辆溜放速度与能高关系 车辆在溜放过程中，由于受力不

20、同，速度是在变化它遵守能量守恒定律变化着。也就是说，溜放车辆速度的变化是能量转换的过程。车辆从峰顶溜放至停车点，要克服各种阻力消耗能量，当能量消耗完毕时，车即停下来。 我们知道车辆在峰顶脱钩，由于机车的推力给予一个初速度V。，通常以动能形式表示：,式中：V。初速度，单位米秒； Q车辆重量，单位吨； g为考虑车轮转动惯性影响的重力加速度。单位为米秒2，一般取9.5米秒2。 另外由于车辆在峰顶有峰高的高度，因而具有位能QH峰，所以车辆在峰顶具有总能量为：,车辆溜放时，克服各种阻力要消耗能量 以总阻力所消耗的功为： WL=QL10-3 式中：W车辆所受阻力（公斤）； 单位重量所受阻力（公斤吨）； L

21、车辆溜放距离（米）。 根据上述峰高设计的原理及能量守恒定律，那么难行车从峰顶溜放至计算点停车应符合下列公式： =QL计10-3,当车辆溜放了L距离，驶至K点处，那么在K点剩余能量应等于： 式中；HK点的高度； VK车辆在K点的速度。根据能量守恒定律，下式应成立,QL计10-3,化简为：, L计10-3,式中 H峰 HKli10-3 il范围内的平均坡度千分率（）得下式： L计10-3,上式为任一点车辆溜放速度的数学模型。,在驼峰站场设计中，溜放车辆所具有的能量和克服阻力消耗的功，以及调速工具消耗的功均以能高表示。表示如下：,根据能量守恒定律，在整个溜放过程中，这三项能高之和应该不变，只是互相转

22、换可用能高线图表示三者的关系。,用能高线原理计算调速工具制动能力的实例。制动工具的制动能力用制动能高（米）来表示。,能高线图,编组站综合自动化系统： 货车信息处理子系统 溜放作业控制子系统 到发及调车进路联锁 控制子系统。,第四节：编组站综合自动化,货车信息处理子系统一般是利用电子计算机和通信网络完成下列各项工作： 1基本计划、解体作业计划、编组作业计划、场内调车作业计划的自动编制和自动传送。其中基本计划主要包括列车编组方案、调车线使用方法、站内作业运行图、修改基本数据，在场间的进路模式表等。 2现车管理。主要包括编组站间的预确报的接收和发送；对站内货车移动的信息按车场、股道、顺位的跟踪和管理

23、、货车信息一般包括车种、车号、到站、货物品名、发站等；编制中间站摘挂货车通知书；编制货报及统计表并按需要打印输出编制现车状态表示等。 3作业变更处理。主要包括作业计划变更处理和场内状况变更处理。,溜放作业过程控制子系统包括众多的技术设备，是本书的核心内容主要技术装备可分为三大部分；调车场头部信号联锁设备溜放进路控制设备推送和溜放速度控制设备。编组站综合自动化还应包括： 1驼峰调车场尾部编组作业过程控制（一般由尾部集中联锁设备完成）。峰尾集中联锁设备工作原理将在第四章中介绍。,2提钩作业半自动化或自动化。提钩效率直接关系到平均推送速度的大小。人工提钩不仅效率低，而已劳动强度大作业安全程度差。因此，提钩自动化设备是有待研制但实现难度又很大的重要设备。国内外虽然进行了多年的研究，但至今尚没有产品正式投入使用。 3自动抄车号设备。这是进行现车管理的重要基础设备。目前大多为人工抄车号。人工抄车号不仅效率低而且劳动强度大。国外已研制成功了多种自动抄车号设备。有些已被计算机联网进行的现车管理所取代。我国尚待研制投产。,4自动摘、接风管。人工摘、接风管不仅效率低，劳动强度大，还会发生拉不净风影响溜放速度调整的问题。 5调车作业计划的自动传送。,