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铁路货车智能化装备方案

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李铁鑫

[导读] 摘要：随着国家经济的快速发展和进步，我国铁路经过一系列的现代化改革，更加贴合市场需求，铁路货运市场份额逐年稳步提升，助推物流运输结构进一步优化。

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        摘要：随着国家经济的快速发展和进步，我国铁路经过一系列的现代化改革，更加贴合市场需求，铁路货运市场份额逐年稳步提升，助推物流运输结构进一步优化。随着供给侧结构性改革的深入推进，我国物流运输市场呈现出新变化和新需求，需要对新时代铁路货运市场及货运装备面临的形势和发展方向进行分析、思考，为早日实现“交通强国、铁路先行、装备支撑”的战略目标提供支持。
        关键词：铁路货车；智能化装备方案
        引言
        随着新兴经济和物流装备的快速发展，加快推进货车智能制造，是落实“两化”融合、打造制造强国的战略举措，更是我国货车制造业紧跟世界发展趋势、实现货车智能升级的关键所在。
        1铁路货运面临的机遇与挑战
        1.1市场变化需求
        随着我国产业结构的优化及能源消费结构的调整，煤炭、钢铁等传统大宗物资铁路运输需求增长空间不大。与之相对应的是，随着产业结构的升级，我国经济发展由生产主导型向消费主导型转变，出现了“买全球、卖全球”的新型生产物流消费体系，人民群众的消费结构逐渐升级，对于耐用型消费品的需求增长快速，电子商务的迅猛发展也客观上刺激了这一需求，给快捷货物的运输增长带来了巨大的发展空间。针对货物运输需求的这一发展趋势，国家铁路一方面应继续发展重载运输，提高大宗货物运输的效率，降低运输成本，增加大宗货物运输的效益；另一方面，应大力发展快捷货物运输，在迅猛发展的快运市场中占据有利地位。
        1.2客户体验需求
        终端消费客户对购买商品物流运输时效性、可追踪性要求的提高，进一步助推了货运客户对铁路物流运输的便捷性、时效性、增值服务和体验性要求。然而，统计数据显示，受访客户对铁路货运时限长、货损概率大、理赔时间长且手续繁琐、运力不足、运输费用高、价格信息公示不够等问题反映比较集中，部分客户对铁路物流服务体验不佳，导致铁路客户不断流失。如何调整铁路物流产品结构升级，增强铁路供给对物流市场需求变化的适应性和灵活性，提升物流服务品质，增强客户体验度，将面临许多新的课题和挑战。
        1.3路网基础设施
        截至２０１８年年底，我国铁路营业里程达到１３．１万ｋｍ，全国铁路路网密度１３６．９ｋｍ／万ｋｍ２，铁路货运能力进一步释放。根据《中长期铁路网规划》，到２０２５年，我国铁路网规模将达到１７．５万ｋｍ左右，路网结构更加优化，骨干作用更加显著，可更好地发挥铁路对经济社会发展的保障作用，给铁路货物运输大发展奠定坚实的基础。但是，与铁路物流配套的基础设施方面，我国还存在着不少短板：部分通道存在区段性瓶颈制约，点线能力不匹配，“前后一公里”衔接不顺畅；铁路物流基地建设与市场需求有差距，未能形成与地方物流园区、厂矿、港口的有效接驳，导致货源辐射面不广；既有铁路货场、作业站周边交通不能满足物流运输需求，影响装卸车效率；部分货场设备设施老化，功能不足，部分物流基地到发、取送及调车能力不配套，不能适应现代物流发展需要。
        1.4体制机制改革
        ２０１９年６月１８日，中国国家铁路集团有限公司正式挂牌成立，标志着中国铁路进入新时代。从２０１３年成立中国铁路总公司开始，我国铁路就向着政企分开、加快市场化方向不断迈进。尤其是２０１７年以来，铁路系统先后实施了铁路局公司制改革、铁路总公司机关内设机构改革、所属非运输企业公司制改革等一系列改革，为推动铁路高质量发展提供了重要体制机制保障。中国国家铁路集团有限公司的成立，意味着铁路体制和公司架构将向着市场化进一步迈进，并引入更多市场主体参与合作与竞争，铁路部门的市场意识、服务意识、创新意识也会大幅提升，给铁路货运大发展提供了体制机制保障。
        2铁路货车智能化装备方案
        2.1制动检测
        制动检测可由多种方式实现，一是在一系悬挂系统中安装了空重车调整阀，根据弹簧的位移大小调整车辆制动力的大小，结合位移和载重的比例关系，从而可以实现根据载重智能调整制动力大小；二是在轴端安装电子防滑器，基于轴端传感器或多普勒技术，采集速度/加速度信息，为防滑检测提供判据；三是借助数据处理系统实时收集速度、载重、制动距离等参数，自动计算出最合理的制动力大小。此外，还可通过在制动管或者风缸部位安装压力传感器，通过对于制动管、制动缸等压力参数变化情况，来对车辆的制动安全状况进行动态识别，当压力值异常时可自动报警。
        2.2智能货车数控处理系统
        智能货车数控处理系统作为智能货车的“大脑”，安装于智能货车车体，可实现存储、数据处理和读取功能。该系统由中央控制系统和智能记录仪组成，中央控制系统配置CPU、IO模块，一方面通过无线网络（4G/5G或者RFID技术）和各子系统实现数据传输，另一方面可通过无线网络（4G/5G或者RFID技术）和机车、地面列控中心及调度中心等实现数据共享，并对采集数据进行分析、处理等；智能记录仪可和中央控制系统进行实时数据交换，对监测数据进行实时储存，实现车辆的运行数据记录，并留有输出接口，方便数据的导出。当车辆发生事故或故障时，可以及时了解故障信息，有针对性的分析原因及提出解决措施。此外能够保证信息安全性、集成性以及兼容性。
        2.3温、湿度检测
        通过安装在车辆内外部的温度传感器，实时测量车辆内外部温度和相对湿度，可以对车厢进行实时温度监控，当温度超差后自动报警。参考欧洲相关标准，其参照检测温度和湿度范围如表1所示。
        表1 温、湿度检测范围参照

        2.4车辆定位系统
        该系统安装于车体端部或两侧，可通过两种方式进行数据通讯。一种方式为运用RFID（无线射频技术）通过将车辆位置、里程等信息实时存储于车载数字标签中，通过轨旁接受装置读取后传输到数控处理系统进行加工；另一种方式为结合移动网络，通过安装GPS、GSM或者北斗导航系统实时采集车辆位置、速度信息以及运行里程等数据。通过采用不同通讯方式为车辆运营和检修提供数据支持，提高车辆的利用效率。
        2.5供电系统
        货车供电问题，作为制约货车智能化发展的一个重要因素，引起广泛的重视。目前货车供电方式主要有三种；机车供电，发电车供电和自身发电。本系统方案基于货车可单独进行配对编组的特殊性，主要考虑自身发电方案，目前国内外现有技术主要三种方式：其一在底架上安装蓄电池对车辆信息检测装置统一供电；其二在轴端安装发电机进行供电；其三将太阳能技术或者电磁感应技术引入到智能装置中进行发电。为保证系统可靠性、可用性、可维护性以及长续航能力，至少需具备以下功能：有能量收集或储存的能力并能将收集到的能量根据不同功能元件特性进行区别性输送；能够对储电状态进行实时监测管理并及时报告至智能货车数控处理系统；可分模块过载保护。
        结语
        国家供给侧经济结构性改革、运输结构调整和铁路行业深化改革等政策的实施，给我国铁路货运发展创造了新的历史机遇，货运市场必将迎来蓬勃发展。面对新的机遇与挑战，我国铁路货运市场需要进一步创新体制机制，加快市场主体的多样化、多元化建设，融入综合交通物流大系统，开发丰富、灵活多样的货运产品。
        参考文献：
        [1]丁万斌．铁路货运与现代物流融合发展［Ｊ］．长安大学学报（社会科学版），2020（１）：２８－３７．
        [2]苏靖棋．德国铁路改革２５年［Ｊ］．现代城市轨道交通，2020（５）：１２８－１３１．
        [3]穆鑫．国外铁路重载运输对我国铁路货运发展的启示［Ｊ］．铁道经济研究，2019（１）：３１－３５．
        [4]于跃斌．新常态下我国铁路货车技术发展分析［Ｊ］．铁道车辆，2020，５３（１２）：１－５．