摘要：列尾装置是重要的行车安全保证设备。结合列尾装置在包神重载铁路线上的维护经验，总结分析影响列尾装置正常运行的重要因素，并提出以数据分析为基础，执行标准化作业流程，以达到降低列尾装置故障率的目地。
关键字：列尾装置 重载铁路 数据分析 标准化
列尾装置是列车尾部安全防护装置的简称。铁路运输在取消守车后，为防止丢车、断钩和放飏等事故的发生，综合应用现代计算机及无线通信技术，保证运输安全而研发的重要铁路行车安全设备。
列尾装置兼做列车尾部昼夜标识，通过连接列车尾部风管，监测列车风管压力。机车乘务员利用列尾装置机车头部设备可随时查询列车尾部风压以确认列车完整性。在管压异常泄露时，列尾装置及时向机车乘务员发送告警信息。在折角塞门意外关闭等紧急情况发生时，列尾装置还可辅助列车排风制动。
包神线450M列尾装置组成及工作原理
线路概况
包神线北起万水泉南站，向南经神东站与神朔线接轨，是神府东胜煤田煤炭外运的重要铁路通道。包神线以丘陵地形为主，有2条隧道，区间线路较为平坦，但弯道较多。包神北线（以东胜站为界）线路环境较好。而南线则有着较多编组站和装车站，线路周围坐落众多厂矿，本线及其他单位使用的无线通信设备种类繁多，电磁环境复杂。线路作业量大，非天窗日基本处于运力饱和状态。
列尾装置系统组成
450M列尾装置因其组网简单，使用方便，成为包神线首选列尾设备。包神线所用列尾装置主要由三部分组成，如图1所示。
图 1 列尾装置组成示意图
列尾装置机车头部设备，包括列尾机车电台、机车双端的司机控制盒以及机车顶部的列尾天线和相关馈线、控缆。
列尾主机，安装列车尾部，与列车风管相连接。
中继器，分为移动式中继和固定中继。在万吨列车运行过程中，由于车体较长，且线路环境复杂，多山区、转弯及桥隧，导致列尾装置头部和尾部设备通信距离不足，所以在万吨列车中间部分需加挂移动中继器以中继通信信号。在大的编组站及特别复杂地形则需设备固定的列尾中继器以保证列尾装置信号的可靠传输。
列尾装置工作原理
列尾装置主要工作原理见图2。由列尾司机控制盒发出的确认、查询风压、销号和排风指令编码由列尾主机电台接收后进行高频解调，解调后的信号进入主控板，主控板上的微处理器解码识别后驱动控制电路执行相应的指令，如存储机车号码、读取风压传感器的风压数据、驱动电磁阀排风以及记录黑匣子数据等，并把执行的结果也以编码的形式通过电台向机车回示。移动和固定中继设备只对列尾主机和列尾司机控制设备的信号进行放大和转发。
图 2 列尾装置工作原理
包神线列尾装置运用现状及问题
包神线正线是一条繁忙干线，常年处于运力饱和状态。根据《行车组织规则》的规定，列车在非特殊情况下，必须挂载列尾装置运行。列尾装置在确保铁路行车安全方面举足轻重。而当列车运行过程中列尾装置出现故障，或由于其他原因作用不良时，就会严重影响行车秩序，耽误列车，甚至危及行车安全。影响列尾装置正常运行的因素主要有以下几点。
无线信号传输衰耗
包神线列尾装置采用450MHz频段的模拟信号传输，当列尾装置接收到的消息电平衰落到接收电台灵敏度以下，列尾装置无法解码，进而无法完成消息的正常传输。正常情况下，450MHz无线信号可以完成“视距”传输。但是列尾装置运用场景较为特殊，有很多因素会影响无线电信号的传输。
列尾装置安装位置影响
重载铁路线上运行的列车编组较长，尤其是“万吨”列车，由108个车组成，车型有“C70”和“C80”等，编组长度在1.3Km左右。一般的，列尾主机和中继器的发射功率设定在3.0W至3.5W。列尾机车电台的发射功率则在5W左右。一般情况下，列尾装置的无线信号是可以覆盖到整体车列的距离。但是，列尾主机挂载在列车最后一个车体后部，安装位置在中部偏下，在向着机车的传输方向上被车体阻挡，信号点评衰耗较大。移动中继安装在列车中部的车体上，安装位置与列尾主机相同，同样存在传输信号被车体阻挡的问题。
地形环境影响
地形环境是影响列尾装置信号传输的重要因素。基于450MHz无线信号传输特性，当列尾主机或司机控制设备处于隧道内时，无法完成无线电电信号的传输。
在线路弯道，山体和建筑等障碍物对列尾装置无线电信号的影响较大。尤其是障碍物位于弯道内侧时，列尾主机和司机控制设备分别位于障碍物的两侧，无线电信号无法传输至对端而无法通信。
在部分编组站，因装车需求，站台会高出线路水平面约2米，列尾主机挂于装车线末端的列车尾部，三面环墙，背面车体，严重影响列尾主机无线信号的传输。
同频干扰
包神线使用的列尾装置采用单频点单工通信方式，因此，同频干扰会占用唯一可用信道，阻碍列尾装置正常通信。根据来源不同，干扰源可分为外部干扰和内部干扰。
外部干扰
外部干扰来列尾装置以外的其他电台。由于铁路沿线电磁环境较为复杂，外部干扰具有短时、不规律、流动性大以及排查困难等特点。如干扰对列尾装置运行产生较大影响，长时间占用专用频率时，需当地无线电管理部门配合查处。
内部干扰
内部干扰主要来自作业站的列尾装置作业，在规模较大的列尾作业站，同时可能有多列列车在进行“一对一”关系的确立或列尾主机检测等作业。在车站作业区域内，列尾装置同频单工的通信方式决定了在同一时间内，只能有唯一列尾装置在进行通信，否则，只会相互干扰。例如，正在站场内等待与机车确立“一对一”关系的列尾主机会被同时作业列尾主机检测台或其他机车台“确认”。
设备机械损伤
列尾装置为室外设备，列尾机车电台的天馈线也安装在机车外部。列尾装置常年随列车运行，在列车运行途中的长期震荡，以及列尾装置摘挂过程中的操作不当都会对列尾装置内部的元器件造成损伤。如电台、板件脱位，排线断裂，外部机壳、天线破损和电池脱扣等。其中，故障率较高的是天馈系统暗断。列尾主机内部电台与外部天线连接点线径较细，在运行过程中，易因设备震动等原因而断裂，从而导致列尾主机发射功率功率不足，无线信号无法传输到机车头部。在进行数据分析时，典型的特点就是风压查询反馈消息时有时无，列尾主机数据收发正常，但司机控制设备未接收到列尾主机发出的反馈消息。还发生过一起列尾机车电台天线进水结冰的故障。因列雪水进入到机车电台馈线与天线的连接处，导致列尾机车电台发射功率不足，列装置头部和尾部通信不畅。
列尾装置作业错误
列尾装置作业有着严格的作业流程，违反作业流程或未严格按流程作业，都会引起列尾装置作用不良。万吨列车编组站因作业繁忙，为提高效率引进了机车车号确认仪器等设备，其作用是可以提前对列尾主机置入机车号，免去司机操作“确认”步骤，还可避免交叉确认。但如果列尾作业人员业务不熟练，反而会引起列尾装置作用不良。2018年8月，朱盖塔站汇报7165机车无法与列尾主机建立“一对一”关系。经对设备分析发现，本次故障原因是车站列尾作业人员将机车号“7165”错误地输入为“71657165”，因列尾主机可以存储8位机车号，前四位为机车类型代码，后四位机车号。正常情况下为只置入后四位机车号，前四位缺省。但如果置号错误，司机控制设备就会判断并未与该列尾主机建立“一对一”关系，从而导致通信失败。
中继失效问题
列尾装置无线信号传输受阻时，需要中继器进行中继转发。中继器故障会导致列尾装置在无线通信困难区段无法完成信号的传输。目前，并没有明确的标准来规定列尾中继器的相关技术参数和电气特性，导致列尾中继器在应用中出现一些问题。2017年8月，石圪台车站汇报，站场内列尾装置无法进行确认和风压查询作业，列尾主机监测台也无法正常工作。经现场排查，发现车站内部有2台列尾移动中继器摘下后未及时断电，导致中继器一直互相转发信息，堵塞无线信道，从而影响站场内所有列尾装置作业。故障的主要原因是设备生茶生产厂家未合理设置列尾中继器的中继条件，导致中继器无限转发信息，堵塞信道。后续设备厂家完善了中继器的软件，规定了中继器的最大转发次数及转发条件，完全消除了故障。
应对措施和建议
根据相关标准，列尾装置司机控制设备及列尾主机应能够存储列尾装置运行相关数据。设备维修单位不能及时到达现场，且无列尾装置实时监测设备的情况下，数据对还原设备故障原因起到重要的作用。在日产维护中，还可以做预防性的数据分析，对数据异常设备及时处理，可有效降低设备故障发生率。
标准化作业流程是保证列尾装置正常运转的必要条件。按标准执行列尾装置的检修和作业，可杜绝人为原因造成的设备故障影响行车。设备检修要打“提前量”，针对易出故障的点要重点检修和测试，同时优化车站作业组织，当列尾装置出现故障时，要即使组织处理，避免耽误行车。
强化列尾装置司机控制设备的出入库检测工作，保证设备修程和一次检修质量。尤其是天馈系统检修和测试，按规定修程测量天线驻波比，并做拉距试验，确保列尾装置司机控制设备100%出入库良好率。
结束语
重载铁路线列尾装置应用是列车运行安全的重要安保措施。不断总结和分析列尾装置在应用过程中出现的问题，并针对问题提出预防性的措施，对于保证列尾装置正常运行，避免影响行车有着重要的意义。列尾装置不断发展，未来会有更加先进和可靠的列尾装置产生，随之而来的是新的问题。预防为主，严控故障是列尾装置维护不变的主题。
参考文献
TB/T 2973—2006 列车尾部安全防护装置及附属设备[S].
[1] TJ/DW179-2015 双模货物列车尾部安全防护系统暂行技术标准[S].
[2]
论文作者:王大伟
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/16
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