摘要：动车组整列架落车作业是动车组三级修过程中一项重要的作业环节，为确保作业安全，作业人员在实践中探索出一套成熟的动车组架落车作业组织联控方式。本文提出了通过使用公共广播系统来优化联控方式的方案。
关键词：架落车联控；公共广播系统；定压扬声器；功率放大器
1．动车组整列架落车的安全风险分析
动车组整列架落车作业是一项参与人数多的大型协作项目、需要提前组织，班前对作业人员召开会议明确分工。作业过程中严格按照作业流程做好联控工作。
用鱼骨图法对架落车作业进行安全风险分析（图2），发现影响架落车作业安全的主要因素有：设备故障、防护人员问题、操作人员问题。可见防护人员与架车机操作员的联控至关重要，可以避免很多事故发生。
图1 架落车作业安全隐患分析
通过对动车组架落车作业各种工况条件下的不同组织方式进行梳理，结合安全风险点，制订了动车组架落车状态确认表，明确了状态确认要点与联控标准，有效的确保了动车组架落车作业安全。
2．存在的问题及优化方案提出
目前动车组整列架落车作业联控方式，虽然较好解决了架落车作业过程中的联控协作问题，但是对对讲机过于依赖，容易出现以下问题。
（1）在对讲机频道受到干扰或故障时防护人员无法听清架车机操作员指令；
（2）作为架落车作业指挥人的架车机操作员，因个人口音等原因导致指令下达不清楚，使防护人员执行不到位；
（3）生产任务量增加后，架车机新操作员因熟练度等原因导致指令下达不清楚，使防护人员执行不到位；
（4）作业环境吵杂导致对讲机联控传递不清晰；
针对上述问题，提出对整列架车机沿线建立架落车联控语音播报广播系统。通过在架车台位设置广播，在动车组架落车过程中，将录制好的标准指令语音，按作业步骤用软件进行播报。
3．动车组安全联控语音播报系统设计
图2 作业现场尺寸参数
3.1.广播扬声器配置
（1）距离测量
扬声器设置在两股道间的钢柱上。均匀的分布在作业沿线，确保16编组动车组每节车厢附近有一扬声器。对作业现场使用激光测距仪进行测量，轨道桥下作业人员距离扬声器最远距离约有12米。如图3所示：
（2）噪声测试
当临近股道进行动车组静调作业时，库内噪声最大，此时对现场噪声进行测量，作业点噪声达到84dB。
通常扬声器音量大于本地噪声15 dB。鉴于广播扬声器通常是分散配置的，所以广播覆盖区的声压级可以近似地认 为是单个广播扬声器的贡献。根据有关的电声学理论，扬声器覆盖区的声压级 SPL 同扬声器的灵敏度级 LM、馈给扬声器的电功率 P、听音点与扬声器的距离 R 等有 如下关系：
SPL=LM＋10lgP－20lgR dB
如果扬声器功率增加一倍，SPL只增加10lg2≈3dB。效果不明显且需要增加功放功率，导致成本增加，故提高灵敏度较为方便。
选取灵敏度（1m，1w）为105dB，功率为40W，频响范围在140HZ-15KHZ（图4），满足穿透力强要求的定压线性铝合金户外音柱。计算得到声压级SPL为99dB。可以满足现场使用。
图3 扬声器频响特性
3.2.功率放大器配置。
为确保沿线16编组动车组每节车厢附近有一个音柱，共需16只40W音柱。
广播功放的额定输出功率，根据广播扬声器的总功率而定。扬声器的总功率小于或等于功放的额定功率，而且电压参数要相同。考虑到线路损耗、老化等因素，应适当留有功率余量。按照《公共广播系统工程技术规范GB50526-2016》的要求，功放设备的容量（相当于额定输出功率）一般应按下式计算：
P = K1 • K2 • ΣP0
P－功放设备输出总电功率（W）
P0－每一分路（相当于分区）同时广播时最大电功率 P0 = Ki•Pi
Pi－第 i 分区扬声器额定容量
Ki－第 i 分区同时需要系数：服务性广播客房节目，取 0.2～0.4 背景音乐系统，取 0.5～0.6 业务性广播，取 0.7～0.8 火灾事故广播，取 1.0
K1－线路衰耗补偿系数：1.26～1.58
K2－老化系数：1.2～ 1.4
由于16只音柱沿线并列摆放，每分路容量为40VA。P0为32W，K1、K2分别取最大值，得到P≈991W。
实际选取500W功放2台可以满足需要。考虑到8编组动车组南北列位分别架车和16编组动车组整列架车的工作情况。连接电路图如图5示：
图4 系统电路图
3.3.其他配置
（1）线性放大器，由于计算机音频输出到前置放大器距离较远（现场测量164m），输出衰减较大。需要对计算机AUX输出进行放大推送
（2）前置放大器，将线性放大器输出信号进行电压增益匹配后输出到功率放大器。
（3）线路，采用200m音频线、500m无氧铜信号线。电源线、空开等若干。
3.4.软件系统界面设计
使用CoolEdit软件对联控录音进行去噪处理。为方便按照架落车流程步骤播放，采用sharepoint软件制作网页便于显示与播放。界面截图如下：
图5 系统界面
结束语
动车组架落车作业安全联控广播系统方案，解决了架落车过程中架车机操作员的指令准确下达、架落车防护人员的指令准确接收的问题。但是对架落车过程中防护人员状态反馈未涉及。
下一步设想能够加入网络广播终端，将广播系统升级为网络广播系统，进行点对点对讲，实现双向联控。
参考文献：
[1]《公共广播系统工程技术规范》GB50526-2016
[2]Douglas Self《音频功率放大器设计手册》（第四版中文）人民邮电出版社
作者简介：
牛为民 男（1983-）青海省西宁市人 本科 工程师 湖北铁道运输职业学院教师 从事铁道机车电气系统的教学与研究。
论文作者:牛为民
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/17
标签：作业论文; 车组论文; 扬声器论文; 人员论文; 功放论文; 操作员论文; 功率论文; 《基层建设》2018年第31期论文;