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编组站自动化驼峰溜放速度控制及模拟仿真编组站自动化驼峰溜放速度控制及模拟仿真摘要:编组站是铁路运输中非常重要的一环，保证列车编组的安全与高效是首要任务。
针对编组站中的驼峰溜放工作，本文提出了一种基于自动化控制的速度控制方法，并通过模拟仿真验证了该方法的有效性。
关键词: 编组站，驼峰溜放，自动化控制，速度控制，模拟仿真一、引言编组站是铁路运输中的重要环节，主要负责对列车进行编组操作，确保列车能够按照运行需要进行有序的出发和到达。
在编组站中，驼峰溜放是指将列车的车厢从编组线上的驼峰处滑行放到相应位置。
传统的驼峰溜放过程主要依靠人工控制，操作人员需通过手动操纵手柄来控制车厢溜放速度。
这种方式存在操作门槛高、人为因素大等问题，容易引发事故和延误。
为此，引入自动化控制技术成为提高驼峰溜放操作效率和安全性的关键。
二、驼峰溜放速度控制的设计方案为了实现编组站驼峰溜放的自动化控制，本文提出了一种基于速度控制的设计方案。
1. 系统架构该控制系统由硬件和软件两部分构成。
硬件部分主要包括传感器、执行机构和控制器，用于实现对驼峰溜放过程的监测和控制。
软件部分则是基于PID（比例-积分-微分）控制算法，通过对传感器采集到的数据的处理，实现对溜放速度的控制。
2. 传感器选择为了实现驼峰溜放过程的控制，需要对车厢的位置、速度、加速度等参数进行准确测量。
因此，在设计中选择了合适的传感器，如位移传感器、速度传感器和加速度传感器，用于实时获取车厢运动数据。
3. PID控制算法PID控制算法是一种常用的自动控制算法，其主要思想是通过比较实际值和期望值之间的差异，根据误差的大小调整控制量，使系统趋向于稳定。
在驼峰溜放过程中，通过调整溜放速度，使车厢能够平稳地滑行至指定位置。
三、模拟仿真设计为了验证上述设计方案的可行性和有效性，本文进行了模拟仿真实验。
1. 建立仿真模型根据实际编组站驼峰溜放过程的特点，建立了驼峰溜放的仿真模型。
该模型包括车厢运动方程、驼峰形状及运动方程、摩擦力模型等。
铁路驼峰自动化的车辆速度控制系统摘要：随着我国铁路驼峰溜放作业综合自动化技术的发展，驼峰调车场尾部停车防溜作业自动化程度得到大幅度提高，我国铁路编组站整体装备技术处于世界领先水平。
但是，由于调车场溜放车组受停车设备、线路坡度等各类因素影响，尾部停车防溜效果仍有待提升，同时尾部停车器布置方案在设计规范上还有所欠缺。
为此，通过仿真技术，改变尾部停车防溜设备布置方案，让勾车在仿真平台上溜放，以更好地为尾部停车防溜设备布置方案提供技术支持。
关键词：铁路；驼峰自动化；控制系统自动化技术是一门综合性技术学科，涉及计算机技术、信息技术、控制技术、系统工程、电子技术等多方面内容，而其中最重要的则是计算机技术和控制技术。
在铁路行车作业过程中，铁路信号设备担负着举足轻重的作用，其信息传输的功用，是列车行车组织与管控的重要依据，决定着列车运行的安全性、高效性。
一、实现铁路电力自动化的意义当铁路在运输时，如果出现停电等问题，那么就极有可能会导致行车车间与列车相互间的联系被中止，进而导致铁路不能正常运作，或半道停运，使得旅客的生命安全与资产安全遭到巨大威胁，造成经济亏损。
由于我国领域广阔，土地种类丰富，铁路运输一般会跨越高山、长河等等，环境条件情况糟糕，导致铁路路线极其繁杂，交通便利性不高。
如此的时机情况让铁路电力线路极易阐述问题。
如果说，在繁杂的地形范围中产生电力问题，那么维修人员就必须要付出非常多的时间来检查问题出处，同时还需要投入众多的人力、物力以及资金来解决电力问题。
此类状况的产生会让铁路运作供电的可靠性遭到极其大的影响。
所以，若要降低或防止此类故障的出现，那么就必须要尽快地强化铁路运输的所有设施设备的安全性、可靠性。
在铁路建设过程中，依靠技术，把自动化技术充分地运用到铁路电力系统的构建中，以此明显地强化铁路电力自动化水准。
二、铁路电力系统对控制技术的要求2.1信息化要求随着科学技术的发展，铁路电力系统对于信息化的要求越来越迫切。
自动化驼峰存在问题及对策探索•论文导读：自动化驼峰是利用计算机原理控制车辆的溜放速度，在溜放过程中，车辆减速器不断地接收计算机下达的控制命令对溜放钩车进行连续调速，使其出口速度与计算机给定的速度基本一致，但在实际运用之中溜放钩车速度误差大向来是自动化驼峰比较突出的问题，出口速度过高会造成追钩或者与股道停留车相撞，速度过低会造成被后续勾车追撞或者发生侧面冲突，夹停有可能因侧面冲突或者正面冲突造成脱线事故，这也是制约驼峰设备安全生产的关键所在，经过分析发现除与天气、外界、车辆本身不利因素以后还有以下几个方面的原因。
关键词：驼峰，速度控制，故障分析，采取措施自动化驼峰是利用计算机原理控制车辆的溜放速度，在溜放过程中，车辆减速器不断地接收计算机下达的控制命令对溜放钩车进行连续调速，使其出口速度与计算机给定的速度基本一致，但在实际运用之中溜放钩车速度误差大向来是自动化驼峰比较突出的问题，出口速度过高会造成追钩或者与股道停留车相撞，速度过低会造成被后续勾车追撞或者发生侧面冲突，夹停有可能因侧面冲突或者正面冲突造成脱线事故，这也是制约驼峰设备安全生产的关键所在，经过分析发现除与天气、外界、车辆本身不利因素以后还有以下几个方面的原因。
1.测速雷达故障原因分析1.1 雷达天线自检电源的关机时机武威南驼峰采用T.CL-2 型驼峰测速雷达，运用8mm 波技术、多普勒原理实现对溜放车组的速度测量，在控制电路中采用了自检电路，当减速器区段空暇时，实时对雷达的自身工作状态进行连续检测，确保雷达工作良好，惟独当钩车进入减速器区段后，通过JGJ 继电器的落下接点才干断开自检电源进行车辆测速。
自检信号也是经由多普勒信号通道送给计算机，自检频率为2000HZ10HZ，相当于31Km/h 的速度信号。
由于停检时间较晚，故将对正常测速造成影响，使钩车速度控制产生误差。
采取的措施：对于TW-1 型自动化驼峰增加了一雷达控制继电器LKJ，其励磁条件为当系统处于溜放状态时得电吸起，平时LKJ 在落下状态，使自检电源经其继电器的两组落下接点后输出，实现对雷达的自检，一但进入溜放状态，即住手自检，进入测速状态。
铁路编组站自动化驼峰间隔制动位控速方法的分析摘要：铁路编组站自动化驼峰其间隔制动位使用t·jk非重力式车辆减速器作为控制工具。
对“前轻后重”混编车的速度控制，既要避免误夹轻车导致车辆脱轨，又要掌握好控制时机，因此，适当使用车辆减速器控速级别，可防止溜放车辆超速。
如何找到二者之间的最佳结合点，确保溜放安全和作业效率是间隔制动位面临的一个重要课题。
关键词：自动化驼峰间隔制动减速器控速1 编组站自动化驼峰的背景及意义在我国的国民经济和交通运输系统中，铁路运输占有极其重要的地位。
铁路客货运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。
其中，长距离、大运输的货物运输，更是我国铁路运输的主要特征，对国民经济的发展有极其重要的意义。
因此，需要不断发展和提高铁路运输能力。
提高铁路运输能力的具体方法有很多，比如提高货车装载能力，铁路提速等等。
而在世界铁路运输界，公认的提高铁路运输能力的最关键之处并不在于“拉得多、跑得快”，而是在于列车编组，由编组站来完成。
编组站是铁路运输的重要生产单位，是铁路网上集中办理大量货物列车到达、解体、编组出发、直接和其他列车作业的车站，是保障铁路货物能力提高的主要环节之一，有“货物列车制造工厂”之称。
其主要工作就是列车编组，把货物列车中的车辆解体、然后按其去向重新集结编组成新的列车，向目的站方向发车。
但是从我国铁路网的实际情况来看，随着铁路货车既有线提速的进行和深入，铁路匀速能力紧张，点线能力不协调，编组站编组能力不足，是制约我国铁路运输能力提高的主要因素。
据数据统计，在车辆的全周转时间内，车辆在编组站的作业与停留时间约占50%左右，由此可见，提高编组站的作业效率，实现编组站自动化，对于提高铁路运输能力起着举足轻重的作用。
自动化驼峰，是完成货物列车解体作业的核心设备，也是编组站的主要调车设备。
调车驼峰的作业能力，决定了整个编组站的改造能力，驼峰自动化是实现编组站自动化的最核心部分。
自动化驼峰溜放进路和速度安全控制的研究徐越（兰州交通大学，甘肃，兰州，730070）摘要：解释自动化驼峰对于溜放进路和速度控制的安全要求，以TW-2型驼峰自动化系统为例分析溜放进路和速度控制的风险，并从分路道岔控制、钩车间隔控制、减速器控制精度和测量设备故障等4个方面阐述对应的风险防范措施和故障-安全手段。
Abstract: explain the automation and speed control hump to sneak into the road safety requirements, in TW - 2 type of hump automation system, for example analysis to slip into the path and speed control of risk, and from the shunt switch control, hook workshop control, speed reducer and the control precision measurement equipment fault isolation and so on four aspects in this paper, the corresponding risk prevention measures and fault - security means.关键词：自动化驼峰；溜放进路；溜放速度；安全控制；TW-2溜放进路和速度的自动控制是自动化驼峰最核心的两大功能。
溜放进路自动控制是根据待解列车解体计划的钩序、目的股道号，自动选排分路道岔，控制自由溜放的车组从峰顶到达要求的调车线股道；溜放速度自动控制是通过间隔制动实现溜放车组在驼峰溜放区保持合理的间隔，通过目的制动实现溜放车组在调车线股道与前方车组安全连挂。
1 溜放进路和速度控制的安全要求自动化驼峰技术条件指出“尽管自动化驼峰不属于故障--安全系统，控制系统和单项设备的设计应贯彻故障--安全原则”，应从两方面理解该技术条件：首先，该条件明确自动化驼峰不属于故障--安全系统，自动化驼峰控制系统也不属于故障- 安全系统，这是由驼峰解体作业高效要求、动态控制和因素复杂的特点决定的。
自动化驼峰技术条件对溜放速度自动控制的安全性要求如下。
1）除抱闸车等特殊情况外，不应有车辆在减速器上被夹停的事故发生。
2）除特殊车辆、特殊气候条件，系统不能对车辆进行有效制动外，因严重超速冲撞引起的事故率应小于10-5。
上述技术要求点明了溜放速度控制的非安全性，车辆夹停可能导致后钩车冲撞本钩车，出口超速可能导致本钩车超速冲撞前钩车；控制系统对于溜放速度控制安全未要求也达不到100％。
3）系统应具有途停、侧撞、摘错钩、错溜、追钩、钓鱼、满线、堵门、道岔恢复、道岔封锁、轨道电路轻车跳动等的检测和相应的防护措施。
上述技术要求点明了溜放进路控制的复杂性，溜放过程中因车组走行、分路道岔控制的不正常情况可能出现钩车追钩、侧撞甚至脱线的风险，系统即使检测到并采取相应的防护措施，其防护的安全性未要求也达不到100％。
其次，尽管自动化驼峰不属于故障--安全系统，溜放进路和溜放速度的自动控制存在诸多不安全的因素，但是自动化驼峰控制系统在设计时仍应贯彻故障- 安全原则，即通过分析自动化驼峰控制中可能存在的风险源和设备故障可能导致的危险侧，采取相应的风险防范措施和故障--安全手段，将控制的危险性降低到最小。
2 溜放进路和速度控制的风险分析下面以TW-2型驼峰自动化系统为例，分析溜放进路和速度控制中存在的风险。
2.1 控制设备描述大能力驼峰，在溜放区设有峰下一部位减速器和线束二部位减速器用于实现间隔制动，设有快动分路道岔用于实现溜放进路的选排；在调车线始端设有三部位减速器用于实现目的制动。
此外，TW-2系统还安装了以下测量设备：1）一分路道岔保护区段内装有两个踏板，用于计算溜放车组的摘钩辆数；2）一分路道岔保护区段内装有测重设备，用于测量溜放车组的重量；3）在减速器前装有一个踏板，用于计算溜放车组通过的轴数；4）在减速器前或后装有雷达设备，用于测量溜放车组的速度；5）三部位减速器出口处装有测长设备，用于测量调车线的空闲长度。
2.2 控制风险分析溜放进路和速度控制中严重危害自动化驼峰作业安全的风险是钩车脱线及钩车高速冲撞，其风险来源于分路道岔、钩车间隔、减速器控制精度及测量设备故障等，其表现形式为途停、侧撞、追钩、满线、堵门、道岔恢复、轨道电路轻车跳动等。
溜放过程中出现摘错钩、错溜、钓鱼、道岔封锁等情况，其危害程度一般且可控，因此不在本文讨论范围。
2.2.1 分路道岔的风险溜放进路与调车进路不一样，进路不是事先全部选排完毕后再使用，而是根据车组溜行逐级向分路道岔传递进路命令。
溜放钩车占用上一级道岔时，才向下一级道岔发令转动；如果下一级道岔因故未转到位，钩车自由运动到该级道岔时就可能脱线。
溜放进路中的分路道岔仅采用区段锁闭，即轨道电路占用时不允许道岔操纵，一旦轨道电路出清即可执行下一钩命令；如果钩车在占用道岔区段过程中发生轻车跳动，而且下一钩命令的去向与本钩不一致，就可能造成道岔中途转换，钩车脱线。
2.2.2 钩车间隔的风险钩车间隔是指前后溜放的两钩车之间的距离，由于溜放过程是连续的，可能同时有多组钩车在分路道岔控制区域内，钩车的速度有快、有慢。
遇到前慢（低速甚至途停）后快的情况时，如果两钩车是经过道岔的同方向，可能发生追钩，严重的可能高速正面冲撞；如果两钩车是经过道岔的不同方向，可能发生侧冲，严重的可能高速侧面冲撞。
2.2.3 减速器控制精度的风险减速器控制精度是指车组实际出口速度与计算速度的误差。
间隔制动控制精度偏差较大时，如果超速可能造成与前钩车的间隔问题；如果夹停或速度严重偏低，可能造成与后钩车的间隔问题；这两个问题的后果都有可能造成追钩或侧冲，严重的造成正面高速冲撞或侧面高速冲撞。
目的制动控制精度偏差较大时，如果超速可能与前钩车正面高速冲撞；如果夹停或速度严重偏低，可能造成后钩车与之正面高速冲撞。
2.2.4 测量设备故障的风险1）雷达故障雷达是减速器控制的眼睛，雷达故障时无法反馈钩车实际速度而使钩车在减速器上失控，无论夹停或不作为均可能造成风险。
2）踏板故障踏板故障表现为不计轴或丢轴。
减速器前的踏板作用之一是探测钩车进入减速器以实施控制的“开机”点，踏板故障影响减速器控制的时机，可能导致减速器出口速度偏高甚至失控；作用之二是作为大组车放头拦尾开始控制轴数的依据，如果因为计轴设备安装尺寸不符要求或电气特性等原因大量丢轴时，可能导致减速器出口速度偏高甚至失控。
3）测长故障调车线空闲长度是计算三部位出口速度的重要参数，测长故障时无法获知调车线空闲长度，可能导致减速器出口偏高甚至失控。
4）测重故障钩车重量信息对于减速器控制、减速器出口速度计算都很重要，测重故障时无法获知钩车的重量信息，可能导致减速器出口速度偏高甚至失控。
4）测重故障钩车重量信息对于减速器控制、减速器出口速度计算都很重要，测重故障时无法获知钩车的重量信息，可能导致减速器出口速度偏高甚至失控.3 溜放进路和速度控制的安全设计分路道岔控制、钩车间隔控制、减速器控制精度提高和测量设备故障处理等4 个方面采取相应的风险防范措施和故障- 安全手段，以使控制风险降低到最小。
3.1 分路道岔的安全控制3.1.1 “轨道电路轻车跳动”的防护TW-2 系统在分路道岔区段锁闭的基础上，增加了区段占用屏蔽时间的防护手段。
利用一分路踏板或解体计划中的辆数信息、分路道岔区段长度及钩车通过分路道岔的最高限制速度（一分路道岔区段为18.0 km/h、其他区段为21.6 km/h），计算钩车从占用到出清该道岔区段的最小时限，称为轨道电路区段占用屏蔽时间。
区段屏蔽时间=区段长度+11×辆数-4区段通过最大速度在区段屏蔽时间内发生的轨道电路瞬间跳动，系统将判定为“轻车跳动”；一旦系统判定发生了轻车跳动，及时报警并在区段屏蔽时间内拒绝为后续钩车发出道岔控制指令；对于一分路道岔，一旦系统判定发生了轻车跳动，及时报警并拒绝为后续钩车发出道岔控制指令。
3.1.2 “道岔恢复”的防护当溜放钩车占用上一级分路道岔时，向下一级分路道岔发令转动，下一级道岔因故不能在规定时间内（电动道岔1.2-1.4s、风动道岔1.0-12s）转换到底时，由系统控制道岔往回转；而后自动锁闭该道岔，避免新的转辙尝试，直至确认正常后人工解除锁闭。
3.1.3 “道岔挤岔”的防护当分路道岔挤岔后，将上一级分路道岔锁向异向，防止后续钩车正面相撞，同时发出挤岔报警；一分路道岔发生挤岔后，将驼峰信号机锁定在关闭状态。
3.2 钩车间隔的安全控制钩车间隔的安全控制是由溜放进路控制和溜放速度间隔控制共同实现的。
溜放速度间隔控制由间隔制动位完成，能够调节位于间隔制动位两侧的钩车间隔；对于两钩车间无间隔制动位的情况，由溜放进路控制实施防护。
3.2.1 速度跟踪功能实现间隔控制必须了解溜放区内各溜放车组的位置、走行速度情况，车组位置可以通过分路道岔轨道电路跟踪，车组走行速度情况通过简单的轨道电路跟踪无法准确提供。
TW-2 系统独辟蹊径，利用分路道岔区段设两个轨道电路的条件，动态地测量钩车在该道岔上的进入和出清速度，结合钩车在减速器上的雷达测速，可以测得每钩车走在不同地点的十多个速度，基本上实时掌握了钩车溜放速度，实现了钩车在溜放进路上的全线速度跟踪。
基于速度跟踪功能，才能够实现以下控制和防护功能。
3.2.2 溜放速度间隔控制以二部位间隔控制为例，其基本步骤如下。
第一步根据线路纵断面、三部位的制动能高、钩车重量等级等因素确定本钩车（进入二部位的钩车）的基本定速。
第二步检查钩车的目标股道径路上有无途停车、堵门车、满线车等特殊情况，若有，二部位出口速度直接设定到最低值，完成。
第三步检算本钩车与前钩车（已离开二部位去往三部位的钩车）的间隔。
如果存在间隔问题，计算后直接降低二部位定速，跳过第四步，完成。
第四步检算本钩车与后钩车（离开一部位未进入二部位的钩车）的间隔，确定基本定速基础上的加速量，计算二部位定速，完成。
3.2.3 “途停”的检测和防护TW-2 系统认定溜放钩车走行速度低于8km/h为途停；钩车走行在轨道区段上或死区段上时，如果占用时间超过了按最低走行速度8km/h计算的时间限（根据解体计划中的辆数和站场区段距离参数表计算）时，也判为途停。
发生途停后，系统及时关闭驼峰信号机，将钩车刚出清的道岔锁闭至去往途停车的方向，预防钩车侧撞；进一步将刚出清道岔的上一级道岔锁闭至异向，预防钩车正面冲撞。
3.2.4 “堵门”的检测和防护溜放钩车在警冲标区段发生途停，当解除途停锁闭时转为堵门防护；没有来由的警冲标区段占用（钩车倒溜或尾部调车侵入等），立即启动堵门防护。
