铁路驼峰编组场反坡调速方案

如权利要求书权项1前序部分所描述的，现有的驼峰编组场断面设计为由驼峰往下先陡后缓的顺坡，依靠断面使溜放钩车由低速变高速，又在断面上配置各种调速设备使溜放钩车由高速降为低速，以保证钩车在道岔区的安全间隔和在编组线与停留车安全连挂，其驼峰峰高是按照难行车运用条件设计的。西德“RTR”杂志1983/1984    NO25的《The    concopt    of    marshalling    technology    Eor    the    automation    of    the    nuremherg    gravity    mar    shalling    yard》一文介绍的一种驼峰编组场断面及调速方案设计为：在从驼峰往下由陡至缓的顺坡上间或有一个平坡段，采用三级减速器减速，这个设计并没有摆脱传统设计的束缚。

本发明的目的首先是考虑到传统的驼峰编组场断面及调速方案设计存在的缺点主要是：

一、传统的驼峰编组场的峰高是按照难行车在困难条件下的溜放情况设计的，即峰高必须保证难行车能够溜到车场尾部实现安全连挂，然而日常溜放车辆中的大多数却是中行车，难行车和易行车都只占极少数，因此，现有这种按照“多数服从少数”原则进行的峰高设计带来的结果是：为极少数难行车的需要而加高了驼峰峰高，提高了全车列的位能，以致大多数中行车和少数易行车的入线速度都很高，不得不增设调速设备来抵消其已经获得的多余能量，迫使其降低速度，而且这些增设的调速设备在对车辆实行制动时又要耗费二次能源，显然这是极大的浪费。

二、随着驼峰编组场峰高的加高，到达场的标高也必须相应提高， 以致到达场的土方工程量大为增加，造成投资大，工期长。

本发明的驼峰反坡调速方案与传统的驼峰编组场断面及调速方案设计迴然不同，其发明内容是：在驼峰顺坡断面上设反坡段，形成凹形断面，由反坡段以及配置相应数量加速顶与减速顶组成反坡调速单元，由至少一个反坡调速单元与现有调速设备结合构成驼峰反坡调速方案，其驼峰峰高按照大量中行车运用条件进行设计，对极少数难行车配置加速顶补充能量，对少数易行车配置减速顶进行制动，使难易行车走行速度向中行车速度曲线逼近。

在驼峰编组场的溜放部分或减速区或连挂区至少一处采用反坡调速单元而构成的驼峰反坡调速方案，其各自特点是：

一、在溜放部分采用反坡调速单元的驼峰反坡调速方案，是由电脑根据测重、测轴、测速等信息对反坡调速单元进行实时控制，使反坡调速单元成为间隔制动工具，使难易行车恢复在峰顶的初始时差，钩车间隔得到调整。

二、在减速区采用反坡调速单元的驼峰反坡调速方案，是由电脑根据测重、测轴、测速等信息对反坡调速单元进行实时控制，使反坡段成为中行车、易行车的主要目的制动工具，使中行车在加、减速顶均不起作用的情况下和易行车在减速顶作用下达到规定连挂速度，使难行车和大组车在加速顶作用下快速通过各分路道岔。

三、在连挂区采用反速调速单元的驼峰反坡调速方案，是使无电脑控制的反坡调速单元成为储能器，将加速顶所做的功较变为钩车位能储存起来，使钩车延长溜放距离。

图1为反坡调速单元示意图。图内为实现电脑对反坡调速单元的实 时控制而设置的有：〔1〕为测速踏板，〔2〕为轨道电路，〔3〕为电空阀，〔4〕为过程控制电脑;构成反坡调速单元的调速设备有：〔5〕为加速顶，〔6〕为减速顶。

图2为在驼峰编组场溜放部分〔1〕减速区〔2〕和连挂区〔3〕三处均设反坡调速单元的驼峰反坡调速方案的断面示意图。

在溜放部分〔1〕断面上，由于设反坡段B1B而形成凹形断面AB1B;在减速区〔2〕断面上，由于设反坡段C1C而形成凹形断面BC1C;在连挂区〔3〕断面上，由于设反坡段D1D而形成凹形断面CD1D。这些凹形断面使驼峰编组场断面由顺坡变成顺坡与反坡衔接的波浪式断面，这是驼峰反坡调速方案独有的与传统的编组场断面截然不同的断面。其断面设计原则是：

一、驼峰峰高（H）的设计原则是按照中行车的运用条件进行设计，即峰高（H）应满足计算中行车在冬季逆风困难条件下自峰顶A点以速度V。推峰，到达C点时仍能达到规定连挂速度VS，其计算公式为

gZ′-中行车受转动惯量影响的加速度

∑αAc-Ac段的曲线总转角度数之和

NAc-Ac段的道岔数

ωWZ-冬季中行车基本阻力

ωwFBC-冬季中行车的风阻力（BC段中）

ωwFBC＝0.063KF ([(vmAx+V5)0.5+VF]2)/(QZ)

VmAx-溜放区段允许的最高速度

VS-钩车允许的连挂速度

VF-计算风速

QZ-中行车总重

二、反坡段B1B的B点高度（HAB）的设计原则是应满足计算中行车在冬季逆风困难条件下自峰顶A点以速度Vo推峰，到达B点时仍能保持溜放区域允许的最小速度Vmin

三、凹形断面AB1B的设计原则是应满足计算难行车和计算易行车在冬季逆风困难条件下自峰顶A点以速度Vo推峰，到达B点时二者的时差最小。

四、凹形断面BC1C的设计原则是应满足计算难行车和计算易行车在冬季逆风困难条件下自B点分别以初速度VBN、VBY溜出，到达C1点时二者的时差最小。

五、反坡段D1D的D点高度（HAD）的设计原则是由中行车的基本阻力来确定的，D点与尾部标高间的高差应满足一般中行车能够由D点溜到尾部。

在以上溜放部分、减速区和连挂区三处均设反坡调速单元的驼峰反坡调速方案中，每个反坡调速单元根据各自的调速需要，均配置一定数量加速顶、减速顶等调速设备。

综上所述，这种驼峰反坡调速方案与传统的驼峰编组场顺坡断面的调速方案比较，其原则性区别和优点是：

一、驼峰反坡调速方案把调速的重点放在大量中行车方面，同时保证少数难易行车的安全运用，因此，驼峰编组场峰高是按照大量中行车的运用条件进行设计的，即以中行车的速度曲线做控制基线，让少数难行车和易行车的速度曲线向大量中行车的速度曲线靠拢。这个按照“少数服从多数”原则设计的峰高，与传统的按照“多数服从少数”原则设计的峰高相比较，峰高可以降低，土方工程投资可以显著减少，车辆速度的调节范围也可以减小。

二、驼峰反坡调速方案破除了驼峰编组场断面只能是顺坡，间或有平坡，因而只能做车辆的天然加速器的传统设计方法，在驼峰编组场顺坡断面上首创性地设反坡段并使反坡段成为车辆的天然减速器，其它调速设备均只起辅助调速作用，溜放钩车可以主要依靠反坡段而不依靠其它调速设备实现减速，因而可以减少减速设备的投资。

三、驼峰反坡调速方案不是依靠调速设备来抵消钩车的多余能量，使其白白浪费掉，而是依靠反坡调速单元把钩车的多余能量转化为位能储存起来供连挂区使用，使钩车延长溜放距离，解决现有驼峰位能不足和钩车多余能量合理使用问题。

四、反坡段的制动性能是重力式的，对重车、空车的减速效果相同，而且其减速效果并不象减速器那样是使钩车走行速度产生突变来实现的，而是在一个较长的距离内使钩车走行速度产生渐变来实现的，因而有利于延长铁路车辆的使用寿命。

驼峰反坡调速方案的应用效果十分显著，充分反映了上述优点，据初步计算采用驼峰反坡调速方案的编组场可比采用其它调速方案，达到同样自动化水平的编组场节省设备费30%。

在现有驼峰编组场应用驼峰反坡调速方案进行技术改造，可以以最少的投资和最短的工期实现自动化，提高驼峰作业能力和安全连挂率;在新建驼峰编组场应用驼峰反坡调速方案，可以降低峰高和到达场标高，减少调速设备，大大降低造价，也取得提高驼峰作业能力和安全连挂率的效果。

图3为在驼峰编组场减速区采用反坡调速单元的驼峰反坡调速方案的实施例。〔1〕为测重器，是对钩车进行测重和计轴的;〔2〕为雷达天线;〔3〕为测速踏板;〔4〕为轨道电路，是传送钩车到达反坡段前的可靠信息;〔5〕为电空阀，是控制环形封闭式风管路供风的;〔6〕为道岔转换复示条件;〔7〕为间隔制动减速器控制台，供设备出现故障时改由人工操作之用;〔8〕为过程控制电脑，它不仅控制减速区反坡调速单元，而且还控制间隔制动减速器。这是对现有驼峰编组场进行技术改造，在减速区采用反坡调速单元并与现有调速设备结合构成驼峰反坡调速方案的实例。其作业程序是：当钩车从峰顶溜下时，由测重器首先测重和计轴，由此确定钩车的平均重量并输入计算机作控制多数使用;钩车到达间隔制动减速器时，减速器根据电脑的控制命令对钩车进行间隔制动;当雷达测得钩车速度达到规定出口速度要求时，减速器使将钩车释放。在钩车进入反坡调速单元之前，电脑根据对进入钩车已取得的车辆重量、轴数、速度等信息，向电空阀发出加速顶工作或不工作的命令，一般有以下三种情况：

一、当进入钩车为易行车时，命令加速顶不工作，通过减速顶的作用使其降到规定连挂速度由反坡调速单元溜出;

二、当进入钩车为中行车时，命令加速顶不工作，减速顶也基本不起作用，使其保持规定连挂速度，由反坡调速单元溜出;

三、当进入钩车为难行车时，命令加速顶工作，减速顶基本不起作用，使其达到规定连挂速度由反坡调速单元溜出。