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驼峰货车超/偏载检测系统的研究

北京全路通信信号研究设计院

崔磊

摘要：铁路货运车辆的超载以及偏载一直以来都是危及铁路安全运输的主要问题，因此而
发生的切轴、掉道等事故时有发生。长期以来，铁道部各科研单位及各铁路局都在致力于研
究解决这一难题。在这种形势下，我们利用多年来在驼峰测重设备上取得的经验，研制开发
了驼峰货车超/偏载检测系统。
关键词：驼峰，超/偏载检测

1系统概述

1．1路内现状

为了确保铁路货物运输的安全，长期以来路内很多单位进行了各种研究和实
验工作。例如：在二十世纪八十年代，柳州铁路局科研所研制的超偏载设备，虽
然通过了铁道部的技术鉴定，但因存在着技术问题没能推广使用。现在现场安装
使用的主要是铁科院路通公司研制的“无基坑动态轨道衡”。此设备安装复杂，
造价高，且要求测量传感器与二次仪表的距离很近，需设专用机房，由专人看守，
所以不利于大规模推广运用。因此，需要开发一套成本低、调试安装简单、功能
全的新一代超/偏载检测装置。

1．2系统功能与特点

货车超/偏载检测系统目前可用于在驼峰场推送线上检测货车的超载及偏载
情况。在我们的不断努力下，系统已具备以下特征：
1.2.1．使车辆在经过驼峰解体、编组的同时对其进行必要的检测，既避开了
列车高速通过对测量精度的影响，也不降低列车的编解效率。
1.2.2．以在全路驼峰广泛使用的驼峰测重磁头作为检测传感器，具有成本低、
工作稳定、质量可靠、使用寿命长、便于维护及可重复使用等特点。
1.2.3．适当改造传感器所在位置的道床基础，有效地提高了传感器的测量精
度，使之达到“简易衡”的标准。能够准确反映出车辆的超载、前后偏载及左右
偏载等情况。
1.2.4．能够自动识别机车通过，利用驼峰推峰机车种类相对单一、重量准确
的特点可随时对传感器信号进行自动的适应性调整。
1.2.5．具有报警及时、准确，报警信息明确、全面等特点。
1.2.6．利用WindowsNT系统强大的网络功能，可与其他MIS系统进行充分
的信息共享。使用人员可在任何时间、地点方便、快捷、全面地检索1个月内的
各种记录信息。

2．系统组成与工作原理

2．1系统组成

系统是由室外传感器、下层接口电路、下层智能处理机、上层逻辑处理主机、
本地工作站、远程工作站及与其它系统互连所需的通信设备等部分组成。系统框
图如下：

远程电话线工作站
工作站

车站信息工作站维护终端

处理系统

上层系统主机

其它系统
信息共享
下层智能处下层智能处理
理机（1）机（2）……

车轮传感器测重传感器其它信号及轨
接口电路接口电路道电路条件室内

车轮传感器测重传感器室外

2．2硬件工作原理及说明

如上图所示：
（1）上层系统主机：为工业级PC机，它是整个系统的核心部分，它主要用于
收集各系统的信息，对所获取的信息进行处理，将结果存盘，以便日后查询，并
将实时信息送至各工作站显示并报警。
（2）下层智能处理机：为单板机结构，具有64路光隔离开关量输入和4路光隔
输出，负责采集各种室内外开关量信息。板上还具有2个串行通信端口，一路负
责将采集到的信息实时地传给上层主机，另一路用于板级维护。
（3）工作站：为普通PC机，在4KM距离范围内系统可通过以太网连接若干台
工作站，供职班人员实时监控车辆通过情况及每辆车的重量，在有超偏载情况发
生时用于发出报警信号。在任意时刻作业人员可也可通过工作站查询最近一个月
内的所有信息。
（4）远程工作站：在超过4KM以外的其它地点可通过电话线以拨号方式将工
作站连接到主机上。其功能与普通工作站相同。
（5）车轮传感器接口电路：用于将车轮传感器产生的0-8V的模拟信号经过电压
比较、滤除抖动后转换为微机可识别的开关量信号，并具有传感器断路和短路的
检测功能。
（6）测重传感器接口电路：用于将测重传感器产生的电压信号转换为实际重量，
并以微机可识别的开关量信号的方式传送至智能采集板。
（7）车轮传感器：本系统采用的是T.LJS型双置式车轮传感器，此传感器采用
变衰耗原理，利用感应线圈，组成一谐振回路，当没有金属接近时，谐振电路谐
振于某一频率，振幅最大；当被测金属物体接近时，因涡流损失，振幅急剧下降，
系统检测到振荡幅度的变化，并将其转换为电流变化，输出到微机。其车轮水平
有效作用距离为120mm，当车辆走行速度为60Km/h时，脉冲宽度大于14ms，
同一传感器中的两个探头的输出时间重叠大于9ms，能够满足使用需要。
（8）测重传感器：是依据磁致伸缩效应设计的磁弹性传感器，目前在全路驼峰
广泛使用，具有灵敏度较高、线性度较好、坚固耐用特别是在恶劣环境中使用效
果较好等特点。其主要工作原理是：当传感器受到外力作用时，会在线圈的二次
侧产生一个电压信号，