摘要：质量检查工作是客车段修、运用工作中的重要环节，规范和加强客车质量管理是在铁路快速发展和新企业管理模式下，进一步强化专业管理的重要举措，是发挥新体制优势、加强客车段对各车间的质量控制、以质量保安全的重要体现，只有通过不断的优化客车质量管理体系，解决质量检查过程和管理上存在的问题，才能夯实质量基础，确保旅客列车的舒适性和安全性。
关键词： 铁路 客车
前言
铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。
一、产品说明
本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。
二、专利技术说明
该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。
三、产品用途及特点
1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。
四、设计方案及工作原理(略)。
五、市场前景与经济效益分析
1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。
2、经济效益分析:
(l)投资:
①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)·
②流动资金:50万元:
③固定资产:无需固定资产:
(2)用工情况:
①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉;
②管理及公关人员:4~5人。
(3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时);
(4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元;
(5)成本:900万元
①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉;
②房租费〈办公室):5万元:
③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元):
④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元):
⑤管理费:20万元;
⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元:
(6)年利润:400万元。
摘要：近年来，铁路的高速化对空调设计人员提出了挑战，与普通空调客车相比，高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别，因此必须针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统。本文根据高速客车的运行特点，研究了与普通列车相比，高速列车对空调系统提出的新的要求。结合高速客车空调系统的要求，推出了全空气诱导空调系统在高速客车上的应用性分析以及其在高速列车运行所独具的优点，论证了诱导空调系统运用于高速铁路客车的可能性与必要性。文章最后指出诱导空调系统需要改进的某些缺陷，并提出了相应的改进措施，使得诱导空调系统在高速客车上的应用性进一步加强。
关键词：高速客车诱导空调
1国内外铁路客车及其空调系统的发展
中国铁路拥有十分辉煌的过去。然而，随着中国航空业的重组和大量高速公路的修建，航空运输和长途公路运输开始兴起，到1996年，中国的公路客运量甚至超过了铁路客运量。从1997年开始，中国铁路开始进行全国性的铁路提速。此后中国铁路经过了几次提速，到2003年客车最高运行时速已经达到了200公里以上。[1]
在国外，高速铁路客车发展非常迅猛。例如，法国的高速铁路技术是一种比较成熟的技术，高速铁路（TGV）(TrainaGrandeVitesse法文超高速列车之意)已达到每小时513公里的实验速度。而日本也正在开发"21世纪之星"高速列车，这种列车除时速达350公里的超高速外，在性能上较以往有大幅度的提高，还具有乘坐舒适和车内安静的特点[2]。德国将磁悬浮列车作为未来的新型交通工具，几年内这种列车最高时速将达到400公里。
国内外高速铁路客车的发展告诉我们，铁路即将进入一个高速时代。为适应铁路高速化的要求，必须对现有的空调系统进行改进或提出新的空调理念。
2铁路高速化对客车空调装置提出的挑战
与普通空调客车相比，高速空调客车无论是速度还是设计结构都有较大区别，因此只有针对高速客车的实际情况设计研制适宜的空气调节系统，才能保证客车内达到所要求的空气参数和空气品质，为旅客提供舒适的旅行环境。
针对高速客车的运行特点对其空调系统提出了如下要求：
1）空调设备的安装位置要求降低
高速客车由于其速度快（一般都在200km/h以上），为了保证行车的安全并且为了提高运行的平稳性，其辅助设备（包括空调系统）及车体重心位置必须降低，以利于整车重心的降低。
2）空调系统的运转部件要求少
高速客车由于其停站间隔长，同时维护正常运营的人员少，因此必须保证其空气调节系统具有较高的稳定性和可靠性，这就要求高速客车空气调节系统的运转部件尽可能减少，以降低事故率，易于维护管理。
3）空调装置的安装空间要求小
高速客车由于其独特的设计结构（车体一般采用流线型优化设计），给其空气调节系统设备预留的安装空间较小，因此，只有针对其预留空间的结构特点设计研制合适的空气调节系统，才能满足车内的空气参数设计要求。
4）空调系统的运行品质要求高
高速客车由于其速度快，车厢的气密性高，车内人员较密集，同时客车运行时间比较长，因此对车内的空气品质要求高，否则旅客极易产生疲劳、恶心、乏力等不适症状。
5）空调系统的调节性能要求好
高速客车中一般都将整个车厢分割为若干个小包间，要求每个包间内都能够方便的单独调节每个包间内的空气参数，而且由于客车经过的地域室外参数差别较大，这就要求其空气调节系统的调节性能好，以利于适应不同的工况要求。
6）空调系统的工作条件差
高速客车空调系统的空气处理装置置于野外高速行驶的运动载体上，经常处于不稳定的环境条件下工作，列车本身的振动和与车轨的撞击会给其空调系统的运行带来很大的负面影响。
综合以上条件可以看出，高速客车对空调系统有较高的要求，因此，必须针对高速客车实际的运行工作条件研制设计相应的空气调节系统。针对高速铁路客车对空调系统的新的、更高的要求，本文提出了诱导空调系统在高速客车上应用。
3全空气诱导空调系统在高速客车上的应用分析
按照诱导器内是否设置盘管，诱导空调系统可以分为两种类别：“空气－水”诱导器系统和全空气诱导器系统。“空气－水”诱导器系统的一部分夏季室内冷负荷由空气负担，另一部分由水（通过二次盘管加热或冷却二次风）负担。但是由于此种系统内部结构较复杂，一旦损坏维修量大，且占用空间大，同时需要一套单独的水系统，所以不适于高速客车的要求。在高速客车上采用的是另一种诱导空调系统——全空气诱导空调系统。
采用全空气诱导空调系统时，车内所需的冷负荷全部由空气（一次风）负担。这种诱导器不带二次冷却盘管，实际是一个特殊的送风装置，能够诱导一定数量的室内空气，达到增加送风量和减少送风温差的作用，有时也可以在诱导器内部装置电加热器以适应室内负荷变动的需要。
全空气诱导空调系统在客车上工作过程是：一次风（车外空气经过处理由风机送入车内）进入到诱导器的静压箱，经喷嘴高速喷出。由于高速喷射气流的引射作用使得车内的空气（二次风）被诱导到诱导器中，在混合箱中与一次风充分混合，然后经出风口送入到车内[3]。
全空气诱导空调系统特别适用于高速客车，与高速客车对空调系统的特殊要求相对照可以看出，全空气诱导空调系统具有以下优点：
节省车厢内的空间
高速客车由于其独特的设计结构，对于空间要求极为严格，空调占用的车厢空间应尽可能的小。由于诱导器系统空气处理设备的送风量仅为一次风量，因而风量小，使得系统处理设备及风道截面也较小，与以往的集中式空调系统相比，较好的解决了风道安装空间狭小的矛盾。且诱导器在车内布置灵活，能适应各种车型的需要。
2）提高车厢内的空气品质及人体的舒适性
由于高速客车密闭性高，运行时间长，所以对车厢内的舒适性及空气品质要求较高。而全空气诱导空调系统送风温差较小，送风量大，新风量充足，人体的舒适感和室内的空气品质较高。另外，在软硬座客车中，常用的顶送风空调系统气流直接吹向旅客头部，这样，在冬季会使旅客感觉头晕、不适，而夏季冷风先吹头部也容易使人感冒。而诱导器通常安装在客车车窗下部，不会对人体直吹，而且从送风口出来的气流沿车窗贴附流动到车顶部，在横断面方向形成环流，使旅客居留区处于空气的回流区内，大大提高了舒适度；并且由于新风量大，人体的舒适感也会明显提高。而对于软硬卧客车来讲，由于一般是两层或三层卧铺，车内空间有限，如采用大风道通风系统，冷风会直接从顶部吹到上铺旅客身上，人体的舒适感较差；而采用全空气诱导空调系统，风道布置于车厢下部，而诱导器布置于车窗下部，不会造成直吹，这样会大大提高车厢内人体的舒适度。
系统的稳定性与可靠性高
高速客车由于停站间隔较长，且由于列车高速行驶，工作条件恶劣，要求空调的稳定性与可靠性较高。诱导器空调系统的运转部件远远少于其他空调系统，这对于稳定性与可靠性都要求很高的高速列车来讲无疑是一个很大的优势；而且由于系统需要处理的风量变少了，这样，空气处理设备的使用寿命会大大提高，同时也就降低了空气处理设备的损坏率，为高速列车在恶劣工作环境下正常运行提供了保证。
4）设备安装位置低
高速客车由于速度快，为了保证车身平稳及运行安全，要求车体的重心尽可能低。相比于顶置式空调系统来说，全空气诱导空调系统采用下部送风，空调机组可以安装在车下，且诱导器安装于车厢下部，从而降低了车体重心。
5）系统适用范围大，并可以单独调节
铁路客车由于经过的区域范围大，外部环境差别非常明显，因此要求空调系统能根据情况，及时调整。诱导空调系统可以在诱导器内装置电加热器以适应车内负荷变化的需要。当车内负荷变化时，可以通过开启电加热装置进行适应调整，使得系统的工况调节范围变大，更好的保证车内空气参数。同时，在每个诱导器入口处可以设置锥形调节阀，以实现包间内系统的单独调节[4]。
6）诱导器通常安装于车窗下部，这样，冬季由于热风首先接触玻璃窗，可以解决窗口由于温度低而产生凝结水和结霜问题。
综上所述可以看出，诱导空调系统是一种非常适用于高速铁路客车的空调形式，但是，其也存在着一些缺点需要进行改进。
4高速铁路客车诱导空调系统的改进
4.1诱导空调系统存在的缺点
虽然全空气诱导空调系统非常适合于高速铁路客车的要求，但是它还存在着以下缺点需要加以改进：
新风比大，风机压头高，致使系统的能量消耗大。
系统的噪声较大，会造成噪声污染，影响车内的舒适度。
春秋过渡季节无法充分利用室外新风，系统冷量消耗大。
4.2诱导空调系统的改进措施
针对以上存在的缺点，可以采用以下措施加以克服：
集中排风，设置能量回收装置
根据文献[5]，可以设置集中排风装置，并在排风与新风管道系统设置全热交换器，以利于回收排风冷量，降低系统能量消耗。
采取消声措施，降低系统噪声
为了降低系统噪声，在风机的出口管路设置消声静压箱，以降低风机噪声；在诱导器内部的静压箱内壁以及混合箱内壁贴高频吸声材料，以消除喷射噪声。由于诱导器噪声主要是由于喷嘴气流速度太大而引起噪声，因此可以通过增加喷嘴数量，增大喷嘴面积，降低喷嘴的气流速度来降低喷嘴喷射噪声。
设置旁通风道，充分利用自然冷量
为了在春秋季节充分利用室外新风，可以在空调包间的送风支管上设置旁通风道，使过渡季节的室外新风不经过静压箱和喷嘴而直接进入室内，这样，既节约了冷量，又提高了空气品质。
5结语
本文对诱导器的基本原理及特点进行了简单介绍，针对高速铁路客车进行了全空气诱导空调系统的适用性分析，并对其某些缺点采取了改进措施。诱导空调系统在高速列车上的应用目前在国内尚无研究，而在国外已经进行了多项研究并部分投入使用。随着我国高速铁路客车的发展，诱导空调系统由于其对高速客车的良好适用性定将渐受重视。
1客车质量考评制度存在欠缺
目前，客车的质量指标仍显单一，主要以车辆能按时交验为主，在质量管理上往往都是针对某一具体的重点故障进行考核，即没有从宏观的角度对故障情况进行汇总和分析，又没有相应的制度来区分对工作者和管理者的具体质量考核指标。由于在质量管理上主要是针对某一具体的重点故障进行考核，不利于职工养成全面的质量观念，容易造成职工只重视客车重点、关键部位的修理，而忽视对一般、次要的部位故障进行处理。以某客车段段修为例，上部及油漆类的故障都占每月故障总数的40%～60%，而下部的转向架与轮轴类故障占每月故障的比例仅为14%左右。说明我们的职工仍未能养成全面的质量意识，在修车的过程中只注重危及行车安全的下部质量而忽视了为旅客提供报务的上部设施。此外，由于质量考核偏重于具体的故障，容易造成质量问题多数由作业者承担的现象，也容易使管理者与作业者之间的矛盾激化。而车间、班组、岗位质量考核指标不明确、不具体，使车间、班组没有进一步提高维修质量的压力，因而无法形成多修车、修好车的动力，进而造成生产车间过度依赖质检和验收的把关作用，使作业过程的质量监控作用弱化。
2构建铁路客车质量管理体系的意见和建议
2.1建立和完善质检管理制度
结合客车现有段修和运用情况，从质检员职能和作业方式入手，解决管理制度不相适应的问题。一是严格遵循质检员在“三检一验”中的职责，以质量检查目标和生产过程质量监督为两个出发点，依照“按需定岗、按岗定责”的思路，对质检员的岗位、职责、作业标准进行明确，形成规范的管理制度，从而确保质量管理责任的落实、标准的实施。二是全面推行质量检查的“标记化”管理，为了进一步凸显质量是确保旅客列车安全运行的基础，全面提高职工的质量安全意识，真正发挥质检员作为质量监控的职能，对所有检修作业必须按照统一规定，在指定位置记录相关标记和信息，由相邻工序责任人、质检员确定信息、标识的准确性和真实性，作为质量追溯的重要依据。
2.2明确质量检查在检修过程中的定位
首先,必须要明确质量检查的本质是管理环节。改变目前仍把质量检查作为一道检修工序的设置，让质量检查归于管理环节，明确质量检查的重点为对班组、职工在修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查及对产品最终质量的抽查职能。通过对修车过程中落实检修工艺与作业标准的监督检查，确保各项标准能得到落实，从而实现“以工艺保质量，以质量保安全”的目标。此外，让质量检查归于管理环节，也有利于减少车间对质量检查的依赖。这将促进车间更好地利用质量检查信息，着眼和着力于提高车间自身的修车质量；同时，也将使专职质量检查人员更便于开展质量检查工作，和生产车间一道，共同做好这一需要要时时刻刻高度重视和每一细节都要注意的修车工作，从而保证运用客车的绝对安全。
2.3建立和完善辆均故障质量管理制度
首先，要明确“车间—班组—岗位”三级的辆均故障考核指标。辆均故障指标从宏观上对质量进行卡控，让“车间—班组—岗位”三级逐步形成全面的质量管理意识，从整体上逐步减少、降低修车故障；而重点故障指标则是从微观上对直接危及行车安全的质量问题进行卡控，防止危及行车安全的重大故障的发生。其次，要建立辆均故障质量管理体系，实现质量指标和责任目标化、具体化。对于质量问题，不但要问责于作业者，也要问责于车间管理人员和有关技术人员，做到人人身上有目标、有指标和有责任，激发和引导干部职工采取一切有效的措施去降低故障和不良因素，从而实现从源头控质量，向岗位要质量，不断提高我局客车检修质量整体水平。
3结语
质量检查工作是客车段修、运用工作中的重要环节，规范和加强客车质量管理是在铁路快速发展和新企业管理模式下，进一步强化专业管理的重要举措，是发挥新体制优势、加强客车段对各车间的质量控制、以质量保安全的重要体现，只有通过不断的优化客车质量管理体系，解决质量检查过程和管理上存在的问题，才能夯实质量基础，确保旅客列车的舒适性和安全性。
作者：卢陈聪 单位：南宁铁路局车辆处
对旅客列车进行上水作业的给水站称客车上水站[1-2],通常设在区段站、始发终到站及检修、整备段、所.铁路站点客车上水的基本任务是给运行客车在允许上水时间内,补充足量的清洁水,从而保证车上旅客及乘务人员途中生活所需用水.这是铁路客运服务的基本内容之一,也是保证旅客旅行舒适度、提高服务质量的基本要求之一.现行的关于新建铁路客车上水站点布设[1]的原则通常是依照《铁路给水排水设计规范》[2]按距离确定的,新规范对上水站的间距进行了修订,规定为“铁路区段旅客列车设计速度小于200km/h时,旅客列车给水站间距离宜为250~400km;设计速度200km/h及以上时,旅客列车给水站间距离宜为300~700km”.该规定优点是上水站点布设间距范围大,使用方便,但对研究区域内新建铁路客车上水站点布设规划,指导性不够.本文作者主持完成了铁道部重点科研课题《铁路客车自动上水系统优化及标准化建设的研究》,对影响新建铁路客车上水站、点布设的各种因素进行了大量的调研和分析,系统研究了列车途中用水供需平衡模式,从而提出各种建设标准的新建铁路上水站点布设原则及建议.
1影响新建铁路上水站点布设因素新建铁路客车上水站点布设的影响因素很多,如:新建铁路的建设标准(铁路等级、设计时速等)、行车组织、机车交路及技术作业布局、与既有车站关系、车站停车时分、车辆情况(如水箱容积、定员等)、连续行车时间、乘客情况(如满员情况、用水定额、生活习惯等)等.而客车上水站点布设的基本要求是,及时给运行客车车上水箱上(补)满水,保证旅客及乘务人员途中生活所需,这种供需关系即为列车用水供需平衡模式,车站总上水量应大于等于途中需水量,途中需水量决定车站总上水量.故影响新建铁路客车上水站点布设的主要因素是途中需水量,其次是车站总上水量.
1•1列车途中需水量途中需水量主要指列车运行途中乘客及乘务人员生活饮用、盥洗(无淋浴)、冲厕及车上卫生用水的总量,与乘客(含乘务人员)人数、用水定额、连续行车时间(与行车速度、行车距离存在线性关系,可互换算)有关.由于线路运行车辆各异(如始发站、终到站、跨线运行情况、车速等),途中需水量对不同车次各不相同,需根据新建铁路建设标准、行车组织等情况,分段确定最大的途中需水量.可按下式简化计算确定W1=nV1=nq1mT(1)式中:W1为运行区段内最大的途中需水量,L;n为列车最大编组辆数,辆/列;V1为每辆运行区段内最大的途中需水量,L(可简化按定员最多的车辆计算);q1为旅客列车用水定额,L/(人•h);m为每辆车定员,人;T为连续乘车时间,h.在新建铁路建设标准、行车组织、车辆选型等已确定的情况下,列车最大途中需水量主要取决于列车用水定额的确定.一般情况下,乘车时间越长,用水量越多;环境温度越舒适,用水量越少;车上节水器具越完备,用水量越少.目前,国内外尚没有列车用水定额标准,沈阳铁路局科研所2009年至2010年对国内大量运营车辆的实际用水量调查统计,并通过建立数学模型,确立了列车用水量与乘客人数、乘车时间的函数关系,研究分析铁路客车途中乘客用水定额标准平均为1•5~3•0L/(人•h).选用原则:短途(运行时间4h以内)取低限,长途及跨线列车(运行时间4h以上)取高限;新车型,车上节水器具完备,环境舒适度高取低限,否则,取高限.
1•2车站总上水量车站总上水量是指客车给水站向车上水箱注入的水量,与车站上水能力、车辆水箱容积、有效上水时间等因素有关.可按下式简化计算确定W2=nV2=60nq2mt(2)式中:W2为车站总上水量,L;V2为车站向每辆车的注水量,L(在始发车站,要求每列车水箱均要注满水,因而,注水量等于列车水箱容积);q2为给水栓上水秒流量,L/s(与车站地面上水设施的设计能力有关);t为有效上水时间,min.
2客车上水站布设的计算分析
2•1中、普速铁路设计速度160km/h及以下的客货共线铁路,也称“快速铁路(160km/h)”、“中速铁路(120~140km/h)”或“普速铁路(80~120km/h)”.运输组织模式通常是客货共线或不同等级速度的客车共线运行.客车主要车型除25B和25G等外,还有大量的22型车.车站停车时间5~15min不等.每辆普通硬座车定员118人,水箱容积1000L、车上节水器具完备程度及环境舒适度一般.根据上述分析建立的列车用水供需平衡模式,客车上水站布设计算分析如下:列车在始发站有充足的时间和条件为列车水箱上满水,注水量等于列车水箱容积,即V2=1000L,取用水定额标准q1=3•0L/(人•h),定员m=118人,水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=2•8h.如按线路最低运营速度100km/h,则客车上水站布设间距约为280km;如按线路最低运营速度120km/h,则客车上水站布设间距约为336km;如按线路最低运营速度140km/h,则客车上水站布设间距约为392km.与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致.
2•2高速铁路与客运专线设计速度200km/h及以上的铁路称“城际铁路”、“客运专线”或“高速铁路”.运输组织模式同样是不同速度等级的客车共线运行[3].主要参数:客运专线本线旅客列车主要车型为CRH(1\2\3\5)动车组,其短编组为8辆总定员600人,长编组为16辆总定员1200人,运行速度为250~350km/h,最低速度为200km/h;跨线旅客列车主要车型为25Z(准高速)和25K(快速),每列车编组为16~18辆,最大定员车辆为双层硬卧148人/辆,运行速度为160~200km/h,最低速度为160km/h.动车组及25型车辆水箱容积均为1000L,车上节水器具的完备程度及车上环境舒适度最好.客车上水站布设按上述原则计算分析如下:列车在始发站注水量等于列车水箱容积,按短编组8辆计算,V2=1000L×8辆=8000L/辆;总定员m=600人,取用水定额标准q1=2•0L/(人•h),水箱供水最大可满足旅客用水时间T=V2/q1m=6•6h.由于跨线客车跨线运行时间受限,可在跨线前的客车给水站进行补水作业,客车上水站布设可不考虑跨线运行客车;本线运行动车组如按最低运营速度200km/h,则客车上水站布设间距约为1300km,而《铁路给水排水设计规范》的规定为给水站间距离宜为300~700km,显然不合理.总之,对于高速铁路,客车上水站布设仅需在列车始发站所在检修整备基地(动车段、动车运用所)设置客车上水作业点,中途不需考虑补水作业,因为,始发站总上水量远大于途中最大需水量.
3结语
对于中、普速铁路客车上水站点的布设,应用列车途中用水供需平衡模式的理论计算成果与《铁路给水排水设计规范》的规定基本一致;对于高速铁路客车上水站点的布设规划采用《铁路给水排水设计规范》不够合理,建议采用列车途中用水供需平衡模式,通过理论计算,按运行时间和运行距离结合的原则确定.
铁路运输是一个庞大的系统工程，为了保证旅客列车安全、舒适、高效地运行，列车的日常检修、外皮清洗是列车正常运行不可缺少的部分。客车车体的检修作业、外皮清洗一般在夜间进库（动车段（所）、客整所等）完成，对于立折或套跑车，在终到站的到发线上进行列车的外皮清洗作业，车站到发线上一般采用人工清洗，库内一般采用机械清洗作业。无论在何处利用哪种方式清洗，客车外皮清洗作业都会产生一定量的废水，给当地环境造成污染。火车站不仅是铁路客、货运输业务和列车作业的处所，也是城市的窗口，各种配套设施齐全，可利用的空地较少，随着国家对环境保护事业的重视，节能减排已列入政府纲要，如何在有限的空地设置废水处理及回用系统，对旅客列车外皮洗刷废水进行收集处理和再利用，降低水资源的消耗，具有重要的意义。
列车外皮污染物主要由固体物质、COD、石油类及洗涤剂等物质组成。固体物质由无机物微粒，如沙土、灰土、煤烟、金属等组成；有机物微粒有矿物油、油脂、昆虫残留物、花粉、表面活性剂等。表面活性剂为洗涤剂，多属于阴离子表面活性剂，以直链烷基苯磺酸钠（LAS）为主，一般呈弱碱性，LAS属于生物难降解物质，它的广泛使用，不可避免地对水环境造成了污染，在我国环境标准中把它列为第二类污染物质。表面活性剂被使用后最终大部分形成乳化胶体状物质随着废水排入自然界，其首要污染物LAS进入水体后，与其他污染物结合在一起形成具有一定分散性的胶体颗粒，对工业废水和生活污水的物化、生化特性都有很大影响。阴离子表面活性剂具有抑制和杀死微生物的作用，而且还抑制其他有毒物质的降解，同时表面活性剂在水中起泡从而降低水中复氧速率和充氧程度，使水质变坏，若不经处理直接排入水体，将造成湖泊、河流等水体的富营养化；LAS还能乳化水体中其他的污染物，增大污染物的浓度，提高其他污染物的毒性，而造成间接污染。怀化客运段客车整备线与怀化车站作业线相邻，担负着湘黔、枝柳两大干线的旅客列车整备任务。怀化客运段客车洗刷废水排入站场排水涵洞，但站场排水沟破损严重，各种垃圾堵塞其中，造成洗涤污水排水不畅，淤积厉害，水质发黑变臭，影响周围环境。其站场排水未接入城市管网，最终排入地表水体，不符合环保要求，必须进行处理。
1工程概况
1．1废水的水质客车外皮采用人工洗刷，洗涤废水经站场排水沟就近排入站区内的涵洞中，客车外皮洗刷废水的水质见表1。
1．2废水水量怀化客运段每天整备列数为8列，每列车按20辆车编组，每辆车洗刷水量为2m3／辆，废水的折减系数取0．9。则每天的废水量为8×20×2．0×0．9＝288（m3／d），取300m3／d。
1．3废水收集系统怀化客整所整备场采用整体道床，设有4条整备线，其中K2与C1道间设有站场排水沟，K1与14道间新建站场排水沟，设计对既有排水沟清淤疏通，在每排排水沟的西头末端设沉砂池，通过管道将洗涤废水收集进入废水处理厂。
1．4排水管及排放点室外重力流排水管采用Ⅱ级钢筋混凝土承插排水管，橡胶圈接口，废水在沉砂池与调沉池间设有超越管，用于排放溢流排放暴雨时的雨水。排放点设在整备场处的排水涵洞中。
2处理工艺的选择
按环评报告批复意见要求：本处废水要求回用。回用水水质采用《铁路回用水水质标准》（TB／T3007－2000）中的铁路生产低质用水水质标准。客车外皮洗刷废水设计进（出）水水质及处理率见表2。由表2可知，客车外皮洗刷废水的主要污染物是SS、石油类、洗涤剂等，由于COD指标较低，可生化性较差，生物处理营养成分不足，不利于生化处理，通过去除SS、石油类及洗涤剂，COD即可达标，根据此类污染物的性质，结合《铁路污水处理设计规范》（TB／T3007－2000）的原则，所选处理工艺如图1所示。污泥处理：污泥中的无机物较多，沉降性能较好，调节沉淀斜板隔油池的污泥通过潜污泵抽升至污泥干化场，气浮池排泥和过滤池反冲洗排水一并排入污泥干化场进行脱水干化，干化后的污泥定期铲除焚烧或掩埋。
3设计规模
废水处理站设计规模为300m3／d，废水处理厂按两班制工作，气浮过滤设备按一套设计，处理能力为20～25m3／h，回用设备按Q＝30m3／h，H＝30m设计。污泥干化场分2格，固体负荷按100kg／（m2•a）。调节沉淀区：水平流速V＝1．57mm／s，单格长宽比10，有效水深h＝1．5m，池长与水深之比8，表面负荷0．71m3／（m2•h），斜板倾角45°，斜板间距40mm，油珠上浮速度Uo＝0．36m／s，斜板间水平流速V1＝0．0022m／s，停流时间：2．45h。
4主要设备及构筑物选型
4．1构筑物选型调节沉淀斜板隔油池容积按设计水量的30％～40％计，其有效容积采用100m3。回用水池容积V＝100m3。调节沉淀斜板隔油池分两格，每格净尺寸为：L×B×H＝15080mm×2400mm×5100～5550mm。隔油池：上浮段表面水力负荷0．6～0．8m3／（m2•h），板间流速3～7mm／s。
4．2配套设备选型及主要设备参数气浮过滤设备配有2台污水泵、1台溶气泵、1台空压机和1套刮渣机，污水泵吸水管上安装水上式底阀，采用自来水引水，其他水泵为自灌式工作。气浮池尺寸×H＝3m×5．1m，主要设计参数：接触区上升流速15～18mm／s，接触时间2min。表面负荷约6m3／（m2•h），回流比40％～50％；水力停留时间20min。污水泵IS80－65－160，性能参数：Q＝15～30m3／h、H＝9～7．2m、N＝1．5kW；溶气泵IS50－32－200，性能参数：Q＝7．5～15m3／h、H＝52．5～48m、N＝5．5kW；刮渣机上配YS7124型摆线针轮减速机，N＝0．37kW。×H＝0．3m×3．1m溶气罐，溶气罐工作压力0．3～0．4MPa，上配浮球开关。Z－0．36／7型空气压缩机，Q＝0．36m3／min、排气压力0．7MPa、N＝3．0kW，配套GYD20－20A型气压自动开关，调压范围0．3～0．7MPa；配DF－20K电磁阀，工作压力1MPa。JY－Ⅱ型加药装置，配摆线针轮减速机，N＝0．37kW，采用米顿罗计量泵投加，DN100型管道混合器混合。焦炭滤池滤速25m／h，反冲洗强度5～17L／（m2•s），反冲洗时间15～20min。消毒采用CLO2消毒，投加量为5～8mg／L，型号200g／h电解法CLO2消毒设备。变频气压供水设备1套，性能参数：Q＝30m3／h、H＝30m、N＝8．2kW；配2台DX50×3型水泵（Q＝12m3／h、H＝37．5m、N＝3kW），1台DL40×3型水泵（Q＝6m3／h、H＝30m、N＝2．2kW）；配YTZ－150型电阻远传压力表，测量上限0．6MPa，二次仪表为XMY－10压力数字显示仪。浮油吸收机配带25ZB25－0．4D系列离心自吸式吸油泵，Qmax＝2．2m3／h、H＝25m、最大吸程hs＝8m，N＝0．4kW和推进器（N＝0．37kW）。消毒采用二氧化氯消毒，其投氯量按5～8mg／L设计，配备1台200g／h二氧化氯发生器，采用水射器投加。变频气压供水设备，按Q＝30m3／h，H＝30m设计，用于客车二次洗刷。
5中水回用系统
根据客车洗刷要求，在K1与14道间，整备站台K1与K2道间，K2与C1道间各铺1条回用水管，3排回用水管连成环状，每排共设18个冲洗水栓，每个水栓冲洗水量为0．5L／s，按一排冲洗水栓同时供水设计。按洗刷废水生产的特点，采用恒压变流量供水，本设计选用1套变频气压供水设备，其型号为BPQS－30－30，最大设计流量为30m3／h，供水压力0．3MPa。
6平面布置
废水处理构筑物采用“一”字式的布置，具有流程顺畅，占地小的特点。其废水处理厂平面布置见图2。
7工程设计特点
（1）主要处理构筑物排布方式为组合叠加。为减少占地，尽量少拆迁，本设计将调节、沉淀、斜板隔油池合建，污泥干化区叠合在调节沉淀斜板隔油池的上部，调节沉淀斜板隔油池的前端设有格栅、沉砂，后端设有浮油吸收机，污泥干化场的滤料分离水通过其穿孔地板排入调沉池中。为便于运营，以上处理构筑物分为2格，2格池体前后泥斗各安装了1台50WDL－1．5型潜污泵，用于定期抽排调节沉淀斜板隔油区内污泥。（2）气浮和过滤一体化设备。将气浮和过滤两个处理单元组合（见图4），利用气浮设备高位水头对滤池反冲洗，克服了占地大的缺点同时节省了单设冲洗装置的投资及运行费用。（3）回用水池地面布置。回用水池埋深1m，充分利用过滤设施的出水水头，减少水池挖方，降低回用设备的扬程，节能省电。（4）处理集中布置，节省房屋面积，便于管理。根据现场条件，各处理单元按“一”字型布置，并将一体化气浮过滤、变频气压供水集中布置在设备间中，既克服了分散布置占地大的缺点，又便于集中供电，方便运行管理。
8结论
整个工程经调试运行，各项指标匀达到设计要求，经当地环保局历次检测，出水水质达标。具体试验运行效果如表3所示。（1）采用格栅调节沉淀斜板隔油气浮过滤消毒的处理工艺对客车外皮洗刷废水进行处理，具有工艺可靠、占地小、处理效果好、运行费用低，操作简便等优点，对类似洗涤废水的治理有很好的参考价值。（2）对废水处理单元采用叠合及组合式的布置方案，不仅可以节省用地，还可减少水头损失，降低运行成本，同时方便管理。（3）气浮与过滤处理单元按一体化设计，充分利用气浮池的出水水头和气浮池的储水量对滤池的反冲洗，减少滤池冲洗设备，节能省电。（4）对洗车废水采用调节、沉淀、斜板隔油、气浮、过滤、消毒等处理后循环利用于客车外皮洗刷，可节省水资源，减少废水外排，具有较好的经济效益和环境效益。
作者：黄祥虎 单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司
前言
铁路是我国国民经济的大动脉,铁路客运长期以来在我国人员运输中起着举足轻重的作用。因此,铁路客车安全作为关系到国家和旅客生命财产的大事,一直受到国家和铁道部的重视。伴随改革开放的深入和国民经济的发展,铁路客运中的各种治安事故隐患也逐渐增加,各种意外突发性事故,如:恶性火灾、爆炸、车外飞物伤入以及违法分子车上行凶作案等,严重威协着国家和旅客生命财产的安全。因此,改进车上治安监控管理手段,提高治安工作效率,增强车上治安监控能力,以适应维护铁路客运安全的需要,是一个急需解决的现实问题。特别是我国铁路"九五"发展规划,提出了高速、重载、大密度的发展方向,其中对铁路运输的安全提出了更高的要求,作为重中之重的铁路客运安全,必然要给予足够的重视,而降低犯罪及意外事故的最有效途径则是预防,运用先进的技术手断,在铁路客车内警戒可能发生的侵入行为,对发生的突发事故及时捕获和记录相关影像,是铁路客车安全监控系统大显身手之处。以可靠适用的设备和先进的技术给国家铁路运输及广大乘客的安全提供有效的防护措施,是铁路客车安全监控系统追求的目标,防范胜于救灾,责任重于泰山。
一、产品说明
本系统目的在于设计一种客车安全监控装置能使列车乘警、列车长及工作人员在任意一节车厢乘务室内,通过监视器对任意一节车厢的状况进行监控观察,同时通过每节车厢乘务室内的控制分机对车厢内可疑动态进行录像,特别是在车厢内发生紧急事故时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车的安全运营。铁路客车安全监控系统是由摄像镜头、车厢控制分机、控制主机、录像机、监视器以及传输电缆(视频电缆一根、控制电缆RWP-5×075一根〉等器材组合而成。摄像镜头固定在客车车厢内走廊端头上方,车厢控制分机安装在每节车厢乘务室内,每个车厢控制分机带有监视器输出〈视频信号)终端插座,有利于工作人员在任何一节车厢乘务室,通过袖珍监视器对每个车厢进行观察监视,同时可以通过控制分机键盘对被控点进行定时观察、录像、切换,并且通过控制分机数码显示器识别被控车厢地点。此外通过车厢控制分机改址键对每节车厢进行任意调度、任意编组,控制主机、录像机及监视器设置客车任意一节车厢乘务室内,摄像头上的DV12V电源线经客车乘务室顶部并通过变压整流装置接乘务室AC220V电源,摄像头上的视频线经乘务室顶部,并由乘务室一角下车底进入车底的传输系统,每节车厢两端均固定有JL16〈该连接器防水、防雪、防震、快速连接〉机车专用连接器且与相邻车厢相应连接,使每节车厢的信号输送到监控中心主机的输入端,控制主机的视频输出端连接录像机的视频输入端,录像机的视频输出端连接监视器的视频输入端。
二、专利技术说明
该系统装置的第一代产品KA-318型铁路客车保安监控系统是由铁道部宝鸡工程机械厂职工技协樊川生等人员于一九九六年五月开始研制,一九九七年完成了系统基本电路原理并生产出整套系统装置,同年八月向国家专利局申请了专利,专利号为9723995260.一九九八年经长达一年多时间走访用户,特别是在走访铁道部成都局、新疆局、郑州局、上海局等有关部门过程中,一致肯定了该系统的实用性及先进性,同时提出了部分改进建议,如:①原设计总监控中心设在广播室,不便于治安及工作人员操作使用;②由于视频成相过多,不便于调车和甩车挂车,有时甚至造成图像信号错乱和丢失:③选用车厢两端视频连接插头、插座不是机车专用连接器,该插头不防水、抗震性能差,达不到防护要求,不便于工作人员调车操作使用。鉴于上述问题,我们自己于一九九八年底开始对整个设计进行了反复改进,重新设计,于一九九八年五月份完成了重新设计改进工作,改进后的系统比原第一代设计完全上一个台阶,同时由我们个人向国家专利局申请了新型铁路客车安全监控系统专利,现已获国家专利授权,专利号为99234664.9,该专利权属我们个人所有。
三、产品用途及特点
1、本产品系铁路客运安全高科技尖端产品,采用目前国际上较先进的CCD摄像技术研制而成,它通过微电脑控制主机循环显示或定位显示监视图像,能使列车工作人员在总监控台或任意一节车厢随时观察掌握各车厢内的安全状况,特别是在车厢内发生紧急情况时,能及时采取措施予以处理,保障铁路客车安全运行。2、当车厢内发生盗窃、抢劫等犯罪活动时,公安人员可迅速到现场予以打击,同时总监控台能将犯罪分子的作案情节录制下来,为破案提供重要资料,使破案率提高,破案时间缩短,维护了铁路客车的治安秩序。3、当车厢内发生火灾等其它恶性事故时,能及时发现并组织有关人员赶赴现场抢救,并能及时通知铁路沿线有关单位采取紧急措施予以配合,能把损失降到最低限度,以免给国家和人民生命财产造成重大损失。该系统具有如下特点:〈1)成像质量高。在白天、黑夜、隧道、高压磁场等情况下,都能够保证图像清晰、稳定、真实,及时地反映旅客车厢内的情况。(2〉监控范围大。能反映旅客车厢内96%以上座位范围的情况和行李架上情况。(3)抗震性能强。在列车由于起动、制动以及颠簸路况造成车身震动、晃动情况下,仍能正常工作。(4)体积小巧、操作简便,便于安装和隐蔽。〈5〉可驳接车载电源。(6)性价优越,适合我国铁路客运现状。
四、设计方案及工作原理(略)。
五、市场前景与经济效益分析
1、市场前景分析:随着我国铁路现代化建设的飞速发展,铁路客运管理也必然是由粗放型转向科技型,落后的管理方式必将不断被越来越先进的管理方式取代,开发研制铁路客车安全监控系统,顺应科技潮流,提高铁路安全管理水平,以低投入、高效益为宗旨,对铁路客车安全运输管理升级是一个突出贡献。具初步了解,全国每年各铁路局安全治安防范损失赔偿高达几千万元损失费,但国家及铁道部,各铁路局对安全治安工作非常重视,年年抓、月月抓、天天强调,结果还是不容乐观,案件不断出现,给广大旅客造成一种心理压力。面对铁路客车安全监控管理尚属空白的巨大市场,该监控系统的开发推广和使用,将有效地提高铁路客运管理水平和稳定铁路客运治安秩序,促进铁路客运经济效益的提高。由于该装置具有国内外先进水平,已获专利,且已于一九九七年列铁道部科技发展计划。故不会形成市场无序竞争现象,完全可垄断市场,加之该装置己在成都铁路局、新疆铁路局现场安装(一节车厢内)测试,监控车厢内范围达96%,图像清晰,得到试用单位的认可和好评,成都局、新疆局都有安装该装置的意向。如果该装置能得到铁道部车辆局等部门的大力支持和组织推广,则市场前景不可估量。据我们对全国客车总量进行初步估算,全国现在运行的客车数量在5000对左右(且每年还在推新〉,我们想经过努力每年完成对300辆客、车进行安装该装置是完全可能的,我们按每年完成100辆客车安装量计算,则全年经济效益也是可观的。
2、经济效益分析:
(l)投资:
①场地:3~4间房(办公、业务、财务、库房各一间)·
②流动资金:50万元:
③固定资产:无需固定资产:
(2)用工情况:
①现场安装人员:5~6人(其中1~2名技术人员〉;
②管理及公关人员:4~5人。
(3)年产量:100套(5~6人安装一列客车需8-10小时);
(4)年产值:〈产品售价,黑白13万元/套:彩色19万元/套〉,按黑白计算:100×13=1300万元;
(5)成本:900万元
①材料费:100×65=650万元(黑白6.5万元,彩色9万元〉;
②房租费〈办公室):5万元:
③安装人员工费〈6人安装〉:10万元〈每台1000元,人均1.6万元):
④管理人员费(4人):5万元(每台500元,人均125万元):
⑤管理费:20万元;
⑥税收:(1300-650〉×17%=110万元;⑦其它支出:100万元:
(6)年利润:400万元。
摘要：针对铁路新型客车发电机和控制系统的应用，以及原有铁路客车发电机系统试验台存在的问题，设计了新型发电机系统试验台。该试验台以ARM9为核心，以嵌入式Linux为操作系统，具有以太网接口、SD卡存储器和液晶触摸显示屏的友好人机接口。设计了以IGBT为主控元件的负载调控模块，实现负载电流的自动调整。该试验台具有体积小、测控精度高、自动化程度高等特点。
关键词： ARM9； 嵌入式Linux；铁路客车；发电机；试验台
1 引言
当前我国铁路客车分为空调客车与普通客车两大类，普通客车使用车轴驱动发电机供电的模式。发电机系统和蓄电池组相互配合为客车供电。发电机系统由感应子式发电机、控制箱和整流箱组成。发电机系统工作质量直接影响列车的运行安全。根据铁路段修、厂修规程及铁道部TB/T1896-87铁路客车发电装置试验台技术条件的要求[1]，发电机系统分解检修后需要进行运转试验，以检验发电机系统的性能参数是否满足技术要求的规定，有效保证列车的运行安全。随着铁路客车的不断提速以及新型发电机和控制系统的应用，原有的铁路客车发电机系统试验台已不能满足对现有客车发电机和控制箱、整流箱的检测要求[2]。主要表现出调速范围小，能耗大，检测精度低，自动化程度低，试验操作繁琐等缺点。针对上述情况，设计了以基于ARM9内核的S3C2410X芯片为核心的铁路客车发电机系统试验台。试验台在测量精度、能耗、自动化程度、体积等方面均有所改进。
2 试验台总体结构及工作原理
新型铁路客车发电机试验台参照原有试验台设计方案[3-4]，并加以改进。试验台总体结构框图如图1中虚框内所示。试验台以ARM9为控制核心，由传感器、A/D转换器、D/A转换器、继电器、变频器、SD卡、液晶触摸显示屏等组成，蓄电池组用来模拟客车上的蓄电池组，利用电动机模拟客车运行带动发电机转动。发电机系统（发电机、整流箱和控制箱）为试验对象，如虚框外所示。
试验台以基于ARM9内核的S3C2410X为核心，由触摸屏输入所需参数和选择试验项目等。S3C2410X通过继电器控制变频器控制电机正反转；通过D/A转换器输出模拟信号控制变频器控制电机转速。负载调控电路调节负载电流大小。试验台通过传感器、A/D转换器测试发电机三相输出电压、输出电流等15项参数。并将采集的试验数据实时显示在液晶显示屏上，同时自动存入SD卡存储器。SD卡中的试验数据通过UART接口上报计算机，由打印机按规定的试验记录表格输出试验结果。通过以太网接口能够实现远程监控和查询等功能。
3 试验台硬件设计
按照功能层次，本试验台由ARM9最小系统、发电机转速测控模块、负载调控模块、数据采集处理模块、人机交互模块和数据通信模块组成。以下对各模块的构成进行具体的介绍。
ARM9最小系统由S3C2410X微处理器、SDRAM、NAND Flash、复位电路、电源等组成。S3C2410X是韩国三星公司生产的基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，时钟频率高达203MHz。SDRAM用于程序的运行，64M字节，由两片HY57V561620组成，工作在32位模式下。NAND Flash用于程序的存储，采用的是64M字节的K9F1208U0M。复位电路使用的芯片是MAX811，实现上电复位和手动复位的功能。系统由5V电源供电，经线性电源L1117-3.3和L1117-1.8输出3.3V和1.8V供系统使用。
转速测控模块调节发电机运转在设定转速，用于模拟发电机随着铁路客车运转的速度。由于S3C2410X内部没有计数器，而有五个可以输入外部时钟的定时器，所以转速测量部分采用定时器测量的方法。转速传感器即旋转编码器发出的脉冲信号作为定时器0的外部时钟信号，定时器1采用内部时钟，两个定时器同时工作，定时器1定时结束后产生中断，读取定时器0的计数值，从而可以测算出发电机转速。
公式中：M为发电机转速；T为定时器1的定时时间；N为定时器0的计数个数；P为旋转编码器每转一圈所发出的脉冲数。转速控制部分，S3C2410X通过三个继电器控制变频器，通过变频器控制电动机的正转、反转和停止。同时S3C2410X输出数字信号，通过D/A转换器转换为0-5V模拟信号，控制变频器的输出频率来调节电动机转速。
负载调控模块用来模拟铁路客车内的用电设备运行。原有试验台都是用一个体积较大、安装麻烦的电阻箱负载，通过试验台上的转换开关调整系统的负载电阻，以此来调整负载电流的大小。这种方法操作不便、调节精度差，影响试验结果。本系统设计了新型负载调控模块，该模块由EXB841、高速IGBT和负载电阻组成。S3C2410X内部有4个具有PWM功能的定时器，利用定时器2可以发出任意占空比的方波，经由专用驱动器EXB841，控制IGBT的通断，从而调整负载电流的大小。
公式中：I为负载电流；U为整流输出总电压；τ为定时器发出方波的占空比；R为负载电阻。从负载调控模块的调试方式可以看出，采用改进的负载电流调控方法，能够实现负载电流的连续可调，具有切换范围大、体积小、安装方便、操作简单等特点。
数据采集模块通过各类型传感器和A/D转换器采集发电机三相输出电压、发电机三相输出电流、整流输出总电压、总电流、负载电流、充电电流、励磁电流、发电机前后轴承温升、整流箱模块温升等15项参数。以上参数是衡量客车发电机系统性能优劣的重要指标，且对参数检测的精度要求较高，S3C2410X内部含有8通道10位AD转换器，其中两个通道被触摸屏占用，而且其转换精度也达不到系统要求。因此选用MAX197作为A/D转换器，它是MAIXM公司的8通道12位的逐次比较型转换芯片，8+4并行数据接口，5MHZ的带宽，100KSPS的吞吐率。由于MAX197只有8通道，所以在其通道0前加一个八选一的模拟开关CD4051，这样CD4051的8个通道加上MAX197剩余的7个通道，就有了15个数据采集通道。
人机交互模块采用了液晶触摸显示屏，能实时显示试验数据，试验操作更加方便简捷。由于S3C2410X内部集成了可编程LCD控制器和触摸屏控制器，支持带有触摸功能的液晶显示屏，因此硬件实现较为简单。
数据通信模块设计了UART接口和以太网接口。UART接口可以完成与近距离PC机之间的串行通信，将数据上传至PC机进行显示、打印、存储。由于S3C2410X内部集成有UART控制器，所以只需外加MAX232电平转换芯片和DB-9接口。以太网接口的设计采用CS8900A-CQ3以太网控制器，外加隔离变压器和RJ-45接口。试验数据可以通过以太网接口送入网络数据库，实现信息的集成化和远程监督查询。
4 试验台软件设计
试验台选用嵌入式Linux作为操作系统，选用Qt/Embedded[5]作为GUI（图形用户接口）界面开发工具。试验台的软件设计工作包括：嵌入式系统交叉开发环境的构建，系统引导程序Bootloader的编写，Linux操作系统内核的移植，设备驱动程序的设计, 基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序开发。其中最重要的工作是设备驱动程序的设计和基于Qt/Embedded的用户界面及应用程序的开发。
设备驱动程序实现了系统内核和具体硬件之间的接口。Linux内核把驱动程序划分为3种类型：字符设备驱动，块设备驱动和网络设备驱动。本试验台需要设计的驱动程序有：A/D驱动，D/A驱动，LCD驱动，触摸屏驱动，SD卡驱动，网卡驱动和串口驱动等。其中触摸屏驱动属于字符设备驱动，具体设计过程如下。触摸屏驱动程序入口从S3C2410_TS_INIT开始。首先将触摸屏相关寄存器的物理地址映射到虚拟地址、设置与ADC相关的I/O口状态、对相关的寄存器进行设置。接着注册中断和字符设备。字符设备操作的结构被S3C2410_FOPS定义。只需定义打开(open)、读取(read)和关闭过程(release)。定义TS_RET结构体来存储触摸笔动作和A/D转换得到的坐标值。采用了多次测量求平均的均值滤波法，使得到的坐标更为准确。
试验台的应用程序采用模块化的设计思想，主要包括数据采集程序、负载调控程序、发电机转速测控程序、触摸屏控制程序、SD卡存储数据程序等。本文给出发电机转速测控程序流程，如图2所示。该部分采用了闭环反馈控制，将通过定时器测得的转速与设定转速比较，经PID算法计算出控制量控制转速变化，最终使测得转速与设定转速相一致。
试验台图形用户界面基于Qt/Embedded设计，主要完成数据显示和事件收集两大工作，采用典型的下拉框、文本框驱动方式。主窗口的创建使用最常用方法，基于QMainWindow类创建一个用户类。在主窗口类中使用new QAction( )设计系统所需的动作，通过addTo( )函数添加到菜单中，并将相应动作发出的信号和合适的插槽连接起来，如连接到转速测控、负载调控、数据采集等程序中的函数。当用户点击一个菜单项的按钮时,应用程序会执行其相应的代码。
5结论
在满足发电机系统基本性能检测要求的基础上，以ARM9为核心的铁路客车发电机系统试验台设计了负载调控模块，液晶触摸显示屏的人机交互接口，SD卡存储器和以太网接口等。在嵌入式Linux操作系统上基于Qt/Embedded设计了友好的图形用户接口界面。试验台具有操作简捷、测控精度高、实时性好、体积小、自动化程度高的特点，较好地满足了车辆检修部门的需求。
【摘要】为适应铁路跨越式发展需要，针对客车供水系统的实际情况以及其中存在的问题进行了分析，得到了客车供水系统存在水资源浪费、供水能力不足、维修不断、冬季易受到冻害、劳动强度大等方面的问题。就这些问题，将理论知识与实际操作相结合，提出了改进建议，从而满足客车上水需求，确保铁路客车平稳运营，更好地适应铁路运输生产的发展。
【关键词】铁路；客车供水；水资源；水栓；检查维修；改进
随着国内新常态下提质、增效、升级的新阶段的经济发展，根据国家铁路建设前期工作进展、中长期铁路网规划调整和“十三五”规划研究等情况的确定，作为铁路建设的一个组成部分，铁路给排水工程也必须做出及时的调整与变更，才能为铁路的运营目标做出贡献。
一、既有客车供水系统状况
（一）既有设备现状。客车供水系统现阶段既有设备是以客车停靠十分钟至十二分钟为基准建设的，规定的水栓井间的距离标准为25米。客车上水栓出口压力为二十米水头（距离轨面），尽端式客车上水站客车上水栓口压力为十六米水头（距离轨面），客车上水栓口上水时流量为2.5L/s。水栓井一般是一井双栓或者是一井一栓，客车上水栓及上水胶管为25-27米，内径均采用的是32毫米，但是实际上使用的是内径为20-25毫米的胶管。
（二）基本工艺流程。铁路客车上水工艺虽然进行了一些改进，但基本上仍然采用手工上水作业， 采取人工手动开阀上水，即先开水阀，然后手持上水管与列车上水口对接，待水上满溢出后，再返回去关水阀，一般每一个上水工要完成4节车的上水作业，要走200多米的路。
（三）传统供水方式。客车上水惯用的供水系统的状态是多路同时供水，开放式的系统能够通过主管网对流态和供水压力进行控制，但采用多路进水的相通方式而造成用水量不易计量、供水压力不足和多管路维修任务繁重等问题尤为突出。
二、对现有供水系统检查维修
日常巡视或维修供水设备先向本单位调度报送相关计划，及时与车站取得联系，在车站调度及助理值班室的同意下，方可下道进行巡视或维修作业，同时应做好相关安全保护工作，驻站联络员及安全员充分发挥自身职能作用，对供水系统给水栓跑漏水、水栓设备仔细检查，给水栓相关检查项目及标准做到如下。
（一）主要检查项目、检查标准。1.水栓体。①质量优良：开关灵活，无泄漏。水栓及螺丝无锈、无垢。②合格：水栓有轻微泄露，螺丝稍有锈蚀。2.立管。①质量优良：牢固、垂直，无泄漏，无锈蚀。②合格：立管稍有倾斜和锈蚀。3.栓室。①质量优良：井壁完整、无剥落，每排井规格一致。凸出面地200mm以上。②合格：井壁有轻微剥落。凸出地面不足200mm。4.防寒装置。①质量优良：完整、齐全、安全可靠。②合格：稍有缺陷5.井盖。①质量优良：完整无破损，无较大缝隙。②合格：井盖稍有破损或剥落。
（二）一般检查项目、检查标准。1.开闭杆。①质量优良：完好、灵活、支撑卡子良好。无松旷。②合格：开闭杆稍有松旷或杆轻微锈蚀。2.排水。①质量优良：畅通，无积水。②合格：稍有积水。
三、现存供水系统的问题
（一）供水能力不足。1.“一短一长”变化明显。一是站停时间变短。列车提速，旅客列车不停站运行区段延长，在站停留时间缩短，每一站的停靠时间从原来10-12分钟缩减为现在6-8分钟。二是上水间隔变长。客车上的上水间隔时间从原来的2-3小时延长到了4-6小时。这样“一短一长”的变化直接导致了在停靠站的时候列车无法上满水，使车厢上水不足、不匀，影响旅客使用，客运服务不到位，已不能满足需求。2.时间紧、强度大。一是有效时间短。现阶段车站规定列车进站时立岗，人员需要提前立岗，上水作业必须在火车发车前一分钟内完成，所以就要保证在4-6分钟过内完成上水工作。二是劳动强度大。上水作业包括将四节车厢的上水胶管固定，然后往返将阀门开关，将上水胶管摘除等一系列规定动作，这还没有将脱落的上水胶管重新连接以及开关对应的阀门的时间计入其中。3.水资源浪费严重。一是浪费的原因。旅客列车每节车厢的贮水箱是独立的，均采用水满自溢形式，车厢上水管采用DN25mm钢管，上水员从发现水满溢流到关闭上水栓的过程中，就已造成水资源的浪费。二是浪费的程度。据估算，一列客车加一次水约浪费750～1000升的水，这不仅造成了水资源的浪费，而且也增加了运输成本支出，与新常态下的经济发展相违背。4.供水压力不保证。一是供水压力偏低。地区中供水管网的压力一般情况下是0.4-0.6Mpa，但由于与水源的距离、管径大小、管路分布、管路材质等原因影响，各个车站的实际水压一般低于0.1-0.2MPa。所以上水水压由于管网压力的变化不稳定造成供水压力较低而得不到满足。二是实际变化较大。列车在正常上水时，短时间内需要使用大量的水，管网压力短时间内发生剧烈的变化及上水系统的压力波动从而影响实际上水压力变化较大。5.冬季问题凸显。客车供水系统在北方地区的冬季，容易发生冻结，每年从11月下旬开始，由于上水管里的水排不干净，客车上水栓大面积冻结， 每天都要投入大量的人力进行解冻工作，给上水工作带来许多不便和不安全隐患，不仅影响正常的上水作业，而且降低了软管的使用寿命。
（二）用（需）水量无法确定。1.用水量不清楚。客车供水系统的总供水量会因为供水表的计算误差叠加，供水系统同时为多路供水而产生一定的误差。2.需水量不确定。客车上水作业还会因为列车水箱水量的不确定性而产生盲目性。
四、改进措施及建议
在进一步提高列车上水速度的同时，应该提高系统供水的能力，从理论的角度分析有五种方式解决这一问题：一是改变现行上水作业方式；二是实现信息化管理；三是提高并稳定列车上水栓供水压力；四是针对北方地区增加防冻措施；五是实现自动控制客车上水系统。
摘要：介绍了普通铁路客车车体腐蚀现状及原因，归纳总结了现有提升车体防腐性能的措施。通过研究腐蚀原因及现有控制措施，从结构、材料和涂装三个方面提出防腐优化措施。
关键词：普通铁路客车；防腐；优化措施
0前言
普通铁路客车车体主要材质为碳钢，客车使用过程中一大主要问题是车体腐蚀，腐蚀使金属材料受到损伤，降低构件的承载能力，从而降低了车辆使用寿命，同时增大了检修工作量及材料消耗，使修车费用增加。本文从车体腐蚀现状及原因出发，重点调研了现有的防腐蚀方法，从结构、材质、涂装三方面着手，提出防止车体腐蚀的优化措施。
1铁路客车车体腐蚀现状及原因
1.1 车体腐蚀现状
普通客车车体钢结构主要材质为碳钢，由于车内冷凝水及清洁用水等问题，车体钢结构大部件会出现不同程度的腐蚀现象。
1.2 腐蚀原因分析
通过查看报废车辆的车体腐蚀情况，发现车体腐蚀与结构设计、车体材质和涂装材料三个方面有关。
1.2.1结构设计问题
（1）餐车水盘区域积水腐蚀
A5修时发现餐车水盘区域波纹地板腐蚀严重。餐车厨房区域地板断面如图1所示，厨房区域的不锈钢板只在靠近车体侧墙一侧增加了不锈钢压板，而在间壁一侧未设置压板。厨房间清洗作业时，清洁水沿着不锈钢与间壁墙之间缝隙渗入地板间。同时，厨房垃圾堵塞排水槽上层多空板，积水从挡水条和其它缝隙处进入车内。
（2）通过台区域冷凝积水腐蚀
通过台地板采用的材料是普通的耐候钢，耐腐蚀性能较差；该区域长期接触潮湿空气或水，环境相对恶劣；同时，此处只有直径6mm的排水口，容易堵塞，导致积水无法排出，导致此处的地板易产生腐蚀。
（3）侧墙立柱根部积水腐蚀
25G型客车侧墙板和底架边梁角焊、打胶。侧墙立柱是帽型断面，与墙板及底架焊接后，在根部会形成封闭腔体，内部涂装防护困难。车辆在运用中不断的有水汽形成，在根部汇集，无法排出，在墙板内外通道处不断的进行腐蚀。
（4）窗口区域冷凝积水腐蚀
立柱和纵梁通过塞焊与墙板焊接，形成了自然的空气夹层，夹层处无法喷涂防腐材料，温度变化产生的冷凝水腐蚀梁柱；车内外温差不同，造成窗户玻璃产生冷凝积水，窗口处无排水结构，部分老车型窗口密封性难以保证，雨水通过窗口缝隙进入车内。
（5）搭接结构冷凝积水腐蚀
目前客车设计中，大量采用搭接结构、断焊等，主要有侧墙板与底架边梁搭接、波纹地板与底架边梁搭接、端墙板与缓冲梁搭接等。搭接结构的结合面一般不能涂漆，焊后也无法补漆，而且封闭腔内也无法涂装防护，侧柱内的冷凝水及灰尘等容易进入缝隙内侧，形成腐蚀介质，对墙板及波纹地板造成腐蚀。
1.2.2车体材质问题
车体钢结构主要材质为耐候钢Q345NQR2、Q355GNHD和Q310NQL2、Q310GNHD，相对普通碳素钢Q235A，耐候钢的相对腐蚀速率为60%，耐腐蚀性较低。
1.2.3涂装材料问题
造成涂装失效的原因主要包括除锈工艺和油漆工艺两个方面。
（1）飞溅、焊渣、铁屑、油污、灰尘、水、锈迹、烧蚀涂层等处理不彻底，直接影响涂层附着力。受结构、制造工艺限制，局部边、角、孔、洞、缝的部位无法处理到位。
（2）涂装时任意添加过多的稀释剂、涂膜过薄或一次涂敷过厚、漏涂漏刷防锈涂料。除锈后未及时涂防锈涂料、底层涂料未干透就涂第二层涂料或安装木结构。涂装过程中，边、角、孔、洞、缝区域，型材内部、型腔内部区域无法喷涂到位。
2 F路客车车体现有防腐措施
2.1 结构防腐蚀
2.1.1底架区域
目前，底架结构防腐蚀措施主要通过开排水孔实现，同时为了兼顾防火要求，排水孔直径定为Φ6，但此孔经常被异物堵住，影响排水效果。
2.1.2侧墙区域
目前侧柱断面为帽型，为了减少侧柱根部的腐蚀，侧柱靠近根部设计了直径25mm的灌浆孔，用于向封闭腔内部喷涂防锈漆及防腐涂料等。
2.2 材料防腐蚀
1992年以前生产的客车中，车体材料均为普通碳钢，材料本身的耐腐蚀性较差。1992年后的新造客车中，车体材料以耐候钢为主，同时厕所间及盥洗间等区域地板采用不锈钢，车体整体耐腐蚀性得到提升。
2.3 涂料防腐蚀
自运辆客车函〔2015〕73号文下发后，整体对新造客车防腐方案及防腐涂料进行规范统一，包括底材处理标准、涂层体系规定、涂料品种、质量检测等方面，基本保证了涂层体系的使用寿命及车辆运用需求。此项改进较大的提高了车内、底架防腐涂层使用寿命。
3 铁路客车车体防腐蚀优化措施
3.1结构设计防腐蚀优化
3.1.1餐车水盘区域防腐蚀提升措施
为了保证厨房区域地板的密封性，将厨房不锈钢地板与墙板贴合处周圈增加不锈钢压板；同时，周圈再涂打密封胶进行密封，从而防止清洁用水沿着缝隙渗入地板。
3.1.2通过台区域防腐蚀提升措施
经现车分析发现，通过台区域排水孔直径为6mm，由于阻尼涂料及异物的影响，该排水孔经常被堵住，影响排水效果。后续优化改进时可将此地板材质改为不锈钢板或者在地板合适部位设排水槽，便于水排出。
3.1.3侧墙立柱根部防腐蚀提升措施
由于帽型截面的侧柱与墙板焊接后，在根部会形成封闭腔体，使得内部无法涂装防护，同时积水会在封闭腔体内聚集，造成侧柱根部腐蚀。后续改进时，可考虑以下两种方案：
方案一：侧柱截面由帽型改为乙型，侧柱与墙板焊接后，可以实现侧墙骨架的整体涂装防护，同时，也可避免积水在根部聚集。
方案二：侧柱根部与底架边梁连接处增加缺口，将根部的积水排出。
3.1.4窗口区域防腐蚀提升措施
在侧墙窗口、底架部位合适位置设置排水机构。如在侧墙窗口下方设置接水盘，接水盘下设有排水管，用于将窗口处的积水收集并排出车外。
3.1.5搭接结构防腐蚀提升措施
墙板与底架边梁焊接时，在底架边梁刨槽，与墙板采用对接满焊，墙板内侧与边梁也采用满焊焊接，同时焊接后涂打密封胶，防止积水及灰尘等杂物进入缝隙中对墙板造成腐蚀，如图2所示。
3.2车体材质防腐蚀优化
目前25型客车车体钢结构材料一般为Q235、Q310NQL2或Q310GNGD及Q345NQR2或Q355GNGD等，耐腐蚀性差。后续设计时可考虑使用耐腐蚀性能更高的材质来提高防腐性能。如车体材质由普通耐候钢改为S350EW，枕外通过台地板可采用耐腐蚀性能更高的铁素体不锈钢X2CrNi12。
3.3涂装工艺防腐蚀优化
3.3.1涂料性能提升
（1）涂料严格按73号文标准执行，选择CRRC认证过的涂料；
（2）针对环氧防腐底漆，提高耐盐雾性（NSS）指标，增强对基材的保护；
（3）针对车内及车下底架，在阻尼涂料的基础上，建议增加一层底架面漆，封闭阻尼涂料，增强防腐性能。
3.3.2涂装工艺措施更改
（1）制定碳钢板（型）材预处理规范，针对板材特点分别采用抛丸、喷砂或酸洗磷化等工艺，提升板材预处理质量；
（2）梳理、检查易形成封闭腔的部位，进一步明确涂装要求；
（3）针对车体“边、角、孔、洞、缝”部位进行重点喷涂；
（4）对重点腐蚀部位进行密封，防止腐蚀介质侵入；
（5）加强涂料质量控制及委外工序的控制。
4 结论
本文通过分析车体腐蚀现状及现有防腐蚀方法，提出了通过结构改进、材料优化和涂装改进三方面的措施来提升车体的防腐蚀性能，从而减少检修时对车体的挖补，延长车体使用寿命。
1.作者简介：侯亚辉（1989-），男，助理工程师，主要从事碳钢车车体结构设计工作。
摘要 ： 分析该种新型铁路客车车辆车体结构特点的基础上，建立了车体结构的有限元模型。结合该客车车辆的实际运行状态，确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等7种工况，并分析了车体结构在各个工况下产生的应力，以判断其静强度是否满足运输要求。为车体的结构优化和疲劳寿命分析提供参考。
关键词： 新型铁路客车车辆；车体结构；静强度；有限元模型
1 前言
该种新型铁路客车车辆主要由车体、转向架和各种电气设备组成。其中，车体主要承担装载乘客和各种电气设备安装基础两大功能，同时也承受着在各种运行工况下乘客和电气设备所产生的附加力。车体的强度是反映车体性能的重要技术指耍强度不够，将使车体结构的各构件在早期出现裂纹和疲劳断裂等，从而大大影响车辆的整体性能。对车体静态下的强度进行计算和分析，是不可或缺的重要环节。本文利用有限元分析软件，针对该种车辆的典型运行工况，提出了相应载荷及边界约束条件施加的实现方法，并对跨坐式单轨车辆头车车体结构进行了静强度分析，得到了该车体的应力分布。通过合理选择车体结构形式及尺寸参数，可使车体具备良好的静态特性。
2 车体结构及参数
该种车辆车体主要由车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等组成，如图1所示。整个车体采用耐候钢焊接结构，主要的承载部件采用耐候钢中屈服强度较高的钢板材质。车顶和侧墙主要采用大型宽幅耐候钢板和骨架梁排结构，侧墙在适当的地方加补强梁，车顶则用加横向弯梁的方法起到加强的作用。一、二位端墙由于要承受纵向拉伸和压缩，采用双层骨架结构。具体车体钢结构外观见图1所示
车顶、侧墙、一位端墙、二位端墙、底架等四大部件相互连接后整车成中空筒行结构，具体车体的主要外形尺寸及质量如表1所示。
3 车体有限元模型的建立
3.1 建立有限元模型
利用建立好的跨坐式单轨车辆头车车体三维几何模型，以及软件提供的数据转换接口，以适当的数据格式将其转换到有限元分析软件中，并对其结构进行离散。采用该方法进行有限元建模时，有必要在有限元分析软件中对模型进行几何清理，修正几何之间的拓扑关系，以便进一步划分网格。整个车体主要采用板壳单元模拟，侧门上角及端门补强角采用实体网格，空簧、心盘、枕内外顶车位、端墙加载区域等处设rbe3单元，车钩安装区域设置rigid单元，如图2～3所示。车体坐标系方向如图2所示：X向――车体纵向，正方向由一位端指向二位端，Y向――垂直方向，正方向垂直向上，Z向――车体横向，与X、Y构成右手系。有限元模型如图2所示。
3.2 确定工况及加载参数
根据该种客车车辆的实际运行状态，确定了垂向载荷、纵向拉伸、纵向压缩、扭转等9种工况，无论何种工况，车体都将承受安装在其上的各种设备的质量。车体配备的主要设备的质量见表2。7种工况具体见表3
4 静强度计算结果
按照上述各个工况下载荷和边界条件的施加情况，对车体结构进行静强度分析计算。车体在15种工况作用下的最大应力值及相应的部位见表4所示。部分应力云图如图4～8所示
5 结语
5.1 该种筒型车体有着本身的结构特点，焊接是车体的主要连接方式，使用板壳单元模拟车体结构的有限元处理方法是车体静强度分析的有效方法；
5.2 通过对该种新型车辆车体的静强度计算分析，可得出以下结论：强度各工况下，端墙立柱，波纹地板与横梁连接处等区域存在较高计算应力，可适当进行补强。
摘 要：介绍19K型铁路客车软卧改硬卧总体及各系统主要技术方案、计算分析及试验验证等。
关键词：软卧车；硬卧车；改造；计算分析
1 前言
随着铁路客车的升级换代，为了提高舒适度、防火阻燃安全性能及提高客车运用率，既有客车加装改造已经成为一种趋势，各铁路局客车改造除了运输旅客使用外，也会利用闲置的动车组或车辆进行特种车改造，包括工务车、旅游车、救援车等。本文客户要求将19K型软卧结合A5修改造为25K型硬卧车，定员由16人增加至66人，加装集便装置，车体、制动、电气系统及车上服务设施相应实施改造。
2 改造总体概述
原车平面布置见图1，将一位厕所改为配电室，乘务室改造，一位走廊增加卧具柜，取消车辆中部洗脸间、8个软卧客室、淋浴间，改为11个开敞式硬卧客室及大走廊；二位端增加二位厕所、双洗间等，改造后平面布置见图2。二位端车下枕内外各加装一个污物箱，新增集便装置用总风缸。车顶一位端设一台单元式空调机组，二位厕所新增自然通风器，二位通过台新增废排通风器。车端取消43芯集控、5芯电控插座。
3 各系统改造
（1）车体钢结构。一位端KLD35空调机组平台改造为KLD45空调机组平台，空调机组平顶板采用3mm厚06Cr19Ni10不锈钢。车窗窗口根据平面重新布置，为提高侧墙平面度，新开窗口两边先焊接立柱，后开窗口及封堵原车窗口。车底增加污物箱横梁、纵梁及安装吊座。为保证吊座的平面度，焊接过程中用水管找平，吊座采用8mm厚Q345GNH耐候钢。车底增加总风缸及集便供风管路纵梁和吊卡，纵梁采用5mm厚Q235B碳素钢，吊卡采用5mm厚Q295G NH耐候钢。
（2）转向架。因车辆重量发生变化，转向架各弹簧、制动杠杆比按改造后整车重量核对参数，以满足改造后使用要求。
（3）制动系统。供风系统采用双管供风形式， F8分配阀，盘形基础制动装置。按照（运辆客车函[2016]8号）《关于重新印发客车手制动机防反转制动改造方案的通知》改造手制动链，保证行车安全。车上设紧急制动阀和制动管风表、总风表。设置可从车上、车下操作的缓解阀。防滑器国产化，采用铁科院TFX1G型，转向架速度传感器孔、防滑器配电柜、排风阀座改造。根据集便器改造需求，新增总风缸及相应管路。为防止集便器集中用风时，可能超过机车供风能力问题，总风管给总风缸（生活风缸）供风支路节流通径为2mm。
（4）给水卫生系统。给水系统设净水箱、注水装置、温水箱及供排水管路组成。照明柜与水箱分别设液位仪及液位传感器。洗脸间设温水箱。注水装置避开便器防护箱检查门，不影响防护箱内配件维修。水箱、管路与排空管路相连，保证在系统停止使用时能排空净水（以防冻结）。电茶炉具有缺水、防干烧保护功能，接水盘为不锈钢材质，安装位置在乘务员室外与一位小走廊卧具柜相邻。
二位端一、二位侧分别设一个蹲式厕所，厕所车窗加装统型防护栏。二位端一位侧新增双人洗脸室，厕所、洗脸室为整体玻璃钢盒子间模块化设计，制造安装方便。盒子间材质采用玻璃纤维和碳纤维复合材料复合材料以及进口色浆和胶衣制成，盒子间背面采用网格状加强筋以提高卫生间的整体刚度。一、二位厕所均加装铁总统型集便装置，便器由直排式改为真空集便系统，提高了卫生间的清洁度，降低了环境污染。二位端车下枕内外各增加一个真空污物箱，两个污物箱总容量不小于800L。
（5）空调通风采暖系统。空调系统由空调机组、空调控制柜、送风道、回风道、废排装置、自然通风系统、可调送风口和回风口等构成，主送风道采用硬质聚氨酯铝箔发泡板，铝板敷贴保温材，提高了风道保温效果，节约能量。改造后空调机组安装于一位端车顶部钢结构平台上，机组型号为KLD-45/09-E，带新风预热功能，制冷剂采用环保型R407C代替破坏臭氧层的R22，制冷量比25K型其他硬卧车多5KW，提高了乘务员与旅客的舒适性。在乘务员室、客室、双洗间、厕所都设有空调送风口，厕所、茶炉室、双洗间的废气由设于其车顶部的自然通风器排出车外。其余大部分废气由设在一位小走廊的回风口吸入，作为再循环空气进入机组，小部分废气由二位端小走廊顶部废排风机通风口排出车外，废排风机通风口也可作为紧急情况下应急通风设备使用。空调机组配线及冷凝水管执行运辆客车函[2015]395号《中国铁路总公司运输局关于印发客车常见故障专项整治方案的通知》的要求。配电室、乘务室、客室、大走廊和一、二位端小走廊设置单元板式电加热器（普通型），加不可恢复式超温保护装置，全车功率约14KW。
（6）电气系统。采用发电车双路集中供电，供电制式为380V/220V 50Hz三相四线制。配电室内设置电源转换柜、空调控制柜、塞拉门电源箱、应急电源车上箱、工具柜。乘务员室内设置防滑器、照明柜、集便控制柜。电源D换柜为统型，设置在线漏电检测装置。照明柜设置DC48V系统绝缘监测装置。电源转换柜、照明柜、空调控制柜等配线线端压接采用笼式端子。车辆采用LED灯照明，具有节能环保，寿命长的优点，设应急照明。照明布置如下：客室内及客室门口对应大走廊处各设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位通过台、小走廊分别设一个有效光通量为1800lm的顶灯。一、二位厕所、双洗间分别设一个有效光通量为750lm的壁灯，乘务员室、配电室各设一个有效光通量为1500lm的顶灯。客室外侧墙各设一个地灯。乘务室、配电室侧墙设1个交流220V五孔插座，大走廊侧墙设3个交流220V五孔插座，方便乘务人员和旅客充电使用。在客室大走廊处设3个扬声器及3个扬声器开关，乘务员室设1个扬声器及音调开关。在大走廊两内侧间壁分别设一个信息显示屏。旅客信息系统可以显示运行速度、当前时间、车外温度、前方到站、列车运行状态、宣传标语及广告信息等内容。
（7）内装设备。一、二位端部平顶板为22mm胶合板双面贴贴面板，客室及大走廊顶板采用玻璃钢材质，顶板内部均为木骨架。胶合板平顶板、外露间壁墙板使用无明钉的封边明缝结构，效果美观。在通过台及走廊部位，将原来的胶合板地板取消，采用防腐地板，并增加了地梁密度，有效防止了地板塌陷提高防火性能。地板布采用分幅焊接工艺，采用自动焊接设备和专用厂房，防止地板布鼓泡。采用包装严密的超细玻璃棉。玻璃棉板及包装材料性能指标应符合TB/T 3138-2006《机车车辆阻燃材料技术条件》中相关规定。
原车两个小走廊至客室隔T更新为折页门，门上设有门芯窗，下部设有通风格栅。
乘务员室门、一位厕所门、二位厕所门新制，新增配电室门；各门均为折页门，乘务员室和配电室门上设有观察窗。原车所有车窗及内饰框均取消，更新为25T统型车窗，新制内饰框。
4 检修部分
未改造部分按照《中国铁路总公司关于印发的通知》（铁总运〔2014〕349号）及铁总文件要求执行。
5 计算分析
（1）重量分配计算。整车计算后自重和载重均增加，重心降低，轴重小于17t，轮重差符合要求。
（2）侧墙窗口改造强度对比分析。改造时对侧墙窗口封堵后重开，对改造前后侧墙强度作对比分析，结果满足车体强度要求。
（3）车顶空调安装平台静强度分析计算。根据TB/T1335-1996 要求，车顶安装平台在纵向、垂向、横向三个方向上的合成应力不应大于材料的屈服极限。根据计算结果，空调平台的强度条件符合标准TB/T1335-1996的使用要求。
（4）轴箱弹簧计算。根据整车设计重量，选用的轴箱弹簧参数须更新，更新后满足使用要求。
（5）制动距离计算。根据改造后车辆自重、载重及选用的杠杆比，对改造后车辆制动距离进行计算分析，车辆改造后按140km/h初速度紧急制动距离小于1100m的要求。
（6）动力学性能分析。客车在改造后的动力学性能较改造前动力学性能指标如稳定性、曲线通过能力都有所改善，在安全性方面有所提高。
（7）用电负荷计算。根据全车电气负载，RW19K型客车改为YW25K型客车后电气负荷满足单车及编组使用的要求。
6 试验验证
厂修规程中的例行试验及称重、限界检查等型式试验均合格。
7 结论
改造结合新型高档铁路客车产品及成熟的设计结构，旅客界面较25K型硬卧车有较大提升，满足了铁路局增运增收需要，也为变车种改造提供了借鉴经验。客车经过近半年的运用，运行情况良好，受到了用户好评。
作者简介：齐凯，男，学士学位，工程师，研究方向：客车设计及加装改造。
摘 要：我国铁路客车转向架构焊接技术对我国的铁路客车行业及其交通运输行业起着至关重要的作用。近几年来，我国铁路客车转向架构架焊接技术采用的是钢焊接的结构。钢的密度小，使用刚焊接能大大降低车辆结构的自重。但是，运行速度的提高、载重的增加都会使转向架的构架承载情况变得很糟糕，铁路客车转向架构架焊接接头存在的焊接缺陷会导致很严重的车辆安全性能问题，而铁路客车安全性能方面的问题才是整个铁路客车行业乃至整个交通运输业最重要的问题。所以，对铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性的研究就显得极为紧迫。
关键词：铁路客车转向架构架焊接接头 疲劳可靠性 研究
高速化的铁路客车正好适应如今人们对交通工具的高要求，高速铁路也已然成为各国铁路现代化的重要标志。然而，任何高速的交通工具都有它安全可靠性的问题存在，随着现如今铁路客车速度的提高和载货量的持续增长，导致铁路的动态性能下降，轮轨之间的磨损程度问题在日益凸显。轮轨之间的相互作用可能会引发脱轨，一旦脱轨，后果便不堪设想了。在以往的铁路客车中，车转向架构架焊接接头暴露出许多疲劳可靠性的问题，如客车在运行过程中出现焊缝断裂、测量立板撕裂等问题，严重危机人们的行车安全。因此，研究铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性，对保证列车安全是十分重要的。
1 转向架构架焊接接头疲劳可靠性的内外研究现状
近几年国内外对铁路客车行业发展的竞争日益激烈，随之也都对铁路客车转向架构架焊接接头的疲劳可靠性有了很深入的研究。这种架构焊接的疲劳可靠性主要集中于对结构寿命的预测方法、焊接接头或承载部件的寿命检测等方面，发达国家已经形成了比较完善的结构体系，并有了许多研究成果。中国除了对这些成果进行引用、吸收外，也在自主研发更高速、更安全的客车，尤其对转向架构架焊接接头疲劳的可靠性进行了深入研究。
2 焊接缺陷方面的分析
铁路客车转向架构架焊接接头采用的是钢焊接结构，钢焊接结构焊接加工方法的特点决定了它在生产过程中必然会出现气孔、断裂纹、未融合等现象或者焊接处存在各种几何偏差的可能。
铁路客车的焊接欠缺可以分为两类：一类为焊接变形，残余应力；一类为类裂纹欠缺。前者是主要的焊接欠缺，后者发生的情况较少，但是一旦发生就会发生很严重的后果，这是焊接结构中最危险的一种情况。宏观裂纹显然是不能继续使用，焊接结构甚至整个客车可能会报废，微观裂纹虽然能坚持一段时间，但是如果不能及时发现，也会降低疲劳可靠性，这种轻微裂纹在客车行驶过程中一点一点的磨损，极有可能造成更大的安全隐患。针对这些焊接裂纹，有关研究人员也进行了相关研究。
2.1 热弹-塑性有限元法
这是一种测量焊接变形和残余应力的有效方法，十分复杂的焊接结构可能需要大量的计算，对于大型铁路客车，这种针对裂纹一个个进行计算研究的方法显然是不符合实际的，这种方法将跟踪整个焊接的过程，它可以计算焊接过程中每一时刻的温度，根据每个温度下客车反应的应力进行累加，最后得出残余应力和最终可能的变形从而估量出焊接接头的疲劳可靠性。
2.2 焊接收缩力法
转向架构架在焊接过程中，金属会因高温而变形进而产生焊接裂缝。此时的变形程度相当于遭受到了一个外加载荷，被称为焊缝收缩力。铁路客车转向架构架的自身结构、焊接的技艺、焊接温度都会影响焊接收缩力的大小。所以我们可以通过计算这个力进行估计在焊接过程中金属产生变形而造成后果的大小从而避免重大的安全性能方面的隐患，以此提高焊接疲劳可靠性。
2.3 体积收缩法
这种方法假设导致转向架构架在焊接过程中产生变形的原因是熔化了的金属在冷却过程中遇到了热收缩。研究者通过对模型进行实验，用金属模型在900°的温度下进行焊接，然后将金属冷却至室温，观察金属的反应情况，金属在这种条件下会发生收缩变形，将实验现象转换成数值记录在册，将得到的模拟实验数值进行分析，金属熔化的截面区形状有助于我们研究焊接技巧，采取相应措施改善焊接技巧，可以进一步提高铁路客车转向架构架焊接接头疲劳可靠性。
3 结语
转向架构架是铁路客车的主要承载部位，它的疲劳强度对铁路客车行驶的安全性能影响巨大，其疲劳可靠性也受诸多因素的影响。随着铁路客车的速度在不断提高，承载乘客和货物的承载量在不断加大，为了确保铁路客车在行驶过程中的安全我们需要对转向架构架焊接接头疲劳可靠性进行深入研究，尤其在焊接设计阶段，我们要充分考虑分析转向架构架的结构和它焊接成型的特点准确的对焊接疲劳可靠性进行评估，准确的评估出焊接疲劳可靠性有助于提高铁路客车的行驶性能和极大解决铁路客车安全性的问题，对于我国交通运输业的发展也是起到了推动性的作用。
【摘 要】现如今人们的生活水平在不断提升，这使得人们对于衣食住行有了更高的要求，长途出行多选择通过铁路交通来加以实现，特别是在近些年来我国铁路技术的不断发展，使得我国的铁路客车发展得到了空前的进步，再加之动车和高铁的不断投入运营，使得我国的铁路运输行业蒸蒸日上。
1 当前对铁路客车车辆进行检修的现状分析
我国社会主义事业在不断发展，使得经济迅速进步，铁路客运具有灵活性、快捷性和高效性的特点，近些年来对于高铁和磁悬浮列车投入运营，使得铁路运营的舒适性也得到了更高的发展。所以铁路运营一直都是人们出行所青睐的一个主要的出行方法。到目前来说，我国的铁路交通事业一直在精益求精，到2011年，我国铁道部门首次提出了三个重中之重的安全理念。需要将客车安全当作是安全工作当中的重点和严抓对象，包括对高铁和普通列车的安全性必须予以充分保障，且不容出现半点马虎[1]。同时还需要强化安全管理工作，这是运行当中的一个重点工作，然后就是要抓落实作为安全管理工作当中的一个重点。
从客车的车辆检修来看，列车的运行过程中，车辆的供电系统是否处于安全状态，车辆的防滑器工作状态是否正常，运行中有无车轮擦伤，轴承温度是否超限报警，配电室等重点防火部位有无火灾险情，空调系统是否提供舒适的环境温度等，都是保证客车安全运营的重要基础。从现阶段来看我国铁路的客车车辆检修技术正在不断地更新和发展，管理理念落后是导致客车安全和铁路发展的一个较为突出的问题。所以，对于我国铁路客车的检修技术进行进一步的改革、创新和发展，能够有效地将客车推进到世界的先列范围内。从现有的检修技术手段和设备来看，检修过程当中还存在着一些弊端[2]。
其实质工作是检修设备的粗放和老化，已经逐渐无法适应当前社会现代化发展和客车车辆检修的需求。同时智能化的系统相对来说较为陈旧，例行检验实验的时候，其所得到的数据并不准确，检修效率较低，这些情况给专业的检修人员造成了很大的困扰。因为检测数据不准确，可能会导致对车辆性能评估错误，进而就可能会，连续进行后续的二次检测，一方面会浪费很大的人力、物力和财力，同时也可能会对客车的安全运行造成一定的威胁。因此针对这种情况，有效地分析提升铁路检修技术的措施是十分重要的。
2 提高铁路客车车辆检修技术等能力措施分析
2.1 提升铁路客车车辆检修技术能力
为有效地提高高铁车辆检修的技术能力，就必须建立科学合理安全可靠的铁路车辆检修体系。所以需要对车辆进行综合调查和研究，弄清车辆的哪些系统容易出现故障，而哪些系统又是安全和影响安全的关键所在，并且对于检查技术进行合理的科学的改进和创新。客车的车辆制动系统对于客车的安全是十分重要的，我们可以对塞门进行多功能实验，进而进行有效地改造。因为，刚刚出台的铁路客车检修规定对于各种型号的塞门的实验台都提出了更加明确的指标和标准，提出了更高的风压要求[3]。所以，原本的塞门实验台功能较为单一，其只能够对于折角塞门、截断塞门、缓解阀、排水塞门等进行泄漏试验，但却并不具备调压的功能，所以不能够有效地适应新的铁路客车检修的规定，这样就无法满足新的铁路客车检修规定的相关要求。
2.2 提升客车车辆检修技术的实际方法
从总体上来看，为了有效地提高铁路客车车辆检修技术的水平，相关的措施手段还需要在实践当中进行总结。现如今已经出台的新的铁路客车检修规程，其对于客车检修的专业人员有了更高的要求，和传统的检修相比现如今检修人员在对车辆进行检修的时候，需要将陈旧的观念和检查标准进行排除，并且不断更新现有的检修标准，不断地适应新形势和新需求的发展，力的提升自己检修工作的工作质量，使得检修工作能够更加符合检修标准。
而在此背景之下，相关的铁路客车检修部门需要对客车车辆检修人员进行重新检修规定的学习和测试。这样能够使铁路的客车检修人员可以更好地对于铁路客车检修工作的相关内容加以掌握，能够在很大程度上提高客车的安全系数，也可以在一定程度上确保检修技术提升的同时，使得相关的检修人员的素质有所提高[4]。要求铁路检修部门开设相关培训班，聘请专业技术人员、学习相关的先进检修理论和知识，便于使得铁路客车检修人员可以及时掌握先进的检修设备和操作技术，这样在进行车辆检修的时候，就能够提高车辆检修的准确度。
另外，提高铁路客车的车辆检修能力需要投入大量的科技和资金。因为铁路客车车辆的各种零部件构造都十分复杂，所以在对其进行检查的时候，进行相关装配实验和测试，具有较高的标准。而且检修设备还需要不断地进行更新和改进，这就要求检修部门在进行检修的时候，需要配置升级方面的大量的科技和资金投入。要充分发挥出人才的优势，对于铁路客车车辆检修技术水平的提升是十分重要的，对于该阶段相关的技术小组需要独立完成对于赛门多功能试验台的检修和改造，因为目前市面上并没有能够满足相关技术要求和标准的试验台，这样这阶段就充分地发挥出技术人员的优势和作用，对于原有的塞门实验台进行改造，而且对于制约客车车辆检修制动系统检测试验的生产难题进行逐一地破解。
3 结语
综上所述，该研究主要针对提高铁路客车车辆检修技术能力的措施进行简单的分析。笔者认为，在我国铁路事业不断发展和蒸蒸日上的过程当中，未来我们还有许多的路要走，在此过程当中，需要不断积累经验，要努力在实践当中总结经验不断积累，做好铁路客车的车辆检查技术的提高，以便于从根本上保证客车的安全稳定运行，保证人们的安全。
【摘要】近年来,客车的设计在注重性能、实用的同时,越来越注重乘客对客车内环境的艺术造型方面的要求。重视铁路客车内饰的艺术造型设计不仅是乘客审美的需求,也是社会发展的必然趋势。
【关键词】铁路客车;艺术造型设计;美学
客车的艺术造型设计不同于一般的绘画、雕塑、平面及工艺美术,它是用艺术的形式与手段,体现客车产品的功能特点。
美学基础是客车具有的优美形态,能给人以美的享受。要求我们在设计时用美学原则去研究现代形式的美感、形体构成、线形组织、色彩配置等艺术造型的理论、规律和方法。而现在国内客车设计面临的主要矛盾和问题则是美貌问题,即艺术造型设计问题,我国一直以来把重心放到技术和和生产方面,客车的功能只是多载客,而忽视了客车内饰的艺术造型。
一.客车内饰艺术造型设计的美学原则
1.尺度和比例的原则。
尺度是与人或与人所熟悉的零部件或环境相比较多获得的尺寸印象。客车是直接为旅客服务的设施,车内各种零部件和环境的尺寸、形状、相互位置等,必须满足人们的工作、休息、使用等的生活习惯和需求。
比例是形态设计中用于协调设计形态各组成部分的基本手段,确定合理的比例可从三方面考虑:即功能要求形成的比例,例如座椅及靠背的尺寸比例;技术条件形成的比例,如车体断面外轮廓尺寸比例;审美要求形成的比例,如封口格栅、灯体灯罩、标牌外形等。在客车形态设计中常用的比例关系有如下几种:
(1)整数比例。整数比例是以具有肯定外形的正方形为基础的,可以派生1:1、1:2、1:3……的整数比例的矩形(如图1-1)整数比例的形式可以是整数比的简单配合,也可以是分数形式的配合,其优点是易产生有韵律的布置。小到键盘的形态,大到墙板、顶板、饰面板的连续外形,都有这种比例。
(2)黄金分割比例。黄金分割比例是把一线段分成两短,其分割后的长度与原线段之比等于短线与长线之比,即:
L/X=X/(L-X)
进而可得到任意线段的黄金分割比例系统。如图3-2-4-4
(3)模度理论。模度理论是艺术造型中比例设计的一种学派观点,它是从人体的绝对尺寸出发,选定人的下垂手臂、脐、头顶、上伸手指尖四个控制点距地面分别为86、113、183、226(厘米),这些数据兼有黄金分割关系(如113|183=0.618)又有倍数关系(如226|113=2),利用四个数值分别插入其他数值,便形两套级数(如图1-5所示),由于模度理论与人体工程间有密切的关系,因此有比较实际的意义。
2.均衡和稳定原则。
均衡指造型物各部分之间前后、左右 的相对轻重关系,"在视觉艺术中,均衡是任何欣赏对象中都存在的特征,在这里,均衡中心的两边得视觉趣味中心,分量是相当的。"--美国的托波特 哈姆林在《二十世纪建筑的功能和形式》中这样说说。这里均衡感的产生可由规则均衡--对称和不规则均衡――动态对称(又称平衡)的形体关系来表现,因此,客车内饰造型设计中对称的运用不仅出于功能要求,也是人们的审美需求,在造型设计中广泛应用。车内大部分设施均采用左右对称造型。如灯具、镜子、衣帽钩等。为了取得客车造型的生动,达到功能和艺术的统一,也常采用动态对称布置。
稳定是指造型物各部分间的相对轻重关系,具有稳定感的造型给人以安详、轻松、愉快和平静的感觉,由于铁路客车与陆地上见到的产品造型不同,它是时刻在运动中的产品,因此对产品造型的稳定性要求更高,以给人安全感和舒适感。为了增强客车内饰造型的稳定感可以采用体量的上小下大;材料及表面装饰的合理布置等设计方法。如客车顶部设计成白色、灰色等浅色调,行李架选用pvc轻质材料,座椅采用稳重的蓝色,地面则采用灰蓝色深色调,这样的色彩和材料处理均获得较好的稳定感。
3.统一与变化的原则
统一与变化在三大原则中属于中药位置,它是艺术造型中最灵活多变、最具表现力的因素。只有同意而缺乏变化,会给长途旅行的乘客乏味、单调和疲劳感;而有变化却没有统一,也会给乘客凌乱、刺激和眩晕感。因此,为了取得客车内饰艺术造型的变化与统一,可采用变化中求统一和统一中秋变化的手法。
a.变化中求统一:
1)调和统一。即在客车内饰的形状、色彩、质感等方面尽可能的突出共性,减弱差异,从而达到统一、完整、协调的效果。例如车厢内直线型的行李架上则配了直线型的灯具,而曲线形的行李架则搭配了圆弧形的灯槽设计,这就是形状的调和。再如以木材(或者木纹贴面板)为内墙材料的客车室内采用木压条,而以复合铝板为内墙材料的车厢内则采用铝型材压条,这就是材料的调和。至于色彩的调和更多,总的要求是明快、柔和。一般的规律是大面积低纯度的色彩统一全局,小面积高纯度的色彩活泼变化,如黄色靠枕,再采用中性色来联系过渡。
2)韵律统一。主要特征是表现形式重复、间隔间距相等、轻重缓急交叠等。在客车内部设备的布置中常表现为连续韵律。客车内部是狭长的空间,窗口、座椅、灯具、风口等的有规律布置天然地表现了韵律美,为此顶板、墙板及饰带板接缝间距的统一,并与窗口等设备协调,不但是工艺的配合,互换问题,也有利于加强韵律。
3)呼应统一。呼应指造型物不同形体或位置的零部件,运用相同或相近的细部处理,已取得在线形、色彩、质感及面饰方面的统一。请看老车型"大圆弧"时代,与新车型"直线条"时代某些小件(如烟灰盒,有无人标示锁及门把手)造型处理的"呼应"。
4)过渡统一。过渡统一是指两个不同形状间采用一种联系二者的逐渐演变,使他们互相调和。
b.统一中求变化:
1)加强对比。即突出表现造型因素的差异,如形状对比、排列对比、色彩对比、材质对比等, 如门板和墙板,由于强烈的材质和颜色的对比,不但更显华贵、精细,而且方便使用。客车内各种深色指示标牌与淡色的墙板颜色对比,非常引人注目,提醒人们勿饮生水,放水冲便,请勿吸烟等。
2)节奏变化。即运用规律的变化,有规律的安排造型因素,使形象富于生动的变化,在统一的协调的成分中看到变化。如19K高级软卧的包间黄褐色木门要和白色墙板间隔,形成具有韵律的变化,要比用白色门富于变化和节奏美感,与暗红色窗帘呼应,是整个空间丰富多变。
3)重点突出及必要的点缀。即运用颜色、形状等因素使人醒目。一般地说,车内各种门牌、指示牌、标徽图案、车号牌等都必须考虑内容上的突出(功能要求)及艺术上的点缀(艺术需要)。如车厢内的橘黄色和红色制动装置与白色墙板形成强烈对比,极具点缀性。
二.高速铁路客车内饰艺术造型设计的时代感
客车内饰造型设计所表现的美感必须具有一个时代的概念,时代的前进对美学三原则也会有所发展、提高以致创新,因此艺术造型必须赶上时代的步伐,掌握时代性演变的基本因素。这些基本因素体现在以下三个方面。
1.产品功能的转化促进客车艺术造型的更新
客车的主要功能是输送旅客,但是不同时代旅客的身份、旅行目的以及乘车要求均有不同,对着人们生活水平的提高,人们生活习惯的改变,旅游的多了,经商的多了,长途乘车的多了,外宾多了…..单纯的实用逐步让位于舒适的享受,多种服务的需求要求客车功能项多元化发展。低靠背让位于高靠背,板条椅让位于单软垫,小立窗让位于大平窗……,随着功能的演变,艺术造型也在不断的变化和发展。
2.科技的发展为客车艺术造型提供更广阔的天地
随着科学技术的发展,新材料、新技术、新工艺的不断出现,为客车艺术造型提供了更为广阔的发展空间。日光灯代替白炽灯,双灯带代替大碗灯。随着空调的广泛应用,导致车内大圆顶向大平顶过渡。各种进风、回风、排风的位置及其封口造型装饰已经提到日程。从木材带塑料贴面板的演变,已使客车色彩有及装饰造型有了进一步变革。从木压条像铝压条以至无压条结构的演变,不锈钢内饰件及铝型材的广泛应用,玻璃钢整体厕洗所的不断上马,不但改变了传统的结构工艺,也必然使客车内部焕然一新,促进了客车内部造型艺术的不断发展。
3.审美观念的变化要求客车内饰造型设计发展
由于科技和文化的发展,人们的物质生活和精神生活以及艺术修养的提高,人们的审美情趣也在发生着变化,地区间、国际间、行业间的交往频繁都激起人们对美的追求和向往。以造型、线形的认识和追求为例,二、三十年代客车还在照搬建筑上,以当时的"雕梁画栋"为美;四十年代盛行曲线曲面大圆弧,所谓"流线型"最为时髦;五十年代末开始追求直线条,小圆角、方形结构,以单调明快为美,即所谓"火柴盒";七十年代以后逐渐演变为直线中渗入斜线,在三角形、梯形、六角形和菱形上大做文章,崇尚所谓"梯形"造型风格,这在客车标牌底板等小件造型上表现尤为突出;目前,又在方形、梯形的基础上渗入大曲率、小圆角的造型趋势,在方形的造型中加入轻柔的大曲率曲线后,其形态柔中带刚、刚柔结合,更加生动活泼。
摘要：本文以铁路客车库内检修为切入点，对其检修工作存在的问题，以及具体的应对思路和方法，展开细致的探讨研究。期望为改善当前客车库内检修难题，与确保客车运行质量安全，提供有益的参考。
关键词：铁路客车；库内检修；问题；应对策略
0 引言
作为铁路客车运输维护的关键措施之一，客车库内检修为管控铁路机车质量与运行安全发挥着巨大的作用。伴随我国经济发展与铁路建设规模的扩大，铁路运输在人们生活与工作中的重要性也愈发提高。然而现行的铁路客车库内检修仍存在着一定的不足与缺陷，影响到客车维护质量，给乘客出行安全与体验造成不利影响。不但阻碍铁路客车在运输行业中竞争力的提升，也会因为检修问题不能及时发现、解决给乘客带来生命财产危害。因此，必须加强铁路客车库内检修面临问题的研究工作，找到合理有效的解决方法，不断提升该项工作的成效。
1 铁路客车库内检修所面临的问题分析
铁路客车库内检修指的是在机车检修库中，由检修人员对客车整体车体与性能做检查维修作业。铁路客车本身受运行时间长，乘务人员较少等因素影响，造成其库内检修工作一直存在着不足与问题，影响着客车服务水平与乘车质量的提升，主要问题分为以下几点。
1.1 铁路客车库内检修设施条件不足
铁路技术的进步令客车种类从老式的绿皮车，逐渐发展为现在各类快速、特快与直达等车型。加上铁路规模与列车数量的不断激增，使得铁路客车库内检修基础设施的建设进度，难以跟上铁路行业的发展速度。使得检修库基础设施与地面供电电源等设施存在短缺问题，造成客车库内检修作业开展困难。比如在铁路客车进入机车检修库后，因供电电源的不足，使得检修人员无法进行整体、全面的车体检查维护作业，只能采取减少库内检修时间的方法应对电力供应紧缺的问题。这就使得对单辆铁路客车库内检修力度不足，不容易发现车辆存在的安全隐患，进而危及客车行车安全。
同时机车检修库进行库内检修作业还会受到气候条件的影响，但当前大部分机车检修库因基础设施建设不到位，其排水设施往往存在建设不全或设施条件落后等问题。一旦出现降雨天气，机车检修库就因无法有效排水，而不能对铁路客车车下电气设施予以开盖检查，影响对客车整体的检修效果。而且排水效果不佳也会导致检修库场地在冬季出现结冰现象，给检修人员维护效率与作业安全带来安全隐患。
1.2 铁路客车库内检修作业管理水平落后
铁路客车运输与检修工作虽然在我国已有多年的发展历史，并形成一定的检修管理规章制度，但在社会发展变革与铁路客车检修技术进步的背景下，目前对客车库内检修作业所用的管理规章制度还是前几年的落后体系，难以适应当前日新月异的铁路工程技术发展与维修实际需求。各类新式检修设备与技术被运用到客车库内检修作业中，其管理体系也需要进行相应的变革，以避免落后的管理水平给客车库内检修工作带来不利影响。并且在铁路客车库内检修范围拓展的情况下，比如库内检修工作的发展变化，除了原有对客车车辆性能安全的检查维护以外，还应加入对客车车辆直流电供电设施、空调厨具设备以及播音影像设备的检修维护，以全面优化铁路客车的整体性能，推动列车服务水平的提升。但是，这些方面的工作还是存在一定缺陷，需要进一步完善优化。此外，检计算机网络技术、信息技术智能化等先进技术也还缺少足够的应用。
2 铁路客车库内检修问题具体的应对策略
2.1 依据库内检修工作情况改进基础设施条件
要有效改善铁路客车库内检修设施条件不足的问题，不能盲目建设各类新式基础设施，而应根据机车检修库内检修作业的实际工作状况，采取针对性基础设施改进举措。比如在增加检修库内线路时，就应依照检修库当前库车的最大配置数量与检修需求，合理增设地沟检修线路并配置地面供电电源，以确保每条检修线路都对应配置有一组地面供电电源。保证在铁路客车库内检修进程中的线路与电源供应齐备，并达到客车在整个入库检修进程中，始终使用一条检修线路做检查工作的目的，从而解决因频繁转换线路带来的库内检修时间不足的问题。
而对于机车检修库场地排水系统设施，应进行更新修建作业，令场地排水设施能充分发挥其功用，确保机车检修库在库内检修作业时，不受气候条件影响，并维护检修人员的作业安全。而对客车供电、空调与供暖等设备的检修作业，则应由具备对应专业技术的人员做检查维修，防止非专业技术人员强行维修此类设备造成的损害问题。并且在检修进程中应定期、专人做供暖等设备的维修操作，并在整个检修过程中做好相应的记录工作。若在铁路客车库内检修作业中发现车辆设备问题，检修人员应及时对问题成因进行查寻，并采取针对性的维修手段应对，解决客车车辆或设备故障问题。
2.2 建设铁路客车库内检修网络管理体系
所谓库内检修网络管理系统，就是利用计算机网络技术，将铁路客车库内检修中各个作业步骤整合为一体进行网络化、智能化管理，进而优化整个铁路客车库内检修的效率与质量。建立铁路客车库内检修网络管理系统，是将各检修作业环节以网络化显示与管理，其系统主要包括入库客车编组显示、检修操作动态网络控制图、换挂操作网络控制图与列车配件更换检修作业等部分构成。其网络管理系统将为提升客车库内检修效果带来极大推动，比如在配件更换检修作业中，使用网络管理系统，能为检修人员提供动态检修数据信息，同时以网络化管理方式降低更换配件的人工管理成本，起到优化客车库内检修效率、优化检修工作管理水平的目的，实现对铁路客车检修管理的智能化与信息化发展需求。
3 结束语：
铁路客车运输是人们生活外出的重要途径，对客车做库内检修就是确保其列车行车安全的关键基础，同时经由全面的客车库内检修作业也能提升车辆的服务水平与舒适度，为客车运输在行业中的竞争力发展提供保障。铁路部门与库内检修人员，应依据现有检修问题，采取针对性应对策略解决其在设施、管理上的种种不足，以有效优化客车库内检修效率，推动客车服务质量的进步。
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