轻便型铁路货车超偏载检测装置
两种集装箱超偏载检测装置的应用对比
中 图分类 号 ：Ｕ ９ ２４ １７
文 献标 识码 ：Ｂ
摘
要 ：介 绍 了２ 集 装 箱超 偏载检 测 装 置 的研 制 背景 、 种
应 用 ，与 其 他 同类 设 备 相 比 ， 吊具 式集 装 箱 超 偏 载 检 测
性 能可 靠 ，操作 简单 ，对确保 运 输 安 全有积 极 的促 进作 Ｊ 手
关 键 词 ：集 装 箱 ；起 重机 ；超 载 ；偏 载 ；检 测 装 置 ；性 饿
魏 刚 枨 军 伟 ，
（． １ 中铁集装箱运输有限责任公 司 技术装备部 ，北京 １０ ５ ； ０ ５ ０ ２ 郑州铁路 局 装卸机械厂 ，河南 郑州 ４ ０ ５ ） ． ５ ０ ２
集 装 箱 货物 的 重 心 偏移 车 辆 纵 向 中心 线 （ 即重 心 横 向
１ ０ ＇４ 英 尺箱 ） ０ｍｎ （０ ２ ｌ 。但 为 了保 证铁 路运 输 车 辆通 过 装箱 吊运 的过程 中进行 检 测 。
２ 集 装 箱 超 偏 载 检 测 装 置 的 工 作
原 理
该 系统 是 利 用４ 只称 重 传 感 器 对 承 载平 台 作水 平
设备进 行 阐述 。
（ ）轨 道 衡 检 测 属 于 事 后 检 测 ，集 装 箱 已经 装 ３ 上列 车 ，调 整还 需 到最 近 的装 卸 作业 点 才能进 行 。
１ 集 装 箱 超 偏 载 检 测 现 状
目前 已研 制 的集 装 箱超 偏 载检 测 设 备 中 ，有 效 的 专用 设 备 主 要 有 ２ ，一 种 是 地 面 数 字 式集 装 箱 超偏 种
偏 移） 许 的极 限值 为 １０ｍｍ。 另外 ，我 国铁 路 车辆 容 Ｏ 允 许 最 大轴 重２ ，所 以集 装 箱 的 纵 向偏 移 量 也要 符 ３ｔ
“QCY-1”型轻便式超偏载检测装置的研发和应用
“ 『 ” Ｑ ＿１型轻便式超偏载检测装置主要 由承力结 构组件、 高精度电阻应变式传感器、 接近开关、 信号电缆、
仪表主机等组成。仪表主机的核心是嵌入式计算机和控 制电路， 由主机电源、 传感器激励 电源 、 高精度小信号放
大处理器、Ｅ ０ 数据采集 Ａ Ｄ转换卡 、 Ｐ １４ ／ 主机数据处理 器 、Ｃ０ 工 控机 主板 、 晶显示 器 、 摸 屏 、 Ｓ３ Ｐ １４ 液 触 Ｒ ２２串行
站都安装了铁路货车超载偏载检测装 置， 作为货运安全 运输监控和计量检测的手段。但现有各型载偏载检测装 置一般 采用 固定安 装 在铁 道 线路 上 的形 式 ， 用 于各 大 适 编组站干线上铁道车辆较高速度的通过检测。这种方式 虽然检 测量 大 ， 过速度 高 ， 在线 路施工 、 通 但存 造价 高 昂、 固 定使用等缺点。而防止铁路货 车车辆偏载、 超载、 偏 重， 最重 要 的卡控 环节应 在货 车装 运 的源头 车站 ， 目前 大 量货运 装 车源头 车站 ， 还缺 乏高 效 、 准确 、 可靠 的手 段 来
《 计量与 试技术》０２年第 ３ ２１ ９卷第４期
接 口和数据转储模块构成。
数据转储模块ｌ １ 显示器 ｌ ｌ键盘 鼠标
袁 凡 ：Ｑ ｒ ’ ＂ｃ —ｌ 垄轻 便 式超 偏 栽检 装 ｉ 的研 发 和 应 两
“Ｃ Ｑ Ｙ一１ 型 轻便 式超 偏 载检 测装 置 的研 发 和 应 用 ”
Ｒｅｅｒｈａ ｄＡ ｐｉａｉｎｏ ＱＣ ｓａｃ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆ“ Ｙ—ｊ’ｏｔｂｅＤｅｉ ｏ ｔ ｔ ｇｔｅ ｃ ｏ ’ ｒ ｌ ｖｃ ｆｒＤｅｅｉ Ｐ ａ ｅ ｃｎ ｈ
缺点 。该设备 可 适 用 于 各 型 轨 道 ， 有 重 量 轻 、 构 简 具 结 单、 安装移动快捷、 操作简便、 可靠性高 、 维护简易等优 点， 适用 于装车 源头车 站对偏 载 、 载 和偏 重 车辆 的卡控 超
超偏载检测装置
超偏载检测装置系统简介一.原理及系统构成超偏载检测设备适用于检测各种型号的货车的超偏载。
本系统由计算机、称重软件、高精度传感器、高速采样通道、及不断轨秤体组成。
其结构及原理如图：示意图2超偏载检测设备既可对货车装载时和运行中超载情况实时监测也可对货车进行偏载测试。
该装置由不断轨秤体结构、高精度传感器，高速采样通道和计算机及软件组成。
二.系统构成及工作原理超偏载检测设备的微机测量控制系统是由压力传感器、剪力传感器、传感器接线箱、多路数据采集控制系统、工业控制计算机、打印机和检测软件等构成。
被检测车辆的轮重和轴重信息，通过传感器转换成等比例的模拟电压信号，传送给数据采集控制系统。
数据采集控制系统把传感器输出的毫伏电压信号进行放大、滤波、A/D转换器，转换成数字信号，通过数据接口输入计算机。
在称量系统软件的支持下，完成系统自检、数据采集和数据处理，以及机车车辆判别。
三.技术性能1．型号：CPZ-Ⅲ铁道货车超偏载检测设备；2．检测范围：节重小于100t的标准轨距四轴货车，最大可达200t；3．检测方式：双向全自动轴或转向架动态计量，可检测铁路货车装载超、偏状态；4．检测速度：分为40km/h以下和40km/h以上两种检测速度；5．计量车辆总重最大允许误差：6．计量车辆偏载允许误差：偏载检测精度满足TB/T3096-2004《铁路货车超偏载检测设备》的规定；7．允许超载：为额定荷载的150%；8．感量：加减20kg砝码，有大于10kg变化；9．输出方式：LCD实时显示序号，自动检测通过列车车辆的速度、载重、总重、前后偏载及左右偏载，并进行数据储存、阶段统计和超偏载车辆报警及打印，具备联网及与自动抄车号系统联接的功能，数据储存可根据用户要求按过车时间存储备查，存储期可达一年以上；其中检测数据重量可以千克（kg）或吨（t）为单位显示，以吨（t）为单位显示时，小数点后将保留两位有效数字，前后偏重差及变动范围以千克（kg）为单位，左右偏载以货物重心偏移量表示，以毫米（mm）为单位。
铁路货车超偏载检测装置技术条件
作者（资料提供者）：徐杨；生于1979年；工程师。
现任职天津市华北衡器厂、天津市华衡伟业称重系统有限公司技术部主任、企划部经理、新产品开发小组组长、项目经理人；主责：新产品开发、市场开发、企业产品宣传推广、资质认证、企、政、学、研合作等……自2001年参加工作以来，参与领导多项新产品开发技术革新，共取得发明专利10项，其中个人发明2项，发表技术论文22篇；主办各类展会12期次；连续两次完成国家级创新项目，项目总额近2000万元人民币。
铁路货车超偏载检测装置技术条件本技术条件依据《铁路货车超偏载检测装置》(TB／T3096—2004)、《铁路货车超偏载检测装置检定规程》(JJG(铁道)129—2004)、《自动轨道衡》(GB／T 11885—1999)、《电子衡器通用技术条件》(GB／T 14249.2—1993)、《动态称量轨道衡检定规程》(JJG 234—1990)、《称重传感器》(GB／T 7551—1997)、《称重传感器检定规程》(JJG 669—2003)、《铁路货物装载加固规则》(铁运[2006]161号)有关条款制定。
铁路区间及站场线路安装的超偏载检测装置均应符合本技术条件。
一、总体技术性能根据《铁路专用计量器具新产品技术认证管理办法》的规定，铁路货车超偏载检测装置作为铁专量具，实行铁专量具新产品技术认证制度。
必须通过铁道部主管部门组织的技术认证后方可在线路上安装使用。
其产品结构应采用不断轨钢结构或混凝土结构框架型式。
总体技术性能须满足：1.称量性能稳定、使用安全可靠。
安装使用后不得对行车安全造成任何隐患。
2.称重准确度：列车在40 km／h及以下速度称量时，称重准确度应小于或等于0.5%；在40～60 km／h速度范围内称量时应小于或等于1%：前后转向架偏重差变动范围：列车在40 km／h及以下速度称量时应小于或等于400 kg；在40～60 km／h速度范围内称量时应小于或等于800 kg。
铁路货车超偏载检测装置日常典型问题维护
２ ． 传感器故障 ．１ １ （ ） 电测 电压 。传感 器 的输 入 电压 Ｅ 和 Ｅ １通 ＋ 一
之 问为 Ｄ ２Ｖ，输 出 电压 Ｓ 和 Ｓ 之 间 为 １ｍ Ｃ １ ＋ 一 Ｖ
左 右 ，剪 力为 毫伏级 。当传感器 输 出 电压超 出正常 范 围时 ，若仅 是单 只传感 器 电压不正 常 ，可 以判定
检测 装置 ” ，担负 着京 哈线 、长 白线 、平梅线 、平 ）
（） ３ 波形检查。打开存储波形进行波形 回放 ，
查 看数 据 异 常时 的过 车 波形 。通 过 观 察过 车 波 形 ，
齐线 、哈大线 、沈吉线 、四梅线等 多条干线货 车
运 营 的监 控 任 务 。 在 这 ２ ３台超 偏 载检 测 装 置 中 ， ８台 为 Ｃ Ｚ １０型 ，１ Ｐ 一２ ５台为 Ｇ Ｕ一０ Ｒ 型 。如 Ｃ １０ Ｗ
第３ ９卷 第 １ １期
Ｖ（． ，３９ ｊ Ｎｏ． １Ｊ
铁 道 技 术 监 督
｜ Ｌ ／ ＷＡＹ ＱＵ Ｉ Ｙ Ｃ ＇／ ＡＩ ＡＬ＿ ＯＮＩ ＯＬ ｒ ’ Ｉ
铁宇
（ 阳铁 路 局 质 量技 术监 督 所 ，辽 宁 沈 阳 １０ ３ 沈 １０ ３）
然异常 ， 则是采集仪故 障；若原来有故障的通路正 常 ，而原本正常的通路变为异常 ，则是传感器或信
号线 有 问题 。 则 将 ｌ ０ｖ稳 压 电源 的 Ｉ 接 线拆 下 ，测 量 １ Ｎ端 ５ｖ 开 关 电源 的输 出是 否 为 ｌ ５ｖ。如 果 １ ５ｖ开 关 电 源 的 输 出 正 常 ，则 判 断 为 １ 电 源 稳 压 模 块 故 Ｏｖ
判断传感器是否损坏。 （） ２ 断电测 电阻。拆下传感器各接线端的 Ｅ 、 ＋
超偏载检测装置车号匹配错位问题探讨
２ ３ 检测 数 据 与确 报 匹配 流程 ．
超 偏 载检 测 数据 与 确 报 匹配 步骤 如 下 。
（ ）获 取列 车 检 测数 据 ，判断 是 否有 车次 ，如 有 １ 查 找 同车 次 确报 报 文 ，缩 小 确报 范 围 。
２
（ ） 当车 辆 通 过 超 偏 载 检 测 设 备 时 ，该 设 备 各 否 则 ，标记 列 车 匹配失 败 。 １
个传 感 器 开始 采 集 过检 测 台 面 车辆 的 重量 信 息 ，并 把
数据 信 息 传送 到数 据 采集 仪 ，通过 放 大 、滤 波 等处 理 预 报数 据 文件 ，将 解析 后 的 数据 放 入本 系统确 报 库 。
测 装 置 ” 是 铁 路 货 运 计量 安 全 检 测 监 控 系 统 的 主 要 的重量检测数据匹配给 ６ ） ０吨级货车 ，就会造成 货车
组成部分 ，也是重要的铁路货运计量安全检测设备 。
近 年来 ，在 全 路货 运 系统 的 努 力下 ，通过 科 研 单位 、
超 载 误 报 ，导 致 编 组 站 误 扣 车 ，影 响运 输 效 率 ；如 果将 ６ ０吨 级 货 车 的重 量 检 测 数 据 匹 配给 ７ Ｏ吨 级 货
确 报 中查找 该 车辆 ，检测 信 息 与确 报 信 息 匹配 ，标 记
匹配 成 功 。
（ ）整列车 信息 获取 完毕 后 ，计算 整列 匹配率 。 ３
图 ３ 超 偏载 检 测 设 备数 据 处 理 流程 示 意 图
（ ）若 整 列 匹配率 ≥８ ％，标 记 列车 匹配 成功 ， ４ ０ 货运 计 量 安 全检 测 监控 系统 实时 接 收确 报 系统 的 当接收 到 超偏 载 检 测设 备 产生 的超 偏载 数据 时 ，根据
煤炭铁路装车超偏载检测系统介绍
煤炭铁路装车超偏载检测系统介绍长期以来，由于客观条件限制及经济利益驱使，铁路货车超载、偏载现象严重，造成车辆设备损伤，大大降低使用寿命，甚至危及行车安全。
因为超载问题不能在装车现场被及时发现，造成铁路运输成本增加。
装车后货物重心的投影应位于货车纵横中心线的交叉点上。
必须偏离时，横向偏移量不得超过100mm，超过时，视为偏载。
装车后货物重心在车辆纵向方向上的过量偏离——即两转向架所承受重量之差大于10吨时，视为偏重。
在铁路货物运输过程中，货车超、偏载、偏重危害极大，不仅对车辆、机车、线路、道岔的损害严重，而且极易造成车辆燃轴、切轴及车辆颠覆等重大事故。
全国铁路大面积提速后，对铁路安全提出了更高的要求。
各个铁路局明确提出强化对列车装载加固和车辆超偏载的检测。
轨道衡是安装在轨道上用来对通过列车的装载货物重量进行计量的设备。
目前工矿企业货车车辆装车主要靠装车操作人员目测车辆在轨道衡上的位置，由于轨道衡传感器支撑结构的不一致和称重轨的弹性变形，车辆在不同的位置称重数据不一致为有偏差，取大数会亏吨，取小数会涨吨，称重数据偏差人为因素较大，存在管理漏洞。
另一方面，随着铁路的运力不断提升，运行速度不断提高，为了保证高速运行车辆的稳定性，在铁路线路上设有很多动态超偏载检测仪，而工矿企业装车现场中的轨道衡只能称重不能进行偏载检测，导致超偏载车辆经常被扣留、罚款，从而每年都造成巨大的经济损失。
铁路货车超偏载检测装置是在轨道衡称重技术基础上发展起来的货车称重新技术。
铁路部门现有的超偏载检测装置及检测方法通常都是铁路正线对运行车辆的动态检测，采用的检测装置价格昂贵，工矿企业难以承受。
为从源头上避免超偏载问题，我公司研制出了能够适用于工矿企业装车现场且经济可行的轨道衡车辆超偏载检测系统。
一、系统简介轨道衡车辆定位及超偏载检测系统是在装车源头进行超偏载检测的系统，是对原有轨道衡的基础上进行数字化改造，使之具有超偏载检测系统功能，在装车的同时就能对车辆的超载、偏载、偏重情况进行实时检测，在发车前就能掌握车辆的装载情况，对车辆的超偏载进行提前预警，可有效防止途中扣、甩车情况的发生，同时提高了货物装载的质量，减少亏涨吨对企业造成的损失。
铁道货车超偏载检测装置误报原因及解决措施
中图分类号：U294.17
文献标识码：B
文章编号：1006-9178（2019）09-0053-04
Abstract：In terms of the issue of false alarm in the application of overload and unbalance load detecting device for rail wagons, the working principle and the force of it are analyzed. Because of the irregularity of the detection area to⁃ gether with the 50-meter track before and after it, the force information which collected by the sensor installed be⁃ tween the mechanical load-bearing mechanism and the rail track is not the actual wheel weight of the train, and it is superimposed by the force of vertical acceleration. The false alarm occurs when the inaccurate measurement data is exceeding the alarm setting value of the monitoring system. Repair and restore is taken place for the overload and un⁃ balance load detecting device on Heze South Railway Station along Xinyan up line, by using methods such as replac⁃ ing the weighing rail track, adjusting the mechanical load-bearing mechanism, tamping the ballast of the track bed, and etc. Therefore, bad waveform and metering false alarm are not found. Keywords： Overload and Unbalance Load Detecting Device; Mechanical Load- bearing Structure; Sensor Force; Track Irregularity; Twist of Track
基于货运列车姿态数据的超偏载车载监测装置设计
基于货运列车姿态数据的超偏载车载监测装置设计摘要：货运列车在启动、制动等变速运动中。
因列车震动，车内载装的货物可能因捆扎不良导致货物在车厢内发生较大位移。
就会使得列车两端或两侧装载货物重量差异较大，让货运列车处于偏载状态。
在偏载状态下的列车就会单侧倾斜。
根据偏载程度，轻则列车超过运行限界，重则在货运列车转弯时造成列车脱轨事故的发生。
目前，在铁路装备领域。
还没有一款能够动态实时监测列车超偏载的装置设备。
为了解决这些问题，研制一种车载的货运列车实时超偏载检测设备，可以为司机及调度提供列车偏载信息，进行预警防控，以提供列车运行的准确决策依据。
关键字：车载动态偏载检测；货车超偏载检测；车辆姿态Design of Overload and Unbalanced Load Vehicle Monitoring Device Based on Freight Train Attitude DataZhangbowenZhengzhou Railway Vocational and Technical College( Zhengzhou 451460, China)Abstract: Freight trains are in variable speed movements such as starting and braking. Due to the vibration of the train, the goods loaded in the train may be displacement in the carriage due to poor strapping. It will cause a large difference in the weight of the loaded goods at both ends or sides of the train, so that the freight train is in a biased state. In eccentric loads, trains tilt on one side. According to the degree of eccentricity, the light train exceedsthe operating limit, and the heavy one causes the train derailment accident when the freight train turns. Currently, in the field of railway equipment. There is no device that can dynamically monitor the overload of trains in real time. In order to solve these problems, a vehicle-mounted real-time overload detection equipment for freighttrains is developed, which can provide train eccentricity information for drivers and dispatchers, carry out early warning prevention and control, and provide accurate decision-making basis for train operation.Keywords: Vehicle dynamic deviation load detection; Overload and unbalanced load detection of freight cars; Vehicle attitude现有检测超偏载设备概述铁道货车超偏载监测装置是铁路货运安全检测监控与管理系统的重要组成部分。
嵌入式铁路货车超偏载检测装置使用说明书
嵌入式铁路货车超偏载检测装置使用说明书概述铁路货车超偏载检测装置是一种无人职守的安全检测设备。
当货车车辆以５公里/小时～80公里/小时通过该装置的测量点时，可以准确动态测量货车每节车厢的重量、速度、各项偏移量及该节车厢的车型、车号，并提供各测试点通过货车的超载和偏载的报警。
各测试点的测试结果可以自动上传到服务器；服务器自动将测试结果存入数据库中，可以随时查询及打印历史数据，同时将各点的数据上传到上一层的服务器中。
该超偏载装置机械部分采用特制的钢结构轨枕，各轨枕通过高强度螺栓组成一整体，使整个测量区成为钢性结构，选用进口的轨座式压力传感器和柱塞式剪力传感器保证数据采集的准确性和长期可靠性。
嵌入式铁路货车超偏载检测装置是在现有超偏载装置机械部分基础上，采用基于PC/104体系的嵌入式系统，把信号实时采集、处理部分与数据库管理部分分开，提高检测装置系统的稳定性和软件各部分设计的优化性。
使用嵌入式系统具有以下几个优势：1）嵌入式系统实现A/D转换、数据采集、数据分析三部分功能，在测试现场取代工控机（工业控制计算机），可保证采样的实时性，数据处理的可靠性，同时降低对上位机的实时性要求。
2）可以在嵌入式系统内实现功能更强的数据处理算法，使铁路称重系统能够适应更多车型，并实现更高的精度与更强的适应性。
3）上位机仅做数据管理，没有实时响应的要求，容易提供良好的人机界面。
4）数据处理结果根据空间距离远近可以灵活采用不同通讯方式进行上传。
5）嵌入式系统具有低功耗、功能专一、体系结构简单等特点，在复杂的测试环境下更容易保证可靠性，改善了原来由于现场电源质量差和现场工作温度过高引起的工控机工作不稳定的问题。
备注：本嵌入式系统的设计方案已经着手申请专利。
技术性能1．称重范围：节重小于100吨的标准轨距货车。
2．车速范围：５公里/小时～80公里/小时。
3．车速计量精度：可达到０.1公里/小时。
4．通过车速：不限，符合国家颁发JJG234-90《动态称量轨道衡检定规程》。
修订JJG(铁道)129-2004《铁道货车超偏载检测装置》的建议
·26·2019年9月（总第395期）第47卷V ol.47第9期No.9铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL检定技术VERIFICATION TECHNIQUE收稿日期：2019-04-29作者简介：李学宝，副研究员；傅青喜，研究员；安爱民，副研究员；李杨，助理研究员0引言铁道货车装载货物不规范造成的超载和偏载是铁路货物运输的重大安全隐患，是影响铁路安全的重要因素。
铁道货车超偏载检测装置（以下简称“超偏载检测装置”）用于检测运输途中铁道货车超载、偏载、偏重装载状况，是重要的铁路货运安全检测设备。
JJG （铁道）129—2004《铁道货车超偏载检测装置》是检定超偏载检测装置的依据，已经实施15年。
随着铁路新技术的发展，修订JJG （铁道）129—2004已是当务之急。
1修订内容1.1偏载率变更为偏离量铁总运〔2015〕296号《铁路货物装载加固规则》第十二条规定：“装车后货物总重心的投影应位于货车纵、横中心线的交叉点上。
必须偏离时，横向偏离量不得超过100mm 。
”《铁路货物装载加固规则》中，偏载指标采用长度量纲mm ，JJG （铁道）129—2004中的横向偏载指标偏载率，采用的是相对误差，即百分比形式，两者不统一。
建议修订JJG （铁道）129—2004时，将偏载指标变更为用重心偏离量表示，量纲为mm 。
1.2建立量值传递与溯源体系JJG （铁道）129—2004将检衡车视为理想刚体，根据车内砝码的摆放、布置情况，按照力矩平衡原理进行理论计算，得到检衡车的理论偏重差及理论偏载率。
受制造水平限制，理论计算存在一定局限性。
根据JJG 2053—2016《质量计量器具检定系统表》的要求，质量计量标准器具及工作计量器具，均需溯源到国家质量计量基准，通过检定质量标准量具获得相应的质量量值。
为了进一步优化铁道货车超偏载检测装置的检定方法，保障铁道货车超偏载检测装置的量值准确可靠，建议采用量值溯源和传递过程，取得超偏载装置计量车的偏重差及偏载率，代替理论计算。
浅析铁路货运超偏载安全检测装置
浅析铁路货运超偏载安全检测装置摘要：通过货运超偏载安全检测装置的系统组成、工作原理、故障示例分析、维护管理几个方面说明了该系统是通过何种方式来检测货车的装车情况确保铁路货运行车安全。
以及该系统的使用情况和存在的不足，能够对现场工作人员、设备维护人员、货运管理人员在对系统的工作原理上有进一步的认识，在维护以及使用过程中提供一定的帮助。
关键词：铁路货运安全；超偏载；检测装置Abstract: Security overload and eccentric load by measuring device for system fault example analysis, composition, working principle, maintenance of management describes the ways in which the system is to detect the loading of goods vehicles to ensure safety of railway freight traffic. As well as usage and deficiencies of the system, able to field staff, maintenance personnel, freight managers to have a further understanding on the system works, in the use of maintenance, as well as provide some help.Keywords: railway freight security; super partial load; detection device系统简介超偏载仪是新一代铁路货车装载检测装置，采用钢结构轨枕或者混凝土轨枕配合12只压力传感器和8只剪力传感器，结合高性能14通道数据采集仪或者14路数据采集卡和高精度称重软件，能在列车快速运动中，准确测量四轴货车的超载、前后偏载、各轴偏载率和整车重心偏移量，配备车号自动识别系统，可识别列车车次、车型、车号、自重和允许载重。
超偏载检测装置大修施工组织与实施
·11·2021年2月（总第412期）第49卷Vol.49第2期No.2铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL计量工作MEASUREMENT WORK收稿日期：2020-05-30作者简介：姚青峰，工程师；毛红艳，助理工程师；白学秦，助理工程师0引言超偏载检测装置是铁路货运计量检测设备，为保障铁路货运安全发挥重要作用。
近年来，中国国家铁路集团有限公司（以下简称“国铁集团”）对设备运用、管理、维护的要求不断提高，在保障设备稳定性、检测数据准确性、设备使用寿命等方面均提出了更高要求。
目前，中国铁路武汉局集团有限公司（以下简称“武汉局”）辖内的超偏载检测装置，大部分已达到大修年限。
为提高大修效率，保障大修施工质量，有必要研究制定更加高效可行的大修施工方案。
1大修方案与准备工作1.1大修周期及要求根据铁总运〔2016〕272号《铁路货运计量安全检测设备运用管理规则》要求，超偏载检测装置大修周期为3年，大修施工以更换设备配件为主，并做好设备防锈措施和调试工作。
设备使用单位（武汉局各车务站段）申报大修计划，检修单位（武汉局科学技术研究所）制定具体的大修施工方案，并做好大修准备工作，保障大修工作规范有序进行。
1.2方案制定和预算编制根据设备最近一次大修情况及设备实际运行状态制定大修方案。
巡检现场设备，列出大修需更换、升级、修复的配件明细清单。
根据铁总运〔2016〕272号要求，第1次大修以更换传感器为主，第2次大修以更新为主，承载机构使用寿命应保持3个大修周期以上，根据实际状态按需更换。
超过使用年限的设备，使用单位应直接申请更换新设备。
在编制大修预算过程中，应针对设备的情况及预算依据制定预算表。
根据现场巡检情况确定需要更换的配件，统计配件名称、型号、数量和价格，计算材料费。
根据大修施工内容，确定机械部分维超偏载检测装置大修施工组织与实施姚青峰1，毛红艳2，白学秦1（1.中国铁路武汉局集团有限公司科学技术研究所，湖北武汉430071；2.中国铁路武汉局集团有限公司货运部，湖北武汉430071）摘要：铁道货车超偏载检测装置用于检测运行中的铁路货车装载状况，为保障铁路货运安全发挥着重要作用。
《铁路动态轨道衡和货车超偏载检测装置检定管理办法》(2011)39
第十条 检定人员应严格按照计量法规和《计量检定人员 管理办法》等有关规定进行检定，保证计量检定原始数据的真 实可靠和有关技术资料的完整。
第三章 设备要求 第十一条 超偏载检测装置检定期间，车站应提前准备 5 吨及以上的起重设备，配合铁道部标准计量研究所（国家轨道 衡计量站）做好检衡车的设偏及恢复工作。 第十二条 铁道部标准计量研究所（国家轨道衡计量站） 应配备足够数量的检衡车组，保证检定需要。 实施检定工作的检衡车组应满足检定有关技术要求。
TG/HY 228-2011
铁路动态轨道衡和货车超偏载检测装置检定管理办 法
第一章 总 则 第一条 为做好铁路动态轨道衡（以下简称轨道衡）和货 车超偏载检测装置（以下简称超偏载检测装置）的检定工作， 满足计量检测需要，依据《中华人民共和国计量法》、《铁路运 输安全保护条例》、《中华人民共和国计量法实施细则》和《中 华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法》等法律 法规和铁道部相关规定，制定本办法。 第二条 轨道衡和超偏载检测装置是铁路重要的货运计量 安全检测设备，也是货运计量安全检测监控系统主要组成部分。 轨道衡纳入了国家强制检定和依法管理计量器具目录，超偏载 检测装置纳入了《铁路专用计量器具管理目录》。 计量检定是评定计量器具计量性能和进行量值传递的重要 形式，也是量值准确可靠的重要保障。各有关单位要强化检定 组织管理，确保检定作业安全，保证检定质量，提高检定效率， 满足运用需要。 第三条 本办法适用于国家铁路轨道衡和超偏载检测装置 的检定管理工作，专用线、专用铁路及与国家铁路办理直通运 输的地方铁路轨道衡和超偏载检测装置的检定管理工作可参照
铁路货车超偏载监测系统设计
3 铁路货车超偏载监测系统应用效果及效益预测
c1
a12 + b12 + c12
（5）
传感器测量值 z测与测量和轨面间的垂直距离如公式（6） 所示。
zn=z 测 cosφ
（6）
在铁路货车偏载状态下，4 个测点垂直坐标分别为 z1、
z2、z3 和 z4。
根据公式（1）和公式（3）以公式（4）可计算传感器
测点与铁路轨面距离和货车空间姿态。当铁路货车车体结构
2.1 系统硬件设计
超偏载硬件监测系统框架如图 4 所示，铁路货车超偏载 监测系ee 通信模 块和超声波传感器组成。
为使工作人员快速直观地获取铁路货车超偏载信息，监 测系统采用 ARM 核心板，并搭配 LCD 触控屏作为上位机， 工作人员可以通过 LCD 触控屏控制传感器启停、通信和数 据读取等。此外，为降低监测系统布线复杂性，进一步提高 监测系统便携性和灵活性，选择 ZigBee 无线通信模块作为无 线传输设备 ；超声波传感器成本低、抗干扰能力强以及检测 结果准确度较高，因此选择超声波传感器作为测距设备 [6]。
4 结语
针对铁路货车超偏载人工监测效率低、工作量大的问 题，该文提出一种铁路货车超偏载状况动态监测方法，将超 声波传感器安装在铁路货车底部，根据传感器监测值计算弹 簧压缩量，进而获取铁路货车轮重，判断铁路货车是否有超 载、偏载等情况，为铁路货车运行管理提供参考。
解读JJG(铁道)208—2017《超偏载装置计量车》
Ｉ 制 定 背 景
铁路货车装载货物不规范造成 的超载和偏载是 铁路货物运输安全的重大隐患 ，是影响铁路安全的 重要 因素 。
铁 道 货 车 超偏 载 检 测 装 置 是 检 钡０运 输 中 的铁 路货 车装 载状 况的重要 设备 ，超偏载装 置计 量车 （以下简称 “计量车 ”）是对 铁道 货车超 偏载检测 装 置等 设 备进 行 检定 和试 验 的铁 路 特 种车 辆 。
ｗａｙ）２０８— ２０ｌ７ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ ｏｆＤｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｆｏｒ Ｏｖｅｒｌｏａｄ ａｎｄ Ｕｎｂａｌａｎｃｅ Ｌｏａｄ ｉｓ ｄｅｆ ｉｎｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ＪＪＧ （Ｒａｉｌｗａｙ） １２９— ２００４ Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｆｏｒ Ｏｖｅｒｌｏａｄ ａｎｄ Ｕｎｂａｌａｎｃｅ Ｌｏ ａｄ ｏｆＲａｉｌ Ｗａｇｏｎｓ．Ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｂａｃｋ－ ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ ｍａｉｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ＪＪＧ （Ｒａｉｌｗａｙ）２０８— ２Ｏｌ７，ｔｈｅ Ａｒｔｉｃｌｅ ａｎａｌｙｚｅｓ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｕｎｂａｌ—
收 稿 日期 ：２０１８－０５—０８ 作者 简介 ：李 学宝 ，副研究员 ；李世林 ，研究员 ；
安爱民 ，副研究员 ；钱悦磊 ，高级工程师
超 偏 载 检 测 装 置 的 判 断标 准 。ＪＪＧ （铁 道 ） １２９— ２００４则 是将 计 量 车 视 为 理想 刚 体 ，根 据 车 内砝 码 的摆 放 、布 置 情 况 ，按 照力 矩 平 衡 原 理 进 行 理 论 计 算 ， 得 到 计 量 车 偏 重 差 及 偏 载 率 。 为 与 铁 运 ［２０１５］２９６号 《铁路货物装载加固规则 》中对偏 载指 标 的描 述 一 致 ，ＪＪＧ （铁 道 ）２Ｏ８— ２０ｌ７的偏 载指 标 用 重 心 偏 离 量 表 示 ，量 纲 为 ｍｍ，取 代 ＪＪＧ （铁 道 ）１２９－ ２００４中偏 载率 采用 的百分 比形式 。
基于转向架载荷的货车超偏载检测装置的设计
・ Ｉ 分 类 ：Ｕ２ ４ ： Ｐ ９ 爻献 标 识 码 ：Ａ Ｉ冬 ・｛ ９ Ｔ ３１
Ｏ ｖ ｒｌ ａ ｅ ｅ ｅ ｔｎｇａ ａｒ ｔ ｓｏ ｇ ｅｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｉ ｈ ａ ｅ －ｏ ｄ ｄ ｄ ｔ ｃ ｉ ｐｐ ａ ｕ ｆｂｏ ｉ ａ ｅ ｎ ｆｅ ｇ ｔｃ ｒ
游等 的信 息服 务 系统 。 通过 本 系统 用 户可 以浏 览北
一
些 功 能 ，包括 ：
（ ）图层 列表 的操 作 。 在 图 ２的 电子 地 图的 具 京 电子 地 图 ，查 看各 旅游 景 点 的详 细介 绍 ，分 析操 １ 体 图层 列表 中可 以调 整 图层 的 显示 顺序 ， 复选 框 的 作旅 游 电子地 图 ，查 询 公交 、航 班 、列 车时 刻 、旅 选 择 与 否 ，可 以控 制 图层 的显 示 与 隐藏 。 以按 自己的意 愿选 择 颜 色 、字 体 、显 示 类 型和 图例
Ａ ｐ ｉ ｎｔ ｒｃ ｃ ｌ ｒ ｅ ｆ ｎｆｒ ｎ ｍ ，ｔ ａ ｐｏ ｅ ａ ｔｅ ｅ ｕ ｉ ｄ ｔ ｔ ｇａ ｐ ａ ｓ ａ ｉ ｌ，ｎ ｐ ｌ ｎ ｏ ｅ ａｔ ａ ｐ ｏ ｃ ｏ ｌ ｇｔ ｅ ｉｗ ｓ ｒ ｖ ｄｔ ｔｈ ｓｌｏ ｔ ｓ ｅ ｃ ｎ ｐ ａ ｔ ｓ ｃ ｙ ａ ｄ ｙ ｇ ｈ ｐ ｉ ｊ ｏａｏ ｉ ｈ ｒ ｔ ｆ ｅｉ ｈ ｒ ｕｗ ｎｅ
ｈ ｓｇ ｎ ｓｒ ａ ｏ ａ ｌ ． ｔ ｅｄｅ ｉｎｉｇｗａ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ
Ｋｅ ｏ ｄｓ ｏａ ｐｒｎ ｇ ｄ ｔ Ｉ ｂｅ ｄｅ ｓｅ ； ｅｅ ｔ ｐ ａ ａｕｓ ｙｗ ｒ ：ｌ ｄ；ｓ ｉ ｇ ｒ ｉ ｉｙ；ｍ ｄ ｄＳｙ ｔｍ ｄ ｔｃｉ ａ ｐ ｔ ｉ ｎｇ ｒ
弹簧形 变量来 计算 货车重量 的公 式。基 于此公 式，设 计一种便 携 式超 偏载检 测装 置。具体描 述超偏 载装置
铁道部货车超偏载检测装置技术条件
铁道部货车超偏载检测装置技术条件铁路货车超偏载检测装置技术条件本技术条件依据《铁路货车超偏载检测装置》(TB／T3096—2004)、《铁路货车超偏载检测装置检定规程》(JJG(铁道)129—2004)、《⾃动轨道衡》(GB／T 11885—1999)、《电⼦衡器通⽤技术条件》(GB／T14249.2—1993)、《动态称量轨道衡检定规程》(JJG 234—1990)、《称重传感器》(GB／T 7551—1997)、《称重传感器检定规程》(JJG 669—2003)、《铁路货物装载加固规则》(铁运[2006]161 号)有关条款制定。
铁路区间及站场线路安装的超偏载检测装置均应符合本技术条件。
⼀、总体技术性能根据《铁路专⽤计量器具新产品技术认证管理办法》的规定，铁路货车超偏载检测装置作为铁专量具，实⾏铁专量具新产品技术认证制度。
必须通过铁道部主管部门组织的技术认证后⽅可在线路上安装使⽤。
其产品结构应采⽤不断轨钢结构或混凝⼟结构框架型式。
总体技术性能须满⾜：1.称量性能稳定、使⽤安全可靠。
安装使⽤后不得对⾏车安全造成任何隐患。
2.称重准确度：列车在40 km／h 及以下速度称量时，称重准确度应⼩于或等于0.5%；在40～60 km／h 速度范围内称量时应⼩于或等于1%：前后转向架偏重差变动范围：列车在40 km／h 及以下速度称量时应⼩于或等于400 kg；在40～60 km／h 速度范围内称量时应⼩于或等于800 kg。
前后转向架偏重差平均值与理论偏重差之差的绝对值：应⼩于或等于500 kg。
设偏转向架偏载率平均值与理论偏载率之差的绝对值：应⼩于或等于5%。
68 t 或76 t 车中未设偏检衡车整车初始偏载率平均值的绝对值：应⼩于或等于5%。
3.称重范围：18—120 t。
4.⾃动判别机车车辆通过及确定通过速度；实现车种、车型、车号、机车车号及配属段的⾃动识别功能。
5.系统能够对传感器、通道、采集卡等部件的状态参数进⾏⾃检并实时上传。
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系统 工作 原 理如 图 ２所 示 。当车轮 通过 装有 承 力结 构组 件 的轨道 时 ，两侧 车 轮踏 面会 在瞬 间微 小 脱离 （≤ ２ ｍｍ）钢 轨 ，而 轮 缘 此 时 通 过 承 力 结 构 组件 的测 量块 ，测 量块 承受 的重力通 过传 感器 转换 成 １组 检 测信 号 ，检测 信号 经 过高精 度模 拟信 号处 理器 、Ａ／Ｄ 转 换 器 转 换 成 数 字信 号 ，然 后 传 输 到 主机数 据 处 理 器 单 元 ，通 过 数 据 运 算 得 到 检 测 结 果 ，检 测结 果 可在 液 晶显示 器上 显示 ，也 可存 储到 磁 盘存 储 器 中 。
第 ３ ｌ卷 ，第 ６期 ２ ０ １ ０年 １ １月
中 国 铁 道 科 学
ＣＨ ＩＮＡ ＲＡＩＩ Ｗ ＡＹ ＳＣＩＥＮＣＥ
Ｖｏ１．３１ Ｎ６３２ （２０１０）０６—０１３７—０４ · 成 果简 报 ·
轻便 型铁 路 货 车超 偏 载 检 测 装 置
动力 学 的计算 原理 和分析 方法 ，根 据有 限元分 析和 强度 计算 ，设 计 了满足需 要 的机械 结构 。连接 杆采 用不 锈钢 钢棒 加工 而成 ，可 以承受 较大 的扭力 。测 量块 用高 强度 钢材 制成 ，便 于传感 器小 型化 。 由于 ４３，５Ｏ，６Ｏ和 ７５ ｋｇ钢 轨 的底 座 的 斜 率 比和 几 何 参数 均不 相 同 ，其 承载 的支 点也不 同 ，为保证 传力 的准确 ，装置 的底 座设计 了 ４种形 状 ，以满 足不 同 轨型 的需 要 。 ３．２ 信 号滤 波算 法 。， ］
贺 建清 ，曾 京
（０ｇ南交通 大学 牵引动力 国家重点实验室 ，四川 成都 ６１００３１）
摘 要 ：为 ＿ｒ在 装 乍 站有 效 防 止 超 载 、偏 载 、偏 重 现 象 的 发 生 ， 研 制 １种 便 于 携 带 和 快 速 安 装 的 铁 路 货 车 超偏载检测装置 。装 置的硬件 南承力结构组件 、传感 器 、主 机和数 据 显示 与存储 设备 组成 。装 置 的软 件包括 参 数设置 、 ｎ检 、数据采集 与处理 、显示 、查 询 和传输 等模块 。承力 结构组 件 安装 于轨道 内侧 ，肖午 轮通 过时 ， 测量块承受 的重力通过传感器转换 成 １组检测信号 ，检测信号经过模 拟信 几＿处 理器 和 Ａ／Ｄ转 换器转换 成数字信 号 ，然 后 传 输 到 主机 数 据 处 理 器单 元 ，通 过 数 据 运 算 得 到 检 测 结 果 。 车 辆 的 全 重 、超 载 、偏 载 、偏 重 等 检 测 结 果可在液 品显示器 上显示 ，也 町存储 到磁盘存储器 【ｆｌ。此系统存青 自江车 站安装 和使用 ，运行状态 良好 。
关 键 词 ：货 车 装 载 ；超 载 ；偏 载 ；偏 重 ；检 测 装 置 中图 分 类 号 ：Ｕ２９４．１７：ＴＰ２７４；Ｕ２９４．２１ 文献 标 识 码 －Ｂ
铁路 货车 超载 和偏 载是 影 响铁路 货运 安全 的重 要 因素 。 目前货 车 超偏 载 的检测装 置 通常 是地 面 固 定式 动态 轨道衡 。主要 安装 在货运 量较 大 的编 组站 的正线 或进 出站 的 咽喉 处 ｌ】 ］。然 而 ，装 车 站 应 该 是 防止 货 车超偏 载 的源头 ，因此研 制轻 便 型货 车超 偏 载检 测装 置 ，用 于车站 货场 、专 用线 和其 他 站场 内线路 上需 要检 测货 车超 偏载 的地 方 ，实现 对装 车 站 装车 质量 的卡 控 。本文 概述 轻便 型货 车超 偏 载检 测 装置 的组成 、工作原 理 和关键 技 术 。
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图 ２ 系 统 工 作 原 理
２ 系统软件主要功能模块
图 １ 系 统硬 件组 成
系 统 结 构 框 图如 图 ３所 示 ，各 模 块 的 功 能 如 下 。
参 数设 置模 块 ：实现 基本 参数 、通 讯参 数 、超 限 阈值 等参数 的设置 。
收稿 日期 ：２０１０—０４—２０；修 订 日期 ：２０１０—０７—１４ 金 项 目：铁 道 部 科 技 研 究 开 发 计 划 项 目 （２００２Ｘ００６）
作者简介 ：贺建清 （１９６５ ），男，甘肃 张掖人 ，高级工程师 ，博士研究生 。
中 国 铁 道 科 学
第 ３１卷
自检模块 ：完成接近开关、传感器状态 、板卡 状态 的 自检 。
数据 采集 与处 理模块 ：完成数 据采 集 ，通过信 号转 换 和数字 滤波 ，获 得拟 合 的符 合 系统误 差要 求 的两侧 车轮 的荷载 数据 和轴 重数据 。
１ 装置组成和工作原理
如 图 １所示 ，轻便 型货 车超偏 载检测 装置 的硬 件 系统 主要 由 承 力 结 构 组 件 、高 精 度 应 变 式 传 感 器 、以嵌入 式计 算 机和控 制 电路 为核 心 的主机 、数 据显示 与存 储设 备等 组成 。承力结 构组 件安 装 于轨 道 内侧 ，两 端各 安装 １支 高精 度应 变式 传感 器 ，主 机 、数 据显示 与存 储设 备 安装 在便 携式 机箱 内。
数据 显示 模 块 ：实 现 检 测结 果 （总重 、偏 载 、 偏 重和超 载等 ） 的直观 显示 。
数据 查询模 块 ：根据 给定 的时间 ，查询货 车 的 历史 检测 数据 。
数据 传输模 块 ：实 现有线 或无 线 的 网络数 据上 传 ；利用 Ｉ／Ｏ 通讯 接 口或 ＵＳＢ接 口 ，完 成 外 部转 储数 据 。