本报记者 徐青青 通讯员 邓小龙
重庆机务段兴隆场整备车间内，有30双“慧眼”不眠不休地“卖力打工”，实时对机车出砂口进行“健康扫描”；与此同时，检测分析组办公室内的6块大屏幕显示着每台入库机车的下砂动态。
这套全路首创的机车撒砂智能监测系统由高清摄像矩阵、音视频人机交互、中央数字处理单元和数据储存等子系统组成，能实现各型机车撒砂状态的自动识别和智能判断。
该系统投用后迅速引起全路机务同行的关注，今年以来，来自18个铁路局集团公司的兄弟站段纷纷上门取经。该系统很快在成都机务段、合肥机务段、太原机务段、兰州西机务段、安康机务段等单位推广。
问题导向——
填补撒砂检测技术空白
有必要将算盘打到“砂”上？
对此，重庆机务段技术科副科长尹杨深有感触，15年前，大学毕业第一天上班的他被“发配”去扛机砂，“当时觉得不可思议”。后来，尹杨才理解“机车跑得好，撒砂少不了”的含义。
“机砂是唯一能改变钢轨与车轮之间摩擦系数的变量。”尹杨解释，“比如雨天人在坡道上跑，脚下很滑使不上劲，要穿带钉的鞋。机砂就像小钉子，能调整机车牵引力，避免车轮空转。停车时，机砂也是一种制动辅助剂，下砂不良，火车就不能及时停住。”
牵引列车的每一台机车都配备了一套撒砂系统装置，出砂口安装在驱动轮的前面，司机可通过脚踏板来控制撒砂的时机和时长。
为确保机车下砂良好，库内撒砂试验是日常整备的重要项点之一。但一直以来，人工试砂的方式存在机砂浪费、作业劳效低、环境污染重、作业停时长、质量监控难等一系列弊端。
有没有更好的方式？重庆机务段首先想到向他人“借智”，但走访各兄弟站段后发现，大家基本上都是人工试砂，上述的弊端是全路共性问题。
没有先例，就创造先例。通过不断调研和“头脑风暴”，他们渐渐有了眉目——给每一根砂管安装一个摄像头代替人眼看。
“想象中是个很简单的事，但一到了具体操作，问题却复杂得多。”尹杨介绍，机车型号不同、长短不一，砂管位置各异，加上货车司机停车对位可能不准，摄像头难以精准拍摄到所有出砂口。
不仅如此，飘忽的风向、昏暗的光线、潮湿的空气，都会影响摄像头的识别。“在雨天，摄像头拍摄的照片中区分不出砂和雨滴。”革新之初碰的“钉子”，尹杨还记得清清楚楚。
今年1月该段着手研究，出现一个问题解决一个问题。通过高清广角摄像头，把拍摄到的画面进行拼接，不漏过每一根砂管；精准设定相机阵列的位置，30个高清摄像头在股道两侧依次排开，并安设指示牌“指引”司机对标停车；通过调整相机参数，解决雨天、雾天、灰尘和光线昏暗环境下的识别问题，对撒砂试验过程进行高清拍摄……如此一来，机车撒砂智能监测系统可以兼容所有车型，满足不同复杂场景下的使用条件。
经过大半年的试用，该系统已日渐成熟，填补了国内轨道交通撒砂检测技术上的空白，提升了机车整备工作的自动化和智能化水平。
平行作业——
全年压缩停时约5500小时
砂粒虽小，文章可大。
铁路系统是一个有机整体，提高运输效率要坚持系统观念。在持续深化畅通“2.0”工程的大背景下，各系统需打出“组合拳”，而在机车整备这一环要做到的就是让机车尽快出入库，从而实现“整备服务运用、运用服务运输”。
在重庆机务段段长皮春看来，想在破难题中提效率，既要在运用上“算大账”，也需在节约的机砂与人力上“算小账”。
兴隆场片区运输繁忙，该段每日开行列车近500对，兴隆场整备车间每天入库整备的机车有120台左右。“入库机车太多，通道有限，很堵。”皮春说。
到底有多堵？此前，该段主管副段长彭军添乘机车从到达场进入整备场，“步行5分钟的路程愣是在机车上‘堵’了85分钟。”彭军说。
保障运输畅通要考虑连锁反应，就像公路上红灯越多、时间越长，排队等红灯的车就越多，疏导不及时就会造成拥堵。因此，该段考虑在所管辖的范围内取消不必要的“红灯”。
开展平行作业就是缩短“红灯”时间的重要举措之一。
以往机车从入库到出库，主要有三大流程——停车吸污、撒砂试验、整备作业，标准作业时间要求不超过60分钟。
机车撒砂智能监测系统投用后，机车撒砂试验与吸污作业同步进行，减少单台机车整备停时约6分钟，缓解了库内拥堵。靠着这关键的6分钟，如今，机车从段外到达场进入整备场的时间压缩至30分钟左右，台均整备时长也由156分钟缩短至112分钟、减幅28.2%，兴隆场趟均出发、到达辅时分别下降12.7%、6.3%。
“从运用上来算大账，全年共压缩停时约5500小时，机车周转效率明显提高，按照机车台均整备时间为90分钟计算，相当于每天额外增加10台运用机车。”该段副段长龙翔介绍。
精打细算——
节约年成本超300万元
“机砂很贵，比普通大米价格还高，可能值泰国香米的价格。”该段党委书记张继伟笑着说，在机砂上“算小账”能积少成多，给“大盘子”做贡献。
按照以往的撒砂试验作业方式，每个整备点每班需双人配合，机车到达后一人在车上操作、一人在车下逐位检查确认撒砂状态并用手持记录仪录像，两个整备场共需16人；智能监测系统使用后无需人工录砂，劳动效率大幅提升，全年节约工资成本支出280万元。
以HXD1型机车为例，以往作业时，最多需要人工逐一检查16根砂管状态，每次进行向前或向后撒砂试验为8根砂管同时撒砂，这意味着作业人员每检查1根砂管就有7根砂管在无效下砂，单台机车完成撒砂试验换算后相当于单根砂管连续撒砂10分钟，造成大量机砂浪费。
该系统投用后，各型机车仅需进行前、后各一次撒砂，地面设备即可自动完成整车撒砂状态结果判断、故障提报推送、视频留证和统计分析等工作，识别正确率高达99%以上，管理效能明显提升。每次试验仅需两次撒砂各8秒，配合接砂盘进行机砂回收再利用，每年节约机砂成本约39万元。
对于职工而言，感受更为直观。“以前撒砂试验都是在室外，晴天灰、雨天泥，低着头猫着腰，完全靠眼睛去看，每次作业完都是灰头土脸。”该段兴南专修组职工文旭告诉记者，大家都觉得录砂工作苦，没想到现在完全改变了。
以往反复撒砂的作业方式产生大量粉尘，加之试验地点分散在整备场每根股道的到达区、出发区和整备棚内，每年产生的约350吨废砂散落在2500平方米范围里，回收管理困难。“哪怕不开窗，每天办公桌上都会堆两张打印纸那么厚的砂。”尹杨说。
该系统投用后，原本分散在整备场各处的撒砂试验作业集中到1个采集点进行，且每次试验用砂量仅为原来的八分之一，粉尘和废砂污染得到有效控制，整备场空气质量不佳的状况得以“翻盘”。
以“智”促“治”，成效渐显。如今，效率高了，环境好了，成本降了，管理也更加规范精细了……“机车撒砂智能监测系统解决了机车整备作业‘老大难’问题，既提升了工作效率，又节约了检修成本，是一项值得大力推广的创新成果。”前来调研的国铁集团机辆部相关负责人说。
据了解，下一步，该段将通过大数据积累，探索实现机车撒砂的量值检测。