铁路罐车既是运输工具，又是特定的计量器具。罐车容积计量准确与否，不仅关系到成本核算和企业管理，而且影响到对外贸易。

铁路罐车有主型罐车、非主型罐车和特定罐车之分, 以主型罐车为常用车型。目前国内有铁路罐车4万余台, 日运行万台以上，我国炼油厂绝大部分原油和成品油的运输仍是以铁路罐车运输为主。故炼厂油品装卸和发运作业十分繁忙。如何作到装车及时、作业紧凑、停车时间短、加速周转, 是急待解决的课题之一。油品发运装车量大、计算次数频繁、速度慢、易出错是当前大部分炼厂影响铁路调车、降低车辆周转率、油量计算不准等问题的重要因素。

为了解决这个问题, 对手工计算和其常用的算表进行了系统的研究和相互关系的探讨。通过对计算表的剖析和统计, 结合多年来在发运作业中的操作和计量经验, 在微机上开发出了模拟手工计算过程的计算机程序, 边试算边改进。大量的对比试算结果表明, 该程序的计算数据与手算数据拟合性很好, 完全可以代替手工计算。现将模拟程序开发过程及特点介绍如下。

一.   手工计算过程

1   计测铁路油罐车参数

ρ_{2 0}——标准密度, 由油品化验室出厂分析单提供, 或查“石油产品密度测定法及计量换算表”(1980), g/cm³或kg/1;

t——油品温度, 由计量员在罐车内实测, ℃;

H——油品在罐车内液面高度, 由计量员在罐车内实测, mm;

B——罐车容积表号, 在每个罐车规定位置上都有明显标记。特殊罐车或末检定罐车无此标记, 可参照《罐车车号与容积表号对照表》查找, 确定相应的容积表号。

2   计算过程

一个罐车装油量计算公式:

式中  M——罐车装油量, t;

V_{2 0}——标准体积, 1;

0.001——油品密度的空气浮力修正值, g/cm³;

——油品体积, 1;

f——油品体积温度系数, 1/℃。

计算中使用的算表有: 《铁路罐车容积表》(1976年); 《f值表》; 《石油产品密度测定结果及计量换算表》(1980年)。

(1) 用罐车表号和实测油位高度H在《容积表》内查出相应的。当表中无H的相应容积值时, 需查出相邻的二个值用内插法求得;

(2) 用化验室提供的标准密度ρ_{2 0}在《f值表》中查出相应的f值;

(3) 将代入式(2), 计算出V_{2 0};

(4) 将V_{2 0}代入式(1), 则得该罐车装油量M。

二.   模拟手工计算程序

由以上计算过程可见, 计算前须先查两种表(标准密度由化验室提供时)，才能进行计算。《容积表》查值时需用内插法求算, 使计算变得烦琐, 当装油车增多时, 容易出错, 或计算时间拖得长, 影响车辆周转。

《容积表》由铁道部标准计量研究所编制, 全书249页, 包含144个主型车表种(尚有13种常用表种未编入), 达10多万个五位数的数据, 再加上未编入的用内插法计算的30多万个五位数数据, 应需40多万个五位数油罐容积值。

《f值表》列出了在一定比重范围内因温度变化而影响油品体积变化的109个系数。

通过分析可知，如何将《容积表》中的关系编入程序，是开发模拟程序的关键和难点。若将《容积表》的数据全部存入计算机, 那就大大增加了计算机的内存, 输入困难，查调不便。这种用计算机查表代替人工查表的处理不足取。

我们对《容积表》的编表过程进行了研究，并对常装高度内的数据进行了归纳处理, 建立了该表的经验公式为:

式中  V_油——油罐车容积, 1;

V₀——基础容积, 1;

A, B——常数。

再根据现场经验，就可将表种利用率在99% 以上的27~37、59~72、80~91、100 110、114~144、161~172共91个表种全部编入程序中。这就是本程序最大特色，即将各表种中的31位数输入, 就可计算和输出400~500个V_油。

用逻辑查表法将《f值表》输入程序中。

用BASIC语言编制的计算程序见框图:

程序由输人、《f值表》、《体积表》、计算、显示和打印输出五个部分组成, 共占内存13 500个字节, 可在PC-1500、苹果机IBM微机上运行。

操作步骤:

1. 启动RUN;

2. 苂光屏显示N=, D=, T=, 即输入罐车数, 标准密度ρ_{2 0}、油温t并打印;

3. 荧光屏出现B=, H=, 即输入罐车容积表号B和油位高H后, 计算机打印出V;

4. 将各罐车数据输完后自动打出累积装油量M。

在PC-1500机上与手工计算对比数据见表。

图    电算框图

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手工计算与计算机对比试算数据表

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三.   模拟手工计算程序的特点

1. 大量的对比试算结果表明拟合性好，计算机结果的误差值比手算误差降低了两个数量级，由原误差率2%~10% 降为, 即50吨罐车在2 kg以内，大大低于《容积表》要求的误差值。对比试算1300多罐车次, 用计算机查出手工计算错误87次;

2. 计算速度快, 手工计算30节罐车需45~60min, 计算机只用10min即可完成, 提高计算效率5~6倍;

3. 通用性较强、容量大, 适于各类罐车常装高度内的装油量计算;

4. 操作简便易学, 手工计算员用一周时间就会操作计算机, 便于推广应用。

模拟程序计算中, 还发现了《容积表》编入的数据出错甚多(已发现几十处), 如32页28表第20行2 420mm的为48 770, 应为48 007, 多算了663 1; 147页110表第12行240cm整个横行10个数据全错。

因为本程序只包含常用表种, 末包容全部表种。如何将不常用的、常装高度范围外的表种数据全部纳程序中, 将是改进和扩充该程序的主要目标; 为保证计算准确率, 也将对《容积表》的勘误现状作进一步的研究和探讨。