全自動(dòng)駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機(jī)技術(shù)接口分析

孫佳齊 江學(xué)海

摘? 要：全自動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)自動(dòng)洗車功能的出現(xiàn)，主要是依靠信號(hào)系統(tǒng)和洗車機(jī)之間的接口實(shí)現(xiàn)默契的配合和協(xié)調(diào)。文章主要介紹了全自動(dòng)駕駛模式下，寧波地鐵車輛段洗車機(jī)技術(shù)接口情況，在介紹了洗車機(jī)的主要功能之后，對(duì)洗車機(jī)技術(shù)接口的界面和主要內(nèi)容等進(jìn)行了分析，并對(duì)洗車機(jī)招標(biāo)時(shí)，建設(shè)單位應(yīng)該制定怎樣的計(jì)劃提出了一些建議，希望可以為全自動(dòng)駕駛下寧波地鐵車輛段建設(shè)單位提供一些參考建議。

關(guān)鍵詞：全自動(dòng)駕駛;寧波地鐵車輛段;洗車機(jī)技術(shù);接口

中圖分類號(hào)：U279? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）27-0122-02

Abstract： The emergence of the automatic car washing function of the fully automatic operation system mainly depends on the interface between the signal system and the car washing machine to achieve tacit cooperation and coordination. This paper mainly introduces the technical interface of the car washer in Ningbo metro depot under the fully automatic driving mode. After introducing the main functions of the car washer， this paper analyzes the interface and main contents of the technical interface of the car washer. This paper also puts forward some suggestions on what kind of plan the construction unit should make when the car washing machine is invited for bidding， hoping to provide some references and suggestions for the construction units of Ningbo subway depot under full automatic driving.

Keywords： fully automatic driving; Ningbo subway depot; car washing machine technology; interface

引言

洗車機(jī)是地鐵車輛段運(yùn)行中非常重要的一種設(shè)備，洗車機(jī)可以對(duì)地鐵車輛的外皮進(jìn)行清洗，代替了傳統(tǒng)的人工清洗。在全自動(dòng)駕駛下，地鐵車輛段洗車機(jī)的運(yùn)行是不需要人工服務(wù)的，所以一般來(lái)說(shuō)洗車機(jī)房處在無(wú)人區(qū)中，而洗車機(jī)的運(yùn)行需要自行對(duì)車輛進(jìn)行全自動(dòng)的清洗，相比較以前的人工清洗來(lái)說(shuō)，在這種全自動(dòng)駕駛下的地鐵車輛段洗車機(jī)中新加入了ATS通信系統(tǒng)以及DCC控制系統(tǒng)。在洗車機(jī)運(yùn)行的過程中ATS通信系統(tǒng)來(lái)對(duì)車輛的行駛進(jìn)行控制，DCC控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)列車的清洗機(jī)進(jìn)行控制，所以洗車機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人操控。洗車機(jī)在各個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中的接口應(yīng)用在逐漸的增加，并且使用的范圍也越來(lái)越廣泛。洗車機(jī)的運(yùn)行需要涉及比較多的內(nèi)容和專業(yè)，而各個(gè)內(nèi)容和專業(yè)之間銜接和共享的內(nèi)容就是技術(shù)的接口界面，而在技術(shù)接口的內(nèi)容中需要對(duì)相關(guān)的設(shè)計(jì)范圍和設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行明確的劃分，這樣可以保障洗車機(jī)安裝、運(yùn)行的順利，保障各個(gè)設(shè)備可以正常的運(yùn)行。在此基礎(chǔ)上本文以全自動(dòng)駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機(jī)技術(shù)接口為例，對(duì)洗車機(jī)和其涉及到的專業(yè)之間的技術(shù)接口進(jìn)行了深入的分析和研究，并提出了一些洗車機(jī)在運(yùn)行過程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，以此來(lái)提升全自動(dòng)駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機(jī)技術(shù)接口的水平。

1 洗車機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

（1）ATS通信系統(tǒng)。此項(xiàng)系統(tǒng)主要是為了連接地鐵和洗車機(jī)系統(tǒng)之間的相互聯(lián)系，也就是兩者之間的通信，把洗車的命令和地鐵列車的運(yùn)行情況傳送到洗車機(jī)的主控面板上;然后通過ATS通信系統(tǒng)中的請(qǐng)求向洗車及發(fā)布洗車的命令，并由洗車機(jī)來(lái)執(zhí)行洗車工作的命令。（2）DCC控制系統(tǒng)。通常來(lái)說(shuō)，DCC控制系統(tǒng)的操作平臺(tái)在車輛段中的有人部位，此項(xiàng)控制系統(tǒng)可以通過視頻來(lái)對(duì)清洗工作進(jìn)行監(jiān)控，了解實(shí)際的洗車情況，同時(shí)還可以選擇列車清洗的模式。（3）電控監(jiān)控系統(tǒng)。在洗車機(jī)的操作平臺(tái)上安裝了數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、指示燈控制按鈕和視頻監(jiān)視系統(tǒng)。通過電腦技術(shù)和計(jì)算機(jī)中的路徑控制器系統(tǒng)通信來(lái)進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)控制，并對(duì)洗車機(jī)的系統(tǒng)設(shè)備和運(yùn)行的情況進(jìn)行監(jiān)控。此外，在監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以進(jìn)行360度的視頻球形攝像，通過這種方式可以對(duì)洗車工作進(jìn)行全面的監(jiān)控;其中控制按鈕的作用也是根據(jù)不同的清洗模式來(lái)進(jìn)行不同命令的發(fā)布的。（4）供水系統(tǒng)。供水系統(tǒng)的運(yùn)行主要是借助于高壓離心泵來(lái)進(jìn)行工作的，高壓離心泵中裝有失水保護(hù)裝置，這樣就可以防止水泵漏水的問題。（5）洗刷系統(tǒng)。在地鐵車輛段中使用的洗刷系統(tǒng)主要是側(cè)洗系統(tǒng)和端洗系統(tǒng)兩種，側(cè)洗系統(tǒng)是側(cè)刷軸和弓字形刷架上的減速電機(jī)進(jìn)行連接，之后在氣缸的推動(dòng)作用下來(lái)進(jìn)行工作。而吃毛量也是由氣缸的壓力來(lái)控制的。一般情況下，在刷子中工作量最大的位置和回收位置都安裝了具有一定安全性的機(jī)械緩沖器，并對(duì)刷子的吃毛量進(jìn)行控制，這樣刷子在轉(zhuǎn)動(dòng)工作的時(shí)候，刷軸轉(zhuǎn)動(dòng)的范圍和速度就可以進(jìn)行控制。而端洗系統(tǒng)在刷子選裝的過程中，電機(jī)中的電流對(duì)刷子的吃毛量進(jìn)行控制，這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)列車外觀的仿形清洗。（6）水循環(huán)處理系統(tǒng)。洗車之后的廢水在經(jīng)過沉砂池塵沙之后進(jìn)入到PH調(diào)節(jié)池中，對(duì)廢水的PH值來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，如果在6.5-9之間的水可以進(jìn)入到快慢混凝反應(yīng)池中，在混凝劑下來(lái)進(jìn)行絮凝反應(yīng)，之后廢水中的沉渣會(huì)下沉進(jìn)入到斜管中，從而得到一部分清水，而這些清水在進(jìn)入到剛催化和氧化緩沖池中，進(jìn)行反映，之后通過水泵泵入到安保過濾器中，并進(jìn)入到一體化光催化氧化設(shè)備中，去除表面的活性劑和油垢等一些有機(jī)性的物質(zhì)，并對(duì)含有的一些細(xì)菌進(jìn)行殺毒清理，最后再把這些達(dá)到相關(guān)回收標(biāo)準(zhǔn)的水輸送到二次回收水池中，用于二次清洗。

2 洗車機(jī)技術(shù)接口分析

2.1 車輛自身的技術(shù)接口分析

洗車機(jī)的主要工作任務(wù)是對(duì)地鐵的外身進(jìn)行清洗，因此在洗車機(jī)運(yùn)行之前應(yīng)該和地鐵列車的供應(yīng)商去要地鐵列車編組示意圖和列車主要的結(jié)構(gòu)尺寸圖，如列車的長(zhǎng)度、寬度、定距、軸距、司機(jī)室面罩尺寸以及可以清洗高度的范圍。此外還應(yīng)該了解到列車受電系統(tǒng)布置圖，如受電弓布置、列車中相應(yīng)的位置關(guān)系、可以進(jìn)行工作的高度等等，與此同時(shí)還應(yīng)該對(duì)洗滌劑中的酸堿度情況的要求、洗滌水的溫度情況、車載設(shè)備中IP保護(hù)的等級(jí)、水質(zhì)的要求以及清洗的頻率等進(jìn)行明確的確認(rèn)。

2.2 各個(gè)限界的技術(shù)接口分析

一般情況下，洗車機(jī)的洗刷系統(tǒng)位于地鐵軌道的兩側(cè)，成點(diǎn)式布局，所以需要相關(guān)的限界專業(yè)提供一些關(guān)于車輛限界所需要的設(shè)備情況等信息。而在洗車機(jī)進(jìn)行洗車工作的時(shí)候，系統(tǒng)在停運(yùn)的情況下，和限界之間的距離應(yīng)該是大于5公分的，這樣才可以保障地鐵的正常運(yùn)行。洗車的時(shí)候，洗車系統(tǒng)可以進(jìn)入到限界范圍內(nèi)來(lái)進(jìn)行列車的清洗工作。

2.3 地鐵站場(chǎng)的技術(shù)接口分析

洗車機(jī)房一般情況下的位置都設(shè)在地鐵車輛段中一些比較隱蔽的位置中，通常來(lái)說(shuō)，如果以洗車機(jī)的實(shí)際工作情況來(lái)進(jìn)行分析的話，以6輛B型車為一組進(jìn)行編組，那么在工作的過程中每輛車的時(shí)間間隔為15分鐘左右。而為了減少在洗車的過程中對(duì)此路段內(nèi)其他正常運(yùn)行的車輛產(chǎn)生影響，洗車機(jī)房中的初始位置和末端位置的長(zhǎng)度都應(yīng)該滿足于列車的長(zhǎng)度再加上10米的長(zhǎng)度。而洗車機(jī)房布置形式主要是貫通式和往復(fù)式的，貫通式洗車會(huì)更加的方便。

2.4 地鐵軌道的技術(shù)接口分析

在進(jìn)行地鐵軌道設(shè)計(jì)的過程中，洗車機(jī)刷組的分布應(yīng)該設(shè)置在整體的道床內(nèi)部，同時(shí)在端面洗刷軌道的兩端位置每50米設(shè)置端刷走行軌。

2.5 結(jié)構(gòu)專業(yè)的技術(shù)接口分析

在洗車機(jī)房的正常運(yùn)行，還需要道床，需要在機(jī)房?jī)?nèi)部鋪設(shè)道床，道床的鋪設(shè)需要對(duì)地基進(jìn)行處理，并且還要滿足于整體的荷載，如針對(duì)A型車軸重要小于16噸，B型的車軸重要小于14噸，速度要在5km/h的情況下，保障在設(shè)計(jì)使用的年限范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)開裂和下沉的情況，這就需要在設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)ο窜嚈C(jī)房中的各個(gè)刷柱基礎(chǔ)和循環(huán)水池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)分析;同時(shí)還需要對(duì)洗車機(jī)房的軌行區(qū)域內(nèi)安裝2臺(tái)1噸左右的手拉葫蘆，而結(jié)構(gòu)專業(yè)還需要對(duì)相關(guān)的荷載情況和基礎(chǔ)預(yù)留情況進(jìn)行分析。

2.6 通信信號(hào)的技術(shù)接口分析

為了實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗車技術(shù)，需要在地鐵車輛段中的設(shè)備和數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的管理，以此來(lái)用于遠(yuǎn)程的操控和監(jiān)控，所以在洗車機(jī)房中要設(shè)置控制室所需要的網(wǎng)絡(luò)接口。

此外，為了實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛下地鐵車輛段的全自動(dòng)清洗，信號(hào)專業(yè)還應(yīng)該為洗車機(jī)和列車進(jìn)行通信信號(hào)的接口連接;如：（1）在選擇洗車模式時(shí)，（端洗或非端洗）向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送選擇的洗車模式，之后各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的準(zhǔn)備工作，在準(zhǔn)備完畢之后在向系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)備工作完畢的信號(hào)，最后信號(hào)系統(tǒng)在接收信息后，根據(jù)洗車工作的任務(wù)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)排列，相關(guān)的值班人員在確認(rèn)沒有問題之后，列車會(huì)進(jìn)入到洗車機(jī)房。（2）列車會(huì)在洗車房前停止，信號(hào)系統(tǒng)向洗車機(jī)發(fā)送洗車請(qǐng)求信息。（3）洗車機(jī)在接收到信號(hào)之后，允許洗車信號(hào)燈進(jìn)行閃爍，在準(zhǔn)備完成之后，信號(hào)系統(tǒng)接收到允許洗車信息，進(jìn)入到洗車模式。（4）在非端洗車模式下，是不需要列車停止的。（5）端洗模式下，列車的車頭在進(jìn)入到前端洗位置之后停車，并向洗車機(jī)發(fā)送洗車信息，洗車機(jī)在接收到命令后開始進(jìn)行行車工作，在結(jié)束之后，自動(dòng)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送前端洗車任務(wù)結(jié)束的信息，系統(tǒng)在接收到信號(hào)之后列車中的自動(dòng)啟停命令會(huì)讓列車?yán)^續(xù)前行，列車的車尾在達(dá)到端洗停車位置時(shí)，列車停住，系統(tǒng)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送后端清洗信號(hào)，和前端清洗的流程一樣，在后端清洗結(jié)束之后，列車駛出洗車區(qū)域。（6）在列車行駛出洗車工作區(qū)域后，洗車機(jī)向系統(tǒng)發(fā)送洗車任務(wù)結(jié)束的信號(hào)。（7）信號(hào)系統(tǒng)在接收到工作完畢之后，自動(dòng)控制列車按照原來(lái)的運(yùn)行軌道繼續(xù)運(yùn)行。（8）在這個(gè)洗車工作的過程中，信號(hào)系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)會(huì)對(duì)列車的運(yùn)行速度控制在3-5km/h;此外，洗車機(jī)在故障或者是人工暫停的情況下，會(huì)向信號(hào)系統(tǒng)發(fā)送緊急停機(jī)的信息，信號(hào)系統(tǒng)控制列車進(jìn)行緊急制動(dòng)。

3 全自動(dòng)駕駛下地鐵車輛段洗車機(jī)招標(biāo)范圍的規(guī)劃建議

本文對(duì)全自動(dòng)下地鐵車輛段洗車機(jī)技術(shù)和各個(gè)領(lǐng)域的接口進(jìn)行了分析，通過分析對(duì)洗車機(jī)設(shè)計(jì)方和建設(shè)方提出了一些洗車機(jī)招標(biāo)情況的建議，如在進(jìn)行洗車機(jī)設(shè)計(jì)和招標(biāo)的過程中需要重點(diǎn)考慮和分析預(yù)冷機(jī)構(gòu)、列車側(cè)面刷洗機(jī)構(gòu)、列車端面刷洗機(jī)構(gòu)、沖洗機(jī)構(gòu)以及作業(yè)信號(hào)機(jī)、擋水裝置、停車指示牌、控制報(bào)警系統(tǒng)、水處理循環(huán)設(shè)備等等，并對(duì)這些設(shè)備的安裝和運(yùn)行提供便利的條件。

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