全自動駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機技術接口分析

孫佳齊 江學海

摘? 要：全自動運行系統(tǒng)自動洗車功能的出現(xiàn)，主要是依靠信號系統(tǒng)和洗車機之間的接口實現(xiàn)默契的配合和協(xié)調(diào)。文章主要介紹了全自動駕駛模式下，寧波地鐵車輛段洗車機技術接口情況，在介紹了洗車機的主要功能之后，對洗車機技術接口的界面和主要內(nèi)容等進行了分析，并對洗車機招標時，建設單位應該制定怎樣的計劃提出了一些建議，希望可以為全自動駕駛下寧波地鐵車輛段建設單位提供一些參考建議。

關鍵詞：全自動駕駛;寧波地鐵車輛段;洗車機技術;接口

中圖分類號：U279? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：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

洗車機是地鐵車輛段運行中非常重要的一種設備，洗車機可以對地鐵車輛的外皮進行清洗，代替了傳統(tǒng)的人工清洗。在全自動駕駛下，地鐵車輛段洗車機的運行是不需要人工服務的，所以一般來說洗車機房處在無人區(qū)中，而洗車機的運行需要自行對車輛進行全自動的清洗，相比較以前的人工清洗來說，在這種全自動駕駛下的地鐵車輛段洗車機中新加入了ATS通信系統(tǒng)以及DCC控制系統(tǒng)。在洗車機運行的過程中ATS通信系統(tǒng)來對車輛的行駛進行控制，DCC控制系統(tǒng)來對列車的清洗機進行控制，所以洗車機可以實現(xiàn)無人操控。洗車機在各個系統(tǒng)設計過程中的接口應用在逐漸的增加，并且使用的范圍也越來越廣泛。洗車機的運行需要涉及比較多的內(nèi)容和專業(yè)，而各個內(nèi)容和專業(yè)之間銜接和共享的內(nèi)容就是技術的接口界面，而在技術接口的內(nèi)容中需要對相關的設計范圍和設計內(nèi)容進行明確的劃分，這樣可以保障洗車機安裝、運行的順利，保障各個設備可以正常的運行。在此基礎上本文以全自動駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機技術接口為例，對洗車機和其涉及到的專業(yè)之間的技術接口進行了深入的分析和研究，并提出了一些洗車機在運行過程中應該注意的事項，以此來提升全自動駕駛下寧波地鐵車輛段洗車機技術接口的水平。

1 洗車機系統(tǒng)構(gòu)成

（1）ATS通信系統(tǒng)。此項系統(tǒng)主要是為了連接地鐵和洗車機系統(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行情況傳送到洗車機的主控面板上;然后通過ATS通信系統(tǒng)中的請求向洗車及發(fā)布洗車的命令，并由洗車機來執(zhí)行洗車工作的命令。（2）DCC控制系統(tǒng)。通常來說，DCC控制系統(tǒng)的操作平臺在車輛段中的有人部位，此項控制系統(tǒng)可以通過視頻來對清洗工作進行監(jiān)控，了解實際的洗車情況，同時還可以選擇列車清洗的模式。（3）電控監(jiān)控系統(tǒng)。在洗車機的操作平臺上安裝了數(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)。通過電腦技術和計算機中的路徑控制器系統(tǒng)通信來進行監(jiān)控系統(tǒng)控制，并對洗車機的系統(tǒng)設備和運行的情況進行監(jiān)控。此外，在監(jiān)控系統(tǒng)中的視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以進行360度的視頻球形攝像，通過這種方式可以對洗車工作進行全面的監(jiān)控;其中控制按鈕的作用也是根據(jù)不同的清洗模式來進行不同命令的發(fā)布的。（4）供水系統(tǒng)。供水系統(tǒng)的運行主要是借助于高壓離心泵來進行工作的，高壓離心泵中裝有失水保護裝置，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進行連接，之后在氣缸的推動作用下來進行工作。而吃毛量也是由氣缸的壓力來控制的。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械緩沖器，并對刷子的吃毛量進行控制，這樣刷子在轉(zhuǎn)動工作的時候，刷軸轉(zhuǎn)動的范圍和速度就可以進行控制。而端洗系統(tǒng)在刷子選裝的過程中，電機中的電流對刷子的吃毛量進行控制，這樣就可以實現(xiàn)對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入到PH調(diào)節(jié)池中，對廢水的PH值來進行檢測，如果在6.5-9之間的水可以進入到快慢混凝反應池中，在混凝劑下來進行絮凝反應，之后廢水中的沉渣會下沉進入到斜管中，從而得到一部分清水，而這些清水在進入到剛催化和氧化緩沖池中，進行反映，之后通過水泵泵入到安保過濾器中，并進入到一體化光催化氧化設備中，去除表面的活性劑和油垢等一些有機性的物質(zhì)，并對含有的一些細菌進行殺毒清理，最后再把這些達到相關回收標準的水輸送到二次回收水池中，用于二次清洗。

2 洗車機技術接口分析

2.1 車輛自身的技術接口分析

洗車機的主要工作任務是對地鐵的外身進行清洗，因此在洗車機運行之前應該和地鐵列車的供應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，如列車的長度、寬度、定距、軸距、司機室面罩尺寸以及可以清洗高度的范圍。此外還應該了解到列車受電系統(tǒng)布置圖，如受電弓布置、列車中相應的位置關系、可以進行工作的高度等等，與此同時還應該對洗滌劑中的酸堿度情況的要求、洗滌水的溫度情況、車載設備中IP保護的等級、水質(zhì)的要求以及清洗的頻率等進行明確的確認。

2.2 各個限界的技術接口分析

一般情況下，洗車機的洗刷系統(tǒng)位于地鐵軌道的兩側(cè)，成點式布局，所以需要相關的限界專業(yè)提供一些關于車輛限界所需要的設備情況等信息。而在洗車機進行洗車工作的時候，系統(tǒng)在停運的情況下，和限界之間的距離應該是大于5公分的，這樣才可以保障地鐵的正常運行。洗車的時候，洗車系統(tǒng)可以進入到限界范圍內(nèi)來進行列車的清洗工作。

2.3 地鐵站場的技術接口分析

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

2.4 地鐵軌道的技術接口分析

在進行地鐵軌道設計的過程中，洗車機刷組的分布應該設置在整體的道床內(nèi)部，同時在端面洗刷軌道的兩端位置每50米設置端刷走行軌。

2.5 結(jié)構(gòu)專業(yè)的技術接口分析

在洗車機房的正常運行，還需要道床，需要在機房內(nèi)部鋪設道床，道床的鋪設需要對地基進行處理，并且還要滿足于整體的荷載，如針對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，保障在設計使用的年限范圍內(nèi)不會出現(xiàn)開裂和下沉的情況，這就需要在設計的時候?qū)ο窜嚈C房中的各個刷柱基礎和循環(huán)水池的結(jié)構(gòu)進行重點分析;同時還需要對洗車機房的軌行區(qū)域內(nèi)安裝2臺1噸左右的手拉葫蘆，而結(jié)構(gòu)專業(yè)還需要對相關的荷載情況和基礎預留情況進行分析。

2.6 通信信號的技術接口分析

為了實現(xiàn)全自動洗車技術，需要在地鐵車輛段中的設備和數(shù)據(jù)進行相應的管理，以此來用于遠程的操控和監(jiān)控，所以在洗車機房中要設置控制室所需要的網(wǎng)絡接口。

此外，為了實現(xiàn)全自動駕駛下地鐵車輛段的全自動清洗，信號專業(yè)還應該為洗車機和列車進行通信信號的接口連接;如：（1）在選擇洗車模式時，（端洗或非端洗）向信號系統(tǒng)發(fā)送選擇的洗車模式，之后各個系統(tǒng)進行相關的準備工作，在準備完畢之后在向系統(tǒng)發(fā)出準備工作完畢的信號，最后信號系統(tǒng)在接收信息后，根據(jù)洗車工作的任務來進行自動排列，相關的值班人員在確認沒有問題之后，列車會進入到洗車機房。（2）列車會在洗車房前停止，信號系統(tǒng)向洗車機發(fā)送洗車請求信息。（3）洗車機在接收到信號之后，允許洗車信號燈進行閃爍，在準備完成之后，信號系統(tǒng)接收到允許洗車信息，進入到洗車模式。（4）在非端洗車模式下，是不需要列車停止的。（5）端洗模式下，列車的車頭在進入到前端洗位置之后停車，并向洗車機發(fā)送洗車信息，洗車機在接收到命令后開始進行行車工作，在結(jié)束之后，自動向信號系統(tǒng)發(fā)送前端洗車任務結(jié)束的信息，系統(tǒng)在接收到信號之后列車中的自動啟停命令會讓列車繼續(xù)前行，列車的車尾在達到端洗停車位置時，列車停住，系統(tǒng)向信號系統(tǒng)發(fā)送后端清洗信號，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，洗車機向系統(tǒng)發(fā)送洗車任務結(jié)束的信號。（7）信號系統(tǒng)在接收到工作完畢之后，自動控制列車按照原來的運行軌道繼續(xù)運行。（8）在這個洗車工作的過程中，信號系統(tǒng)一般來說會對列車的運行速度控制在3-5km/h;此外，洗車機在故障或者是人工暫停的情況下，會向信號系統(tǒng)發(fā)送緊急停機的信息，信號系統(tǒng)控制列車進行緊急制動。

3 全自動駕駛下地鐵車輛段洗車機招標范圍的規(guī)劃建議

本文對全自動下地鐵車輛段洗車機技術和各個領域的接口進行了分析，通過分析對洗車機設計方和建設方提出了一些洗車機招標情況的建議，如在進行洗車機設計和招標的過程中需要重點考慮和分析預冷機構(gòu)、列車側(cè)面刷洗機構(gòu)、列車端面刷洗機構(gòu)、沖洗機構(gòu)以及作業(yè)信號機、擋水裝置、停車指示牌、控制報警系統(tǒng)、水處理循環(huán)設備等等，并對這些設備的安裝和運行提供便利的條件。

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