廣州地鐵一號線洗車機智能化改造

范寬

摘 要：一號線列車清洗機是用于地鐵列車外皮清洗的主要設備，目前主要采用人工現場值守操作的洗車模式，存在清洗效率低、智能化程度低等問題，因此通過對洗車機技術改造后實現遠程智能洗車。最終可實現降低人工成本，提高員工工時利用率。

關鍵詞：地鐵列車;清洗機;智能化;車號識別;遠程控制

0 引言

隨著軌道交通行業的快速發展，軌道交通各類應用也朝著無人化、智能化、自動化方向發展。列車清洗機是地鐵車輛輔助檢修設備之一，本次研究主要對既有洗車機由人工操控模式改造為遠程智能控制模式，實現洗車作業現場無人值守全自動化[1]。

1 設備概況

1.1 一號線洗車機概況

一號線洗車機于1996年由德國WESUMAT公司設計制造，原設計為3組毛刷，用于清洗A1車;2008年洗車機大修由哈爾濱威克軌道交通技術開發有限公司進行改造，增加了新車型對應的3組毛刷，用于清洗A2/A3車。

一號線洗車作業模式為人工操控洗車機進行自動清洗作業，作業時間為上午8：30-11：30，晚上從18：30-00：30，每班作業人數為1人。

1.2 人工洗車作業流程

當前洗車的運行模式為洗車機控制室在洗車機現場，操作人員在現場開機試機，試機確認洗車機設備正常后，反饋車輛段檢修調度可以洗車。檢修調度接收到可以洗車信號后，安排列車經洗車線洗車。在洗車機洗車作業過程中，如果設備出現故障，洗車機操作人員操作緊急停機，并聯系列車司機動車駛離洗車區域。

1.3 人工洗車存在的問題

人工操作洗車機洗車存在以下問題：（1）需手動選擇車型以控制不同邊刷對列車進行清洗，人員存在誤操作的風險;（2）洗車記錄均為人工記錄列車清洗數量，效率較低，不便于洗車數據分析;（3）洗車機不具備遠程監控功能，檢修調度無法實時查看到設備狀態信息和報警信息。

2 改造的可行性

針對目前洗車機人工洗車存在的問題，擬對洗車機系統進行智能化改造，改造設計實現遠程控制（車輛段DCC）、車號自動識別、洗車自動記錄等復雜邏輯功能。本次研究擬在現有洗車機設備基礎上，通過加裝必要的控制設備、通訊設備及開發相應軟件程序，實現預期功能。

3 改造方案

洗車機遠程控制改造采取自主改造方式進行，以安全可控、滿足操作需求為原則。改造后洗車機既有功能不發生變化。

3.1 洗車機加裝列車車號識別

一號線車輛車號識別系統主要采用RFID射頻識別技術，整套系統由電子標簽、車號識別天線、讀寫器、計算機系統組成;工作原理為電子標簽進入天線磁場后，若接收到讀寫器發出的特殊射頻信號，就能憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息，讀寫器讀取信息并解碼后，送至計算機軟件進行有關數據處理。

目前軌道交通專業采用的車號識別讀寫器采用串行通訊口（RS232）進行指令發送及報文接收。由于PLC支持串口通訊，因此設計采用PLC作為上位機與車號裝置主機進行通訊，通過編寫PLC程序，在洗車前發送指令給車號主機讓設備啟動，過車后接收車號的報文并判斷車型，給出指令到洗車機PLC自動選擇新舊車型。

車號識別裝置天線需安裝在洗車機區域前軌道中間來識別車號標簽，同時需安裝車輪傳感器用于感應來車給出來車信號。因此設計將車輪傳感器及車號天線安裝在西塱3道，車號主機安裝在站臺旁區域，如圖所示，通過網線將車號識別裝置與PLC連接，列車經過洗車機前觸發車輪傳感器，車號識別裝置啟動將車底的車號標簽識別出來，并通過網絡傳輸至洗車機PLC。

3.2 洗車機遠程監控網絡結構

由于一號線洗車機房與車輛段DCC距離大約1 000米左右，一般無線和有線節點控制已無法滿足信號傳輸，所以本次改造重點是鋪設光纖電纜線，即采用以太網傳輸信號，針對控制信號傳輸方式、視頻信號傳輸方式進行優化。

PLC控制信號經轉換以太網后與監控視頻信號一起，接入光纖收發器，兩者共用光纖傳輸線傳輸至DCC，從而實現DCC端遠程視頻監控及控制。

3.3 洗車機遠程控制

DCC控制端需具備故障報警及復位功能、急停功能、是否“正在洗車”顯示（紅色指示燈）、手動/自動操作。

DCC設置控制盒1個，且具備功能包括：（1）報警功能：洗車機出現故障時蜂鳴器響起，“報警”指示燈亮;（2）急停功能：按下急停按鈕，洗車機停止工作，所有工位毛刷恢復原始位置，電客車可安全通過;（3）報警復位：按下報警接觸按鈕后，消除報警聲音;（4）狀態指示：每列車在洗車過程中“正在洗車”指示燈亮，每列車洗完“正在洗車”指示燈滅，保證DCC操作人員了解洗車機的狀態。

3.4 洗車機遠程監控軟件開發

通過組態軟件和數據庫軟件進行開發洗車機遠程監控界面，監控洗車機的狀態并可以遠程控制洗車機自動開關機，查詢導出洗車記錄報表等。遠程控制端軟件通過TCP/IP 和控制系統PLC 通信，實現對洗車機的實時遠程監控。

4 改造后效益分析

改造后可實現在DCC遠程控制端操控洗車機，并通過視頻監控掌握洗車機實際現場情況，洗車作業夠自動完成，不再需要操作人員在控制室內操控，洗車設備真正實現全動洗車作業，只需要維護人員定期補充洗滌劑日常消耗品，大大降低操作人員數量，減輕操作人員工作量。

5 結語

隨著軌道交通智能化的發展，其相關配套設備也需要實現信息化、自動化管理模式，列車清洗機開展改造時重要的是其在應用時能夠減少人工，降低維護量，節約能源，提升效率。

參考文獻：

[1]曾朝峰，左小桂.關于海口機輛輪渡段動車組洗車機遠程控制的研究和應用[J].現代制造技術與裝備，2020（12）：77-73.