動(dòng)車所洗車線工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化與實(shí)施

楊振高

（中國鐵路南寧局集團(tuán)有限公司南寧鐵路工程建設(shè)指揮部，廣西壯族自治區(qū) 南寧 530025）

1 引言

動(dòng)車所是動(dòng)車組進(jìn)行日常運(yùn)用維修的場所，設(shè)置在路網(wǎng)客運(yùn)中心和始發(fā)終到客流較大的地區(qū)，承擔(dān)動(dòng)車組一、二級修和臨修作業(yè)，是動(dòng)車組安全可靠、高效運(yùn)營的基本保障。動(dòng)車所一般按照入所、受電弓踏面診斷、外皮洗刷、一二級修、存車、出所的工藝順序進(jìn)行總圖設(shè)計(jì)，所內(nèi)股道主要包括出入所線、輪對踏面診斷線、存車線、洗車線、臨修線、不落輪鏇輪鏇、檢查庫線、人工清洗線（室外整備線）、牽出線等，線路布置復(fù)雜。目前，動(dòng)車組洗車頻次與入檢查庫一級修頻次相同，是動(dòng)車所內(nèi)最為繁忙的作業(yè)之一。因此，洗車線布置是否合理，將直接影響所內(nèi)調(diào)車轉(zhuǎn)線作業(yè)頻次，進(jìn)而關(guān)系到整個(gè)動(dòng)車所的檢修工藝流程是否順暢，是值得深入研究的重要問題。

2 傳統(tǒng)洗車線布置型式

通過對近年設(shè)計(jì)的三亞動(dòng)車所、南寧動(dòng)車所、桂林動(dòng)車所、貴陽動(dòng)車所、重慶西動(dòng)車所、重慶東動(dòng)車所等洗車線布局進(jìn)行分析，目前常見的洗車線布置型式主要有設(shè)置在出入所線、存車線群外側(cè)及存車場與檢查庫線間走行線三種。

2.1 設(shè)置在出入所線

三亞動(dòng)車所根據(jù)地形條件，輪對踏面診斷設(shè)備與洗車機(jī)采用共線布置，間隔距離滿足1列短編組動(dòng)車組長度，入所動(dòng)車組可根據(jù)計(jì)劃安排洗車。

圖1 三亞動(dòng)車所總平面示意圖

該布置型式優(yōu)點(diǎn)為：洗車機(jī)設(shè)置在出入所線上，動(dòng)車組洗車時(shí)無折返作業(yè)，能較好滿足先洗車、后入檢查庫的工藝順序，入庫動(dòng)車所洗車率較高。缺點(diǎn)為：動(dòng)車組洗車作業(yè)的通過速度為3～5km/h（遠(yuǎn)低于80 km/h的出入所線最高設(shè)計(jì)限速），對高峰小時(shí)出入所線能力有一定影響；沒有獨(dú)立的洗車線路，洗車機(jī)故障檢修有一定的困難，作業(yè)時(shí)間必須安排在動(dòng)車組出入空檔期或動(dòng)車組入所結(jié)束后。

2.2 設(shè)置在存車線群外側(cè)

南寧動(dòng)車所總圖布置原則為各場之間股道全部貫通，考慮包容設(shè)計(jì)，因洗車線要求線路長度較長，故將洗車機(jī)分設(shè)于存車場兩側(cè)。

圖2 南寧動(dòng)車所總平面示意圖

該布置型式優(yōu)點(diǎn)為：洗車線具有接發(fā)車能力，由車站發(fā)車的動(dòng)車組可直接洗車、入檢查庫；對高峰小時(shí)集中入所的動(dòng)車組，如來不及全部安排洗車作業(yè)，可先安排在存車場停車，后根據(jù)調(diào)車作業(yè)計(jì)劃，通過1次折角調(diào)車轉(zhuǎn)線進(jìn)入洗車線洗車、入檢查庫，動(dòng)車組維修作業(yè)計(jì)劃靈活；同時(shí)，有存車場作為動(dòng)車組的出入緩存區(qū)，對出入所線能力無影響。缺點(diǎn)為：設(shè)有單獨(dú)的洗車線，且洗車機(jī)前后線路有效長需滿足1列長編組動(dòng)車組停車要求，軌道、路基、接觸網(wǎng)專業(yè)工程投資較大；洗車作業(yè)時(shí)調(diào)車轉(zhuǎn)線需頻繁占用咽喉區(qū)，既影響動(dòng)車組進(jìn)出檢查庫效率又影響洗車率，目前根據(jù)調(diào)研，采用該布置型式的南寧動(dòng)車所每班約8～10組動(dòng)車組可通過洗車機(jī)洗車后入檢查庫，洗車率約25%～30%，其余動(dòng)車組均需在檢查庫內(nèi)進(jìn)行人工洗車作業(yè)。

2.3 設(shè)置在存車場與檢查庫線間走行線

重慶東動(dòng)車所將洗車機(jī)設(shè)于檢查庫與存車場間走行線上，不設(shè)單獨(dú)的洗車線。動(dòng)車組在存車場進(jìn)行行車調(diào)車模式轉(zhuǎn)換后，根據(jù)車輛調(diào)度安排洗車、入檢查庫。

圖3 重慶東動(dòng)車所總平面示意圖

該布置型式優(yōu)點(diǎn)為：洗車機(jī)設(shè)于存車場分束咽喉區(qū)，洗車時(shí)動(dòng)車組無折返作業(yè)，入庫洗車率基本可達(dá)100%，洗車率優(yōu)勢明顯，且不影響高峰小時(shí)出入所線能力。缺點(diǎn)為：站場咽喉區(qū)道岔銜接方式復(fù)雜、道岔數(shù)量較多，增加了工務(wù)維護(hù)作業(yè)量；存車場線束與洗車機(jī)存在對應(yīng)關(guān)系，需要按照精準(zhǔn)調(diào)度思路安排檢修計(jì)劃，增加了運(yùn)營難度；咽喉區(qū)動(dòng)車組通過限速較低、限速區(qū)段較長，不利于提高動(dòng)車組入庫效率；沒有獨(dú)立的洗車線路，洗車機(jī)故障檢修有一定的困難，作業(yè)時(shí)間必須安排在動(dòng)車組出入空檔期或動(dòng)車組入所結(jié)束后。

3 洗車線布置新工藝研究

在吸取國內(nèi)典型動(dòng)車所洗車機(jī)建設(shè)和使用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合貴南高鐵引入南寧樞紐南寧第二動(dòng)車所建設(shè)實(shí)踐，本次研究了一種將洗車機(jī)直接布置于檢查庫前的新工藝方案，避免洗車作業(yè)時(shí)調(diào)車對站場咽喉區(qū)的頻繁占用，影響動(dòng)車組進(jìn)出庫效率，可為后續(xù)動(dòng)車所建設(shè)提供參考。

3.1 土建要求

3.1.1 室外設(shè)施

南寧第二動(dòng)車所在檢查庫前短距離直線段設(shè)置6臺洗車機(jī)，每條檢查庫線前設(shè)置1臺。洗車作業(yè)區(qū)長30 m，寬（7.6 m+7.5 m+7.5 m+7.5 m +7.5 m +7.6 m）。洗車作業(yè)區(qū)均設(shè)整體道床，并根據(jù)洗車工藝要求設(shè)電纜溝、排水溝和刷組基礎(chǔ)。洗車作業(yè)區(qū)兩側(cè)縱向設(shè)置擋水墻，高度5 m，共計(jì)6條。

3.1.2 邊跨

常規(guī)設(shè)計(jì)每2臺洗車機(jī)配套建設(shè)1幢洗車機(jī)邊跨，且邊跨均為一層。根據(jù)現(xiàn)場施工實(shí)際情況，建設(shè)用地較為緊張，為方便總圖靈活布置并節(jié)約用地，本次洗車機(jī)邊跨創(chuàng)新采用兩層設(shè)計(jì)，6臺洗車機(jī)共用邊跨。邊跨軸線尺寸（長×寬）為42 m×9 m+12 m×9 m（局部二層），一層設(shè)有水循環(huán)、凈化處理、水池等設(shè)施；局部二層為控制室，設(shè)有洗車機(jī)控制臺。控制室設(shè)于二層，操作人員站的高、視野好，便于觀察6臺洗車機(jī)運(yùn)行狀況。水池尺寸長28.3 m×寬6.5 m×深3 m，由光催化氧化緩沖提升池、斜管沉淀池、備用反應(yīng)池、慢混反應(yīng)池、快混反應(yīng)池、PH調(diào)節(jié)池、集水調(diào)節(jié)池、軟化水池、回用水池組成。

圖4 檢查庫前通過式洗車線總平面示意圖

圖5 檢查庫前洗車機(jī)布置剖面

3.2 洗車機(jī)適應(yīng)性改進(jìn)

3.2.1 刷組

受限于檢查庫前較短的直線段距離，洗車機(jī)長度按30 m設(shè)計(jì)，較常規(guī)洗車機(jī)長度縮短一半。在保證洗車機(jī)檢修空間和工作空間的基礎(chǔ)上，本次研究將洗車機(jī)刷組間距從常規(guī)情況下的3.5 m優(yōu)化為2.5 m，可多布置2組刷組，保證在30 m的較短距離內(nèi)清洗效果良好。同時(shí)，洗車機(jī)刷組機(jī)構(gòu)按雙向洗車模式設(shè)計(jì)，出檢查庫時(shí)可根據(jù)需要對動(dòng)車組增加1次補(bǔ)洗作業(yè)，以進(jìn)一步保證清洗效果。

3.2.2 噴淋裝置

動(dòng)車組入檢查庫速度一般為10 km/h，為提高入庫作業(yè)效率、增加庫內(nèi)作業(yè)時(shí)間，本次對噴淋裝置進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)，使洗車機(jī)可以適應(yīng)動(dòng)車組最高8 km/h的通過洗車速度，對檢查庫入庫作業(yè)效率影響較小。

（1）洗滌劑噴淋裝置盡量靠近洗車進(jìn)入方向設(shè)置，同時(shí)洗滌劑采用發(fā)泡噴淋方式，以泡沫形式均勻噴淋到動(dòng)車組車體表面，并可粘附一定時(shí)間，有效縮短洗滌劑反應(yīng)時(shí)間、加快洗滌劑反應(yīng)效果。此外，與常規(guī)洗滌劑采用液體噴淋方式易順車體流失相比，發(fā)泡噴淋方式還可節(jié)約洗滌劑用量，環(huán)保有優(yōu)勢。（2）洗滌劑發(fā)泡噴淋裝置采用數(shù)字計(jì)量泵，根據(jù)動(dòng)車組外皮的潔凈程度，在0～25%范圍內(nèi)精準(zhǔn)調(diào)控洗滌劑濃度，既加快洗滌劑反應(yīng)效果又減少了殘留，易于漂洗。（3）漂洗噴嘴噴水量增大至10 L/min，以便在動(dòng)車組較高的通過速度下，更好地去除清洗污物。

圖6 洗車機(jī)刷組剖面布置示意圖

圖7 洗滌劑發(fā)泡噴淋

3.2.3 強(qiáng)風(fēng)吹掃裝置

南方露天洗車機(jī)常規(guī)不設(shè)置強(qiáng)風(fēng)吹掃裝置。由于洗車機(jī)距離檢查庫僅30 m，為防止洗車后動(dòng)車組車體表面大量殘留水被帶入檢查庫內(nèi)，污染庫內(nèi)地面、加速軌道橋銹蝕，因此洗車機(jī)在入庫端增加強(qiáng)風(fēng)吹掃工位，對清洗后的車體表面進(jìn)行除水作業(yè)。強(qiáng)風(fēng)吹掃裝置通過高壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高壓風(fēng)配合風(fēng)嘴形成風(fēng)刀的效果，對車體表面的大量殘留水進(jìn)行吹水作業(yè)，去除車體表面的殘留水，加快車體表面干燥速度。

3.2.4 水處理系統(tǒng)

每臺洗車機(jī)均需配套水處理系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，為節(jié)約用地、節(jié)省土建及設(shè)備投資，本次研究對洗車機(jī)水循環(huán)及水處理系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，按6臺洗車機(jī)共用1套水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（1）采用PH調(diào)節(jié)、絮凝沉淀、光催化氧化等先進(jìn)的工藝流程，將洗車污水設(shè)計(jì)處理能力提高至15 t/h，保證5臺洗車機(jī)同時(shí)使用工況下的污水處理能力。（2）增加部分水池容積，保證5臺洗車機(jī)同時(shí)使用工況下的清水（回水）供水能力，同時(shí)滿足停水條件下清洗40列動(dòng)車組的用水量。

3.2.5 控制系統(tǒng)

多臺洗車機(jī)同時(shí)工作，流程控制復(fù)雜、操作量較大，對操作人員要求較高。為簡化操作、降低誤操作率，洗車機(jī)設(shè)計(jì)增加無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，不需要人員在控制室內(nèi)現(xiàn)場操控設(shè)備，洗車機(jī)可全自動(dòng)全功能洗車，人員配備精簡，節(jié)約運(yùn)營成本。

在檢查庫邊跨調(diào)度中心內(nèi)另設(shè)洗車機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控臺，值班人員可監(jiān)控洗車設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)監(jiān)視洗車全過程，處理故障報(bào)警信息，并滿足動(dòng)車所日常信息化管理的要求。

3.2.6 車號識別裝置

為實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)洗車作業(yè)，每股道洗車進(jìn)入方向軌旁增設(shè)智能車號識別裝置，采用AI圖像識別方式自動(dòng)識別動(dòng)車組車號。識別裝置可自動(dòng)記錄通過動(dòng)車組的車號、清洗時(shí)間、累計(jì)清洗次數(shù)、清洗模式等工作信息，并可通過車號一鍵調(diào)閱或上傳對應(yīng)動(dòng)車組的清洗過程視頻、圖像及清洗信息。同時(shí)，每天可預(yù)先輸入需清洗列車車號，當(dāng)識別裝置檢測該車號為需清洗列車車號時(shí)，系統(tǒng)會自動(dòng)啟動(dòng)洗車程序，對通過的動(dòng)車組進(jìn)行全自動(dòng)外皮洗刷作業(yè)；反之，洗車機(jī)則不會啟動(dòng)，避免刷組與動(dòng)車組發(fā)生擦掛。

圖8 智能車號識別裝置

4 對比分析

文章提出的檢查庫前通過式洗車線布置與其他傳統(tǒng)布置型式的比較分析如下：

（1）占地。沒有單獨(dú)的洗車線，在檢查庫前短距離直線段設(shè)置6臺洗車機(jī)，每日入庫檢修動(dòng)車組均可進(jìn)行外皮清洗，且占地面積較小，在節(jié)約用地與提高洗車效率之間取得較好平衡。

（2）洗車效率。利用動(dòng)車組出、入庫時(shí)間完成兩側(cè)外皮的清洗，無調(diào)車轉(zhuǎn)線作業(yè)，基本不影響動(dòng)車組進(jìn)出庫效率，洗車率可達(dá)100%。同時(shí)，洗車機(jī)和存車線無對應(yīng)關(guān)系，列車徑路選擇靈活，簡化了檢修計(jì)劃和動(dòng)車組調(diào)度。

（3）經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)布置型式的洗車線洗車率不能達(dá)到100%，故檢查庫內(nèi)仍需配置一定數(shù)量的人工洗車人員。按每條檢查庫線配備2名庫內(nèi)洗車人員計(jì)算，可節(jié)約人工成本約96萬/年（人工成本按8萬/人.年考慮）；自流坪地面保潔、維護(hù)成本減少約14萬/年，則年度減少直接成本支出金額110萬元。

（4）運(yùn)營管理。洗車機(jī)故障及設(shè)備維修作業(yè)時(shí)需封閉檢查庫線并停電，影響檢查庫動(dòng)車組進(jìn)出，對洗車機(jī)設(shè)施的維護(hù)管理提出了更高的要求。

5 結(jié)論

綜上所述，檢查庫前通過式洗車線布置型式，在降低所內(nèi)動(dòng)車組調(diào)車轉(zhuǎn)線作業(yè)頻次的同時(shí)，還可覆蓋全部入庫一級修動(dòng)車組外皮洗刷作業(yè)，并在提高洗車效率和節(jié)約建設(shè)用地方面具有明顯優(yōu)勢，是一種值得推廣的洗車機(jī)布置型式。