SJSG型列车自动清洗机控制流程优化研究

史文飞，王升福，于 洋，褚君言

（青岛地铁集团有限公司运营分公司车辆部，山东青岛 266031）

1 列车自动清洗机简介

地铁列车外部清洗技术研究和设备研制，一直是国内外铁路的重要科研课题[1]，从最早的人工清洗逐步发展到现在的机械自动刷洗，洗车效率得到了极大地提高，并节省了大量人力。目前，列车自动清洗机（简称洗车机）广泛应用于各地铁车辆段或停车场，该设备通常安装在洗车库内，列车采用自行牵引的方式通过洗车库，依次经过洗车机的各个工位，各工位的运转由PLC 通过光电开关信号进行控制[2]，可自动完成列车前后两端、车顶、车体两侧以及侧顶弧部位的刷洗。

各厂家生产的列车自动清洗机洗车工位虽略有不同，但基本上都包括如下工位（从入库端到出库端）：预湿喷淋、洗涤剂喷淋、侧面初刷洗、顶刷洗、端洗、侧面精刷洗、终冲洗、强风吹扫。前几道工位一般采用回用水和洗涤剂混合喷淋的形式，以便清除列车表面的各种污垢，后几道工位一般采用清水或软化水，以确保冲洗后列车表面清洁。另外，洗车模式通常分为不带端洗和带端洗等2 种。带端洗模式下，列车需要在前、后端洗停车位分别停车，进行列车两端部的仿形刷洗。

2 SJSG 型列车自动清洗机不带端洗洗车控制流程

（1）列车在库前预备停车位对位停稳，洗车操作人员按下“启动”按钮，入库指示灯由红色变为绿色，提示司机可以入库开始洗车作业。

（2）司机完成一系列洗车准备工作后驾驶列车入库进行洗车，期间不停车。

（3）列车前进，当列车触发入库光电1 后，预湿喷淋工位到最终的终冲洗工位依次延时开启。

（4）列车继续前进，当列车尾部越过端洗光电1 后，端洗之前所有洗车工位同时停止工作。

（5）列车继续前进，当列车尾部越过出库光电后，端洗之后所有洗车工位同时停止工作，完成洗车作业。

分析不带端洗洗车控制流程，发现其存在如下不足：列车在整个洗车过程中是连续运行的，而洗车工位的关闭是分两阶段进行的，即端洗之前洗车工位同时关闭，端洗之后洗车工位同时关闭，因此，在洗车的末尾阶段，大部分洗车工位有较长时间处于空运转状态。同样地，带端洗洗车控制流程也存在此问题。

3 洗车控制流程优化方案

针对上一章节对当前洗车控制流程的分析，现提出采用增加延时功能的方法对洗车机PLC 控制程序进行优化，避免洗车机各洗车工位长时间的空运转，达到节能的目的。

增加延时功能是指各洗车工位采取延时关闭的方法，不再分阶段进行，即在列车尾部越过入库光电2 后，延时关闭端洗之前各洗车工位；在列车尾部越过端洗光电2 后，延时关闭端洗之后各洗车工位（延时时间可按照洗车时速3 km/h 以及各工位间距计算得出）。

4 洗车控制流程优化方案节水量计算

现以青岛地铁11 号线大田车辆段洗车机为例进行节水量的计算。

4.1 各洗车工位流量计算

SJSG 型列车自动清洗机各喷淋工位使用的喷嘴型号不一，经统计，包括9505，9515，9520 和9530 等4 种扇形喷嘴。为确保统计准确，经过现场试喷试验得出各型号喷嘴的流量为9505 型0.09 L/s，9515 型0.15 L/s，9520 型0.18 L/s，9530型0.3 L/s。根据喷嘴流量及数量，可计算得出各洗车工位的流量，如表1 所示。

表1 SJSG 型洗车机各洗车工位喷嘴组成及流量

4.2 现有洗车控制流程用水量计算

按照现有洗车控制流程，不带端洗自动洗车通常情况下需要4 min 完成，带端洗自动洗车通常情况下需要14 min 完成。按照现有PLC 程序的参数设置，可计算得出各工位的喷淋时间，如表2 所示。

根据表1 和表2 的数据可计算得出，现有洗车控制流程下，不带端洗和带端洗两种模式的实际用水量。即不带端洗自动洗车的用水量=Σ（各洗车工位工作时间×各洗车工位的流量）=3572.01 L；带端洗自动洗车的用水量=Σ（各洗车工位工作时间×各洗车工位的流量）=4723.98 L。

表2 不带端洗和带端洗自动洗车各工位工作时间 s

4.3 控制流程优化后的节水量

增加延时功能后，各洗车工位的工作时间相应减少，节省的工作时间见表3。

根据节省的工作时间和各工位流量计算可得增加延时功能后的节水量。即增加延时功能后的节水量（不带端洗或带端洗）=Σ（各洗车工位节省的工作时间×各洗车工位的流量）=240.642 L。节水量分别占现有洗车用水量的6.7%（不带端洗）和5.1%（带端洗）。参照青岛地铁11 号线当前的洗车计划，按每日3 辆洗车作业计算，优化后每日可节约用水721.926 L，1年可实现节约用水263 502.99 L，大约264 m3。

表3 增加延时功能后各洗车工位节省的工作时间 s

5 总结与展望

本文在对青岛地铁11 号线SJSG 型列车自动清洗机现有洗车控制流程分析的基础上，提出了洗车作业控制流程优化方案，方案从增加延时功能入手，在保证洗车作业正常进行的情况下，避免了各洗车工位长时间的空运转。经计算，采用优化方案后，每次洗车作业可节约用水约240.642 L，每年能实现节水约264 m3。

另外，控制流程优化后，节水的同时也缩短了刷组和水泵的运转时间，节省了电能，并有助于提高设备的使用寿命，降低运营成本。