全自动驾驶下宁波地铁车辆段洗车机技术接口分析

孙佳齐 江学海

摘  要：全自动运行系统自动洗车功能的出现，主要是依靠信號系统和洗车机之间的接口实现默契的配合和协调。文章主要介绍了全自动驾驶模式下，宁波地铁车辆段洗车机技术接口情况，在介绍了洗车机的主要功能之后，对洗车机技术接口的界面和主要内容等进行了分析，并对洗车机招标时，建设单位应该制定怎样的计划提出了一些建议，希望可以为全自动驾驶下宁波地铁车辆段建设单位提供一些参考建议。

关键词：全自动驾驶;宁波地铁车辆段;洗车机技术;接口

中图分类号：U279         文献标志码：A         文章编号：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

洗车机是地铁车辆段运行中非常重要的一种设备，洗车机可以对地铁车辆的外皮进行清洗，代替了传统的人工清洗。在全自动驾驶下，地铁车辆段洗车机的运行是不需要人工服务的，所以一般来说洗车机房处在无人区中，而洗车机的运行需要自行对车辆进行全自动的清洗，相比较以前的人工清洗来说，在这种全自动驾驶下的地铁车辆段洗车机中新加入了ATS通信系统以及DCC控制系统。在洗车机运行的过程中ATS通信系统来对车辆的行驶进行控制，DCC控制系统来对列车的清洗机进行控制，所以洗车机可以实现无人操控。洗车机在各个系统设计过程中的接口应用在逐渐的增加，并且使用的范围也越来越广泛。洗车机的运行需要涉及比较多的内容和专业，而各个内容和专业之间衔接和共享的内容就是技术的接口界面，而在技术接口的内容中需要对相关的设计范围和设计内容进行明确的划分，这样可以保障洗车机安装、运行的顺利，保障各个设备可以正常的运行。在此基础上本文以全自动驾驶下宁波地铁车辆段洗车机技术接口为例，对洗车机和其涉及到的专业之间的技术接口进行了深入的分析和研究，并提出了一些洗车机在运行过程中应该注意的事项，以此来提升全自动驾驶下宁波地铁车辆段洗车机技术接口的水平。

1 洗车机系统构成

（1）ATS通信系统。此项系统主要是为了连接地铁和洗车机系统之间的相互联系，也就是两者之间的通信，把洗车的命令和地铁列车的运行情况传送到洗车机的主控面板上;然后通过ATS通信系统中的请求向洗车及发布洗车的命令，并由洗车机来执行洗车工作的命令。（2）DCC控制系统。通常来说，DCC控制系统的操作平台在车辆段中的有人部位，此项控制系统可以通过视频来对清洗工作进行监控，了解实际的洗车情况，同时还可以选择列车清洗的模式。（3）电控监控系统。在洗车机的操作平台上安装了数据采集和监控系统、指示灯控制按钮和视频监视系统。通过电脑技术和计算机中的路径控制器系统通信来进行监控系统控制，并对洗车机的系统设备和运行的情况进行监控。此外，在监控系统中的视频监视系统可以进行360度的视频球形摄像，通过这种方式可以对洗车工作进行全面的监控;其中控制按钮的作用也是根据不同的清洗模式来进行不同命令的发布的。（4）供水系统。供水系统的运行主要是借助于高压离心泵来进行工作的，高压离心泵中装有失水保护装置，这样就可以防止水泵漏水的问题。（5）洗刷系统。在地铁车辆段中使用的洗刷系统主要是侧洗系统和端洗系统两种，侧洗系统是侧刷轴和弓字形刷架上的减速电机进行连接，之后在气缸的推动作用下来进行工作。而吃毛量也是由气缸的压力来控制的。一般情况下，在刷子中工作量最大的位置和回收位置都安装了具有一定安全性的机械缓冲器，并对刷子的吃毛量进行控制，这样刷子在转动工作的时候，刷轴转动的范围和速度就可以进行控制。而端洗系统在刷子选装的过程中，电机中的电流对刷子的吃毛量进行控制，这样就可以实现对列车外观的仿形清洗。（6）水循环处理系统。洗车之后的废水在经过沉砂池尘沙之后进入到PH调节池中，对废水的PH值来进行检测，如果在6.5-9之间的水可以进入到快慢混凝反应池中，在混凝剂下来进行絮凝反应，之后废水中的沉渣会下沉进入到斜管中，从而得到一部分清水，而这些清水在进入到刚催化和氧化缓冲池中，进行反映，之后通过水泵泵入到安保过滤器中，并进入到一体化光催化氧化设备中，去除表面的活性剂和油垢等一些有机性的物质，并对含有的一些细菌进行杀毒清理，最后再把这些达到相关回收标准的水输送到二次回收水池中，用于二次清洗。

2 洗车机技术接口分析

2.1 车辆自身的技术接口分析

洗车机的主要工作任务是对地铁的外身进行清洗，因此在洗车机运行之前应该和地铁列车的供应商去要地铁列车编组示意图和列车主要的结构尺寸图，如列车的长度、宽度、定距、轴距、司机室面罩尺寸以及可以清洗高度的范围。此外还应该了解到列车受电系统布置图，如受电弓布置、列车中相应的位置关系、可以进行工作的高度等等，与此同时还应该对洗涤剂中的酸碱度情况的要求、洗涤水的温度情况、车载设备中IP保护的等级、水质的要求以及清洗的频率等进行明确的确认。

2.2 各个限界的技术接口分析

一般情况下，洗车机的洗刷系统位于地铁轨道的两侧，成点式布局，所以需要相关的限界专业提供一些关于车辆限界所需要的设备情况等信息。而在洗车机进行洗车工作的时候，系统在停运的情况下，和限界之间的距离应该是大于5公分的，这样才可以保障地铁的正常运行。洗车的时候，洗车系统可以进入到限界范围内来进行列车的清洗工作。

2.3 地铁站场的技术接口分析

洗车机房一般情况下的位置都设在地铁车辆段中一些比较隐蔽的位置中，通常来说，如果以洗车机的实际工作情况来进行分析的话，以6辆B型车为一组进行编组，那么在工作的过程中每辆车的时间间隔为15分钟左右。而为了减少在洗车的过程中对此路段内其他正常运行的车辆产生影响，洗车机房中的初始位置和末端位置的长度都应该满足于列车的长度再加上10米的长度。而洗车机房布置形式主要是贯通式和往复式的，贯通式洗车会更加的方便。

2.4 地铁轨道的技术接口分析

在进行地铁轨道设计的过程中，洗车机刷组的分布应该设置在整体的道床内部，同时在端面洗刷轨道的两端位置每50米设置端刷走行轨。

2.5 结构专业的技术接口分析

在洗车机房的正常运行，还需要道床，需要在机房内部铺设道床，道床的铺设需要对地基进行处理，并且还要满足于整体的荷载，如针对A型车轴重要小于16吨，B型的车轴重要小于14吨，速度要在5km/h的情况下，保障在设计使用的年限范围内不会出现开裂和下沉的情况，这就需要在设计的时候对洗车机房中的各个刷柱基础和循环水池的结构进行重点分析;同时还需要对洗车机房的轨行区域内安装2台1吨左右的手拉葫芦，而结构专业还需要对相关的荷载情况和基础预留情况进行分析。

2.6 通信信号的技术接口分析

为了实现全自动洗车技术，需要在地铁车辆段中的设备和数据进行相应的管理，以此来用于远程的操控和监控，所以在洗车机房中要设置控制室所需要的网络接口。

此外，为了实现全自动驾驶下地铁车辆段的全自动清洗，信号专业还应该为洗车机和列车进行通信信号的接口连接;如：（1）在选择洗车模式时，（端洗或非端洗）向信号系统发送选择的洗车模式，之后各个系统进行相关的准备工作，在准备完毕之后在向系统发出准备工作完毕的信号，最后信号系统在接收信息后，根据洗车工作的任务来进行自动排列，相关的值班人员在确认没有问题之后，列车会进入到洗车机房。（2）列车会在洗车房前停止，信号系统向洗车机发送洗车请求信息。（3）洗车机在接收到信号之后，允许洗车信号灯进行闪烁，在准备完成之后，信号系统接收到允许洗车信息，进入到洗车模式。（4）在非端洗车模式下，是不需要列车停止的。（5）端洗模式下，列车的车头在进入到前端洗位置之后停车，并向洗车机发送洗车信息，洗车机在接收到命令后开始进行行车工作，在结束之后，自动向信号系统发送前端洗车任务结束的信息，系统在接收到信号之后列车中的自動启停命令会让列车继续前行，列车的车尾在达到端洗停车位置时，列车停住，系统向信号系统发送后端清洗信号，和前端清洗的流程一样，在后端清洗结束之后，列车驶出洗车区域。（6）在列车行驶出洗车工作区域后，洗车机向系统发送洗车任务结束的信号。（7）信号系统在接收到工作完毕之后，自动控制列车按照原来的运行轨道继续运行。（8）在这个洗车工作的过程中，信号系统一般来说会对列车的运行速度控制在3-5km/h;此外，洗车机在故障或者是人工暂停的情况下，会向信号系统发送紧急停机的信息，信号系统控制列车进行紧急制动。

3 全自动驾驶下地铁车辆段洗车机招标范围的规划建议

本文对全自动下地铁车辆段洗车机技术和各个领域的接口进行了分析，通过分析对洗车机设计方和建设方提出了一些洗车机招标情况的建议，如在进行洗车机设计和招标的过程中需要重点考虑和分析预冷机构、列车侧面刷洗机构、列车端面刷洗机构、冲洗机构以及作业信号机、挡水装置、停车指示牌、控制报警系统、水处理循环设备等等，并对这些设备的安装和运行提供便利的条件。

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