广州地铁一号线洗车机智能化改造

范宽

摘 要：一号线列车清洗机是用于地铁列车外皮清洗的主要设备，目前主要采用人工现场值守操作的洗车模式，存在清洗效率低、智能化程度低等问题，因此通过对洗车机技术改造后实现远程智能洗车。最终可实现降低人工成本，提高员工工时利用率。

关键词：地铁列车;清洗机;智能化;车号识别;远程控制

0 引言

随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通各类应用也朝着无人化、智能化、自动化方向发展。列车清洗机是地铁车辆辅助检修设备之一，本次研究主要对既有洗车机由人工操控模式改造为远程智能控制模式，实现洗车作业现场无人值守全自动化[1]。

1 设备概况

1.1 一号线洗车机概况

一号线洗车机于1996年由德国WESUMAT公司设计制造，原设计为3组毛刷，用于清洗A1车;2008年洗车机大修由哈尔滨威克轨道交通技术开发有限公司进行改造，增加了新车型对应的3组毛刷，用于清洗A2/A3车。

一号线洗车作业模式为人工操控洗车机进行自动清洗作业，作业时间为上午8：30-11：30，晚上从18：30-00：30，每班作业人数为1人。

1.2 人工洗车作业流程

当前洗车的运行模式为洗车机控制室在洗车机现场，操作人员在现场开机试机，试机确认洗车机设备正常后，反馈车辆段检修调度可以洗车。检修调度接收到可以洗车信号后，安排列车经洗车线洗车。在洗车机洗车作业过程中，如果设备出现故障，洗车机操作人员操作紧急停机，并联系列车司机动车驶离洗车区域。

1.3 人工洗车存在的问题

人工操作洗车机洗车存在以下问题：（1）需手动选择车型以控制不同边刷对列车进行清洗，人员存在误操作的风险;（2）洗车记录均为人工记录列车清洗数量，效率较低，不便于洗车数据分析;（3）洗车机不具备远程监控功能，检修调度无法实时查看到设备状态信息和报警信息。

2 改造的可行性

针对目前洗车机人工洗车存在的问题，拟对洗车机系统进行智能化改造，改造设计实现远程控制（车辆段DCC）、车号自动识别、洗车自动记录等复杂逻辑功能。本次研究拟在现有洗车机设备基础上，通过加装必要的控制设备、通讯设备及开发相应软件程序，实现预期功能。

3 改造方案

洗车机远程控制改造采取自主改造方式进行，以安全可控、满足操作需求为原则。改造后洗车机既有功能不发生变化。

3.1 洗车机加装列车车号识别

一号线车辆车号识别系统主要采用RFID射频识别技术，整套系统由电子标签、车号识别天线、读写器、计算机系统组成;工作原理为电子标签进入天线磁场后，若接收到读写器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，讀写器读取信息并解码后，送至计算机软件进行有关数据处理。

目前轨道交通专业采用的车号识别读写器采用串行通讯口（RS232）进行指令发送及报文接收。由于PLC支持串口通讯，因此设计采用PLC作为上位机与车号装置主机进行通讯，通过编写PLC程序，在洗车前发送指令给车号主机让设备启动，过车后接收车号的报文并判断车型，给出指令到洗车机PLC自动选择新旧车型。

车号识别装置天线需安装在洗车机区域前轨道中间来识别车号标签，同时需安装车轮传感器用于感应来车给出来车信号。因此设计将车轮传感器及车号天线安装在西塱3道，车号主机安装在站台旁区域，如图所示，通过网线将车号识别装置与PLC连接，列车经过洗车机前触发车轮传感器，车号识别装置启动将车底的车号标签识别出来，并通过网络传输至洗车机PLC。

3.2 洗车机远程监控网络结构

由于一号线洗车机房与车辆段DCC距离大约1 000米左右，一般无线和有线节点控制已无法满足信号传输，所以本次改造重点是铺设光纤电缆线，即采用以太网传输信号，针对控制信号传输方式、视频信号传输方式进行优化。

PLC控制信号经转换以太网后与监控视频信号一起，接入光纤收发器，两者共用光纤传输线传输至DCC，从而实现DCC端远程视频监控及控制。

3.3 洗车机远程控制

DCC控制端需具备故障报警及复位功能、急停功能、是否“正在洗车”显示（红色指示灯）、手动/自动操作。

DCC设置控制盒1个，且具备功能包括：（1）报警功能：洗车机出现故障时蜂鸣器响起，“报警”指示灯亮;（2）急停功能：按下急停按钮，洗车机停止工作，所有工位毛刷恢复原始位置，电客车可安全通过;（3）报警复位：按下报警接触按钮后，消除报警声音;（4）状态指示：每列车在洗车过程中“正在洗车”指示灯亮，每列车洗完“正在洗车”指示灯灭，保证DCC操作人员了解洗车机的状态。

3.4 洗车机远程监控软件开发

通过组态软件和数据库软件进行开发洗车机远程监控界面，监控洗车机的状态并可以远程控制洗车机自动开关机，查询导出洗车记录报表等。远程控制端软件通过TCP/IP 和控制系统PLC 通信，实现对洗车机的实时远程监控。

4 改造后效益分析

改造后可实现在DCC远程控制端操控洗车机，并通过视频监控掌握洗车机实际现场情况，洗车作业够自动完成，不再需要操作人员在控制室内操控，洗车设备真正实现全动洗车作业，只需要维护人员定期补充洗涤剂日常消耗品，大大降低操作人员数量，减轻操作人员工作量。

5 结语

随着轨道交通智能化的发展，其相关配套设备也需要实现信息化、自动化管理模式，列车清洗机开展改造时重要的是其在应用时能够减少人工，降低维护量，节约能源，提升效率。

参考文献：

[1]曾朝峰，左小桂.关于海口机辆轮渡段动车组洗车机远程控制的研究和应用[J].现代制造技术与装备，2020（12）：77-73.