董志武

(注：本文作者單位系中天高科特種車輛有限公司。)

本文介紹了一種以客車為基型車改裝的綜合環(huán)境監(jiān)測車的結(jié)構(gòu)設計。該車以12 m客車整車為基礎，改造車身結(jié)構(gòu)、內(nèi)部裝飾、配電系統(tǒng)，使其更加符合實驗室的特色；并將整車劃分為4個區(qū)域：駕駛區(qū)、試驗區(qū)、監(jiān)測區(qū)和休息區(qū)；配備必要的現(xiàn)場照明、辦公、生活等設施，以滿足對大型活動現(xiàn)場進行環(huán)境實時監(jiān)測的工作需求。

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家實力的不斷提高，我國承辦的國際性大型活動也越來越多。為了保證活動現(xiàn)場的綜合環(huán)境指標符合要求，需要對環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)控，一種大型綜合環(huán)境監(jiān)測車由此應運而生。這種綜合環(huán)境監(jiān)測車以客車為基礎，改造車身結(jié)構(gòu)、內(nèi)部裝飾、配電系統(tǒng)，使其更加符合實驗室的特色；所布置的實驗區(qū)、監(jiān)測區(qū)、休息區(qū)3大功能區(qū)，極大地改善了駐守人員的現(xiàn)場工作條件。

本文所介紹的綜合環(huán)境監(jiān)測車是以12 m宇通客車為改裝平臺，充分考慮到現(xiàn)場試驗檢測、空氣質(zhì)量監(jiān)測、辦公、工作人員休息等使用要求，配備有沙發(fā)、綜合試驗臺、通風櫥、給排水系統(tǒng)、液晶電視、空調(diào)、冰箱、空氣綜合監(jiān)測機柜、單人床、辦公桌等必要的實驗、生活設施及電器設備，具有機動靈活、高效實用、舒適便捷、應急能力迅捷等特點。整車外形見題圖。

1 底盤選型及改制

1.1 底盤選型

a.根據(jù)配置及工作人員的使用要求，對車內(nèi)空間進行區(qū)域劃分、合理布局，實現(xiàn)空間利用率的最大化。

b.按設計要求，確定車內(nèi)試驗設施、家具、內(nèi)飾及車身改制的材質(zhì)；計算車內(nèi)配備的各種設備的總體質(zhì)量，以便對整車的前后軸荷、左右載質(zhì)量進行配置。

1.2 底盤改制

a.由于除駕駛區(qū)外的其他區(qū)域均需要改裝，在訂購底盤時，底盤車不帶乘員座椅。

b.按照布局和配置要求，需要在車身側(cè)圍、地板、頂蓋固定部件的部位，預埋鋼板，以保證部件連接強度，滿足行車安全需求及工作強度要求。

c.按照設計需求，對車輛的行李艙地板進行加強，加焊厚壁方管和鋼板，用于安裝發(fā)電機、空調(diào)室外機、蓄電池等設備。

d.按客戶需求，保留前部副駕駛處側(cè)門和中部氣動門。

e.在生產(chǎn)施工過程中，所有經(jīng)過車身頂蓋的過線孔、過管孔都要進行涂膠或發(fā)泡處理；頂蓋安裝設備，需要在相應安裝點處反栽螺栓，固定時先涂密封膠后加減震膠皮，并嚴格做好防水處理。行李艙地板開孔處要做好防塵和防水處理。

f.根據(jù)布局需求，對應監(jiān)測區(qū)封盲窗。

2 功能結(jié)構(gòu)設計

2.1 總體布置

車內(nèi)總體布置如圖1所示。整車空間分為上下2層，原車上層拆掉乘員座椅后，將地板墊平，重新改造車內(nèi)空間。整車分為4個區(qū)域：駕駛區(qū)、試驗區(qū)、監(jiān)測區(qū)、休息區(qū)，試驗區(qū)與駕駛員區(qū)之間加裝橫向推拉折疊結(jié)構(gòu)隔斷簾，顏色為淺色系，與相鄰環(huán)境融合。

試驗區(qū)與監(jiān)測區(qū)、監(jiān)測區(qū)與休息區(qū)之間加裝隔斷，隔斷處裝有中空玻璃的隔斷門，方便工作人員對車內(nèi)區(qū)域的觀察。

經(jīng)手術(shù)治療結(jié)合護理干預后,26例血管瘤患者的手術(shù)成功率達100%,1例出現(xiàn)并發(fā)癥,得到及時處理,護理滿意度達92.3%(24/26)。

車內(nèi)后部休息區(qū)布置有單人床、寫字臺、衣柜等基礎生活設施，滿足駐守工作人員的需求。

2.2 內(nèi)裝飾設計

底盤改制完成后，根據(jù)布置圖的要求，對整車進行布線，預埋線管穿線，在線束孔處加裝過線護套和發(fā)泡密封處理；再對車身進行保溫隔熱處理，粘貼隔熱棉。駕駛區(qū)和試驗區(qū)保留原車內(nèi)飾，監(jiān)測區(qū)和休息區(qū)內(nèi)飾板為皮紋ABS板（丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物板）與膠合板制板而成。內(nèi)墻材料在選材上選擇符合環(huán)保要求的材質(zhì)，且易擦洗。地板選用石英防滑地板革，表面耐磨、耐腐蝕、易清洗。車輛內(nèi)飾以淺色系為主，白色的ABS內(nèi)墻板、灰白色的實驗柜體，藍色的石英地板革，由此體現(xiàn)出實驗監(jiān)測功能車簡潔明快的整體效果。

2.3 駕駛區(qū)設計

駕駛區(qū)基本保持原底盤車布置不變。加裝倒車監(jiān)視系統(tǒng)，保障駕駛?cè)藛T的行車安全。

2.4 試驗區(qū)設計

試驗區(qū)設計具備了常規(guī)試驗檢測、有污染物質(zhì)檢測、車輛周圍環(huán)境監(jiān)測顯示系統(tǒng)等。試驗區(qū)左側(cè)前部為常規(guī)試驗檢測，選用灰白色理化板為工作臺面，下部為設備存儲柜，材質(zhì)為三聚氰胺浸漬膠膜紙飾面人造板板的柜門及可抽拉隔板，方便儀器的取放。工作臺上方為32″液晶電視(見圖2)，與車輛的多媒體和車頂?shù)纳嫡彰鲾z像系統(tǒng)連接，可供工作人員休息時坐在對面的沙發(fā)上觀看影音視頻和對車外環(huán)境進行觀察。桌面上裝有綜合電源插座和儀器氣路出口(見圖3)，臺面下放置有打印復印一體機，滿足常規(guī)試驗檢測和數(shù)據(jù)處理的需求。左側(cè)后部為化學通風櫥(見圖4)，用于進行疑似污染物品的檢測，并帶有過濾裝置和簡易水系統(tǒng)，避免對外界環(huán)境造成二次污染。試驗區(qū)右側(cè)前部為長條真皮座椅，用于工作人員檢測間隙的休憩；坐墊可以翻起，下部為儲物空間。右側(cè)后部為化驗區(qū)，與左側(cè)同一材質(zhì)的工作臺上配有萬向抽風機和水系統(tǒng)(見圖5)。水系統(tǒng)包括凈水箱、污水箱、三眼試驗水龍頭、PP材質(zhì)試驗水盆；此區(qū)域主要是滿足需要以水為介質(zhì)的試驗。試驗區(qū)還配有一個大功率冷暖空調(diào)，對區(qū)域環(huán)境進行溫度調(diào)節(jié)。

2.5 監(jiān)測區(qū)設計

監(jiān)測區(qū)與試驗區(qū)之間裝有中空玻璃隔斷門；車輛的中門也布置于監(jiān)測區(qū)，滿足工作人員上下車的需求，并且不影響前部試驗區(qū)人員的工作。監(jiān)測區(qū)前部為電器控制機柜(見圖6)和UPS(見圖7)等全車供電控制系統(tǒng)，柜體側(cè)面都裝有冰點風扇，用于電器設備的散熱處理，保證整車供電系統(tǒng)的正常工作；監(jiān)測區(qū)中部為一個雙列和一個單列環(huán)境監(jiān)測儀器機柜(見圖8)，各種監(jiān)測設備采樣桿延伸到車頂外部，并做好防塵防水處理，機柜上下都裝有車載鋼絲繩減震器，防止在車輛行駛過程中，車輛產(chǎn)生的顛簸對精密監(jiān)測儀器造成的損害；機柜頂部也裝有用于儀器散熱的冰點風扇。監(jiān)測區(qū)后部布置了氣動升降桿和氣路系統(tǒng)(見圖9)，所配置的8 L氣瓶用于對監(jiān)測設備進行供氣，氣瓶通過底座和卡扣卡帶進行固定，穩(wěn)定可靠，方便取放；氣動升降桿裝載氣象5參數(shù)儀器，對車輛周圍環(huán)境進行參數(shù)采集。由于此區(qū)域多為用電設備，工作時會散發(fā)大量的熱量，為了保證儀器設備的正常運轉(zhuǎn)，在監(jiān)測區(qū)前、后各布置了一臺空調(diào)，用于區(qū)域內(nèi)的溫度控制。

2.6 休息區(qū)設計

休息區(qū)主要是為了滿足1名現(xiàn)場駐守工作人員的生活需求，故此配備了1張2250 mm×1100 mm規(guī)格的單人床，床下方為抽屜，可以放置日常生活用品；左側(cè)是1個衣柜和鞋柜，并配有抽屜；右側(cè)為寫字臺(見圖10)，下方放置了1臺冰箱。在車窗上配有遮光隔熱窗簾，以保證生活環(huán)境的私密性；此空間所有家具均為白色，與整車色調(diào)一致；頂部裝有換氣天窗，隔斷上安裝了1臺冷暖空調(diào)，對休息區(qū)域進行空氣循環(huán)和溫度調(diào)節(jié)。

2.7 輔助設備層設計

原下層行李箱區(qū)域改造為輔助設備層。輔助設備層放置空調(diào)室外機(見圖11)、發(fā)電機組(見圖12)、UPS的蓄電池、給排水系統(tǒng)等，以及放置易產(chǎn)生噪聲和振動且在試驗檢測時不需要操作維護的部件，并集中進行減震、隔振、消聲降噪處理，降低對整車的影響。為在停車進行實驗時減少由于人員走動、各個應用系統(tǒng)自身振動等引起的車身振動對實驗精度的影響，在車身底部四角安裝隱藏式車身液壓支撐穩(wěn)定系統(tǒng)，行車時收起，停車做實驗時使其將車身對地面牢固支撐，減少車身的振動。

2.8 車頂設備及加固設計

車頂設置車頂工作平臺及后梯，達到安全、美觀、耐用的要求；車頂設備的安裝要穩(wěn)定牢固、防水，且易于維護，解決好車頂設備安裝對車體剛度和強度的影響及天線間電磁干擾。車頂安裝長排工程爆閃黃色警示燈、升降照明桿等設備。車頂設計車載平臺，并使用氧化防銹處理的防滑花紋鋁板，方便檢修車載設備；車頂所有設備均安裝于平臺上，平臺與車體連接處加強處理，使用不銹鋼螺絲與車體滿焊焊接，車頂走線孔通過焊接口向下U型不銹鋼管走到車頂，徹底消除頂棚因改裝而產(chǎn)生的漏水問題，整車完成后，經(jīng)標準高強度全方位汽車淋雨房淋雨實驗的檢驗。整車改裝后局部做標準汽車烤漆處理(采用進口杜邦汽車漆涂裝)，所有外部螺栓均使用不銹鋼螺栓，外部螺栓孔均在涂裝處理之前打好，達到防腐防銹效果。平臺周邊設有不銹鋼踢腳護欄，由1″管壓制成型；與后爬梯連成一體，使其造型美觀，牢固耐用。車頂承載能力≥500 kg，車頂平臺的長度在3～4 m范圍，頂部及左右側(cè)圍處需進行車體加強處理，使用鈑金成型加強件與原車原有車頂棚條，側(cè)中部上大邊等堅固受力部位連接加強，車底部安裝設備部位與原車縱、橫梁連接加強，使車體承受設備質(zhì)量而不會在運動狀態(tài)下變形。

2.9 空調(diào)和車內(nèi)空氣循環(huán)系統(tǒng)

采用行車和駐車2套空調(diào)系統(tǒng)。行車空調(diào)為原車空調(diào)系統(tǒng)；駐車空調(diào)為4臺家用空調(diào)(見圖13)，分別布置在試驗區(qū)1臺，監(jiān)測區(qū)2臺，休息區(qū)1臺；車輛頂部還配有2個雙向換氣天窗，分別位于監(jiān)測區(qū)和休息區(qū)，通過上述空調(diào)系統(tǒng)可對整車的溫度和空氣質(zhì)量進行調(diào)節(jié)。

2.10 車內(nèi)照明設計

車內(nèi)頂部各區(qū)域內(nèi)合理布置了多處大于500 lx照度的工作燈(見圖14)，滿足日常工作需要。并配有應急照明燈(見圖15)。

2.11 供電系統(tǒng)設計

2.11.1 供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及布局

供電系統(tǒng)框架圖如圖16所示。

a.電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用三相五線制：A相控制空調(diào)4臺、全車照明；B相控制環(huán)境空氣監(jiān)測區(qū)的全部儀器設備的用電；C相控制全部輔助設備用電及全車所有的220 V電源插座。

b.總電源路徑：外電(或發(fā)電機)→電纜盤→總開關→三相UPS主機→A、B、C單相開關；B、C單相開關→溫控聯(lián)鎖接觸器→環(huán)境空氣質(zhì)量監(jiān)測區(qū)或VOC有機物監(jiān)測分析區(qū)。

需要說明的是：三相UPS主機是三相進三相出；外電可選用交流380 V或220 V；所有開關都選用空氣開關。

2.11.2 供電系統(tǒng)設計

a.電源系統(tǒng)由外接電源口、發(fā)電機、UPS電源箱、備用免維護蓄電池、電源聯(lián)鎖控制板等幾部分組成。車身配備1盤50 m的5芯電纜的電動線纜盤(見圖17)，可外接380 V三相供電系統(tǒng)為本車提供電源；車內(nèi)自備一套大功率汽油發(fā)電機組，可為整車應用系統(tǒng)提供電源。整車供電采用了市電優(yōu)先的原則：在有外電的地方通過50 m的線纜絞盤向系統(tǒng)供電，也可用于對電池充電。

b.為避免外供電源或發(fā)電機組產(chǎn)生的電源電壓波動對儀器設備帶來的干擾和損害，本車配備了一套15 kW在線式三相進三相出的UPS系統(tǒng)，可以輸出平穩(wěn)純凈的50 Hz正弦波交流電，當外供電源或發(fā)電機組無法工作時，UPS還可以提供約0.5 h的全功率后備時間及更長的應急照明時間。通過專用大容量免維護蓄電池、UPS電源、可逆變220 V的使用，為車輛提供多種供電方式；加裝車載外接電源，可直接與市電連接。具備DC12V－AC220V切換逆變的多路控制系統(tǒng)，AC220V具備電壓、電流指示、低壓聲光報警、安全保護、直流交流集中控制、外電輸入指示控制的功能。

c.配置專用配電控制柜，其控制面板(見圖18)與機柜集成，裝備過流/過載顯示、報警和保護裝置。每個區(qū)間都有獨立的空氣開關保護，并在供電回路裝有漏電保護、過載保護等措施。

d.安裝防雷裝置，避免雷擊對人、設備的傷害。配電面板安裝在機架上，具有電磁屏蔽保護層，防止對其他設備造成電磁干擾，交直流電源分離控制。設備走線統(tǒng)一接地，再通過一條銅帶接到底盤，車上還配有接地樁，在需要的時候可以直接與大地相連。

e.在車內(nèi)相應的地方安裝有多套用電插座(含開關)，大功率的用電插座直接由發(fā)電機或外電供電，均有獨立的空氣開關保護。車外和車頂平臺裝備房車專用防水外接市電接口。

3 結(jié)束語

通過對宇通綜合環(huán)境監(jiān)測車的合理布局和設計，使其具備工作和生活的基本功能，實現(xiàn)對國內(nèi)大型活動現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測的駐守工作，為活動進行提供完善的保障支持。