北京公共交通控股（集團）有限公司 邵 強 趙汝亮

1 無軌電車傳統(tǒng)集電器捕捉線網(wǎng)的問題和不足

傳統(tǒng)雙源無軌電車的集電器依靠通斷閥控制氣缸，實現(xiàn)集電器的單一升降功能，集電器的橫擺運動不受控制。在定點停車升集電器捕捉線網(wǎng)時，對駕駛員停車位置要求高，若停車左右偏差稍大，一次捕捉線網(wǎng)成功率會很低，嚴(yán)重時需要駕駛員下車手動拉集電桿搭線（圖1），導(dǎo)致停車時間過長，嚴(yán)重影響正常運營秩序并可能造成交通擁堵。另一方面，一次捕捉線網(wǎng)成功率低，也導(dǎo)致在車輛捕捉線網(wǎng)后行車時易發(fā)生脫線情況，若駕駛員不注意就會發(fā)生集電器刮擦線網(wǎng)，損壞集電桿和集電靴。

圖1 駕駛員手工升桿

此外，雙源無軌電車的集電器沒有狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，在車輛行駛時發(fā)生脫線，不能及時收回集電器，輕則集電器與架空線網(wǎng)設(shè)備發(fā)生刮擦，損壞集電桿和集電靴，嚴(yán)重時會導(dǎo)致架接觸線網(wǎng)垮塌、電線桿傾倒等事故。

2 無軌電車集電器圖像識別和姿態(tài)控制技術(shù)的應(yīng)用

基于現(xiàn)有集電器以上不足點，在現(xiàn)有集電器基礎(chǔ)上增加智能捕捉系統(tǒng)，通過運用圖像識別技術(shù)和集電器姿態(tài)控制技術(shù)，實現(xiàn)了停車時集電器自動捕捉線網(wǎng)的功能，大大提高了一次捕捉線網(wǎng)成功率，降低了駕駛員的勞動強度。通過應(yīng)用集電器姿態(tài)監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)測集電器的姿態(tài)，在集電器姿態(tài)發(fā)生異常時自動及時收回集電桿，既減少分散駕駛員的注意力，也避免安全事故的發(fā)生。圖2為智能集電器俯視圖。

智能捕捉系統(tǒng)通過超廣角相機配合圖像識別算法，實現(xiàn)以車輛為中心4米寬度內(nèi)的線網(wǎng)設(shè)備自動識別，并通過屏幕顯示給駕駛員，駕駛員按下升集電器按鍵授權(quán)后，集電器的姿態(tài)控制器發(fā)指令給橫擺運動系統(tǒng)和豎擺運動系統(tǒng)，兩個運動系統(tǒng)調(diào)整集電器位置，使集電器運動到線網(wǎng)設(shè)備處，實現(xiàn)自動捕捉線網(wǎng)設(shè)備，此過程不需要任何人為因素的介入。智能捕捉系統(tǒng)夜間可向駕駛員提示識別情況（圖3）。

在車輛運行過程中若發(fā)生集電器脫線，集電器姿態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能夠立刻識別并采取速降保護動作，同時對駕駛員進行聲光警告提示，還能對車輛進行限速，以避免發(fā)生集電器刮擦線網(wǎng)。

圖2 智能集電器俯視圖

圖3 智能捕捉系統(tǒng)夜間提示駕駛員已經(jīng)識別到線網(wǎng)設(shè)備（圖中白線）

3 智能集電器的應(yīng)用及效果

（1）從2015年12月起，北京公交電車分公司在102路電車進行了智能集電器車輛道路試驗和運營試驗。經(jīng)過對保養(yǎng)記錄進行統(tǒng)計，4輛試驗車?yán)塾嬙囼炦\營里程超過25.3萬公里，其中201號單車試驗運營里程超過10萬公里，運營時間超過2年6個月。

圖4 北京公交無軌電車車頂安裝的智能集電器

經(jīng)對4輛試驗車的返廠記錄和保養(yǎng)記錄進行查詢，在升級為智能捕捉集電器以后，車輛的集電器刮擦及返廠維修明顯降低，經(jīng)過對駕駛員進行調(diào)查，試驗車在運行期間，集電器自動捕捉性能穩(wěn)定可靠，避免停車時看標(biāo)記對位，提高了捕捉成功率，而且脫線后可自動收回避免掛線，得到駕駛員的好評。圖4為安裝在車頂部的智能集電器。

（2）青島公交集團從2017年2月起，在青島5路電車隊1556號車進行了進行智能集電器車輛道路試驗和運營試驗（圖5），該車?yán)塾嬤\行6萬多公里，智能集電器運行穩(wěn)定可靠，碳塊維護方便，贏得車隊駕駛員的點贊。

圖5 青島公交1556號運營試驗車

（3）2017年9月，青島溫馨巴士投入20輛搭載智能集電器的純電動公交車，在新韻路場站776路示范運營，20輛車?yán)塾嬤\行里程超過50萬公里，在車輛運營間隔快速充電方面表現(xiàn)優(yōu)異，車輛的出勤率達到了傳統(tǒng)燃油車輛水平，無需再為車輛進行夜間充電。