何文娟 胡澤庶

關(guān)鍵詞：城市軌道交通；全自動(dòng)洗車(chē)；故障導(dǎo)向安全

0引言

隨著我國(guó)城市軌道交通全自動(dòng)線路的大力發(fā)展和建設(shè)，從既有的后備、基于通信的列車(chē)自動(dòng)控制（communication based train control，

CBTC）

線路到現(xiàn)在的全自動(dòng)無(wú)人駕駛線路，從軌道電路車(chē)場(chǎng)到現(xiàn)在的全自動(dòng)化場(chǎng)段（停車(chē)場(chǎng)和車(chē)輛段），從常規(guī)的作業(yè)方式到智能化的作業(yè)方式，業(yè)務(wù)量持續(xù)增長(zhǎng)，這對(duì)場(chǎng)段配置的要求越來(lái)越高，本文對(duì)場(chǎng)段內(nèi)的全自動(dòng)洗車(chē)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹，對(duì)全自動(dòng)洗車(chē)的功能進(jìn)行部署和執(zhí)行。

城市軌道交通全自動(dòng)洗車(chē)技術(shù)的發(fā)展將給用戶(hù)帶來(lái)更高效、更環(huán)保的洗車(chē)體驗(yàn)，滿足用戶(hù)的不同需求，但全自動(dòng)洗車(chē)設(shè)備的應(yīng)用還需要考慮到成本和維護(hù)問(wèn)題。

1洗車(chē)流程

基于城市軌道交通信號(hào)平面布置思路，本文研究了一種典型的列車(chē)全自動(dòng)洗車(chē)流程（圖1），具體的全自動(dòng)洗車(chē)流程如下。

1.1請(qǐng)求洗車(chē)

列車(chē)要執(zhí)行洗車(chē)作業(yè)，首先依據(jù)列車(chē)自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)（automatic train supervision，ATS）下發(fā)的洗車(chē)計(jì)劃，當(dāng)列車(chē)進(jìn)入牽出線軌道（ Q3G）且停穩(wěn)時(shí)，列車(chē)對(duì)標(biāo)軌面應(yīng)答器停車(chē)點(diǎn)1（SSP1），建立起請(qǐng)求洗車(chē)的基本技術(shù)要求。

1.2進(jìn)路建立

全自動(dòng)洗車(chē)模式下，洗車(chē)機(jī)將洗車(chē)模式設(shè)置為“自動(dòng)”模式，且在收到洗車(chē)機(jī)的洗車(chē)就緒狀態(tài)信息后，ATS根據(jù)洗車(chē)運(yùn)營(yíng)計(jì)劃、列車(chē)位置、洗車(chē)請(qǐng)求自動(dòng)選排洗車(chē)進(jìn)路。

1.3全自動(dòng)洗車(chē)

當(dāng)列車(chē)收到進(jìn)路信息和洗車(chē)機(jī)就緒狀態(tài)信息后，自動(dòng)操縱列車(chē)低速運(yùn)行，逐步通過(guò)洗車(chē)機(jī)外圍洗車(chē)設(shè)備，完成洗車(chē)作業(yè)。

1.4結(jié)束洗車(chē)

當(dāng)列車(chē)全部駛出洗車(chē)機(jī)外圍設(shè)備區(qū)域，信號(hào)系統(tǒng)通過(guò)列車(chē)運(yùn)行位置判斷洗車(chē)是否完成，當(dāng)洗車(chē)完成后，信號(hào)系統(tǒng)參照進(jìn)路建立過(guò)程自動(dòng)將列車(chē)調(diào)回存車(chē)線。

系統(tǒng)提供“全洗”“僅側(cè)洗”等洗車(chē)模式選擇，車(chē)輛段值班人員在設(shè)置洗車(chē)計(jì)劃時(shí)，可選擇一種洗車(chē)模式。列車(chē)在Q3G停穩(wěn)后觸發(fā)由右向左的洗車(chē)進(jìn)路，停在停車(chē)點(diǎn)2（SSP2）處進(jìn)行車(chē)頭端洗，車(chē)頭端洗結(jié)束后向停車(chē)點(diǎn)3（SSP3）運(yùn)行，在運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行側(cè)洗，當(dāng)車(chē)運(yùn)行至SSP3時(shí)停車(chē)，進(jìn)行車(chē)尾清洗，清洗完畢后運(yùn)行至停車(chē)點(diǎn)4（SSP4），退出洗車(chē)工況。

2洗車(chē)區(qū)域

在整個(gè)洗車(chē)流程中，會(huì)經(jīng)過(guò)4個(gè)洗車(chē)區(qū)域（washing zone，WSZ），WSZI為第一個(gè)洗車(chē)區(qū)域，依次類(lèi)推。如圖2所示，WSZI是列車(chē)洗車(chē)初始化的區(qū)域，列車(chē)停穩(wěn)后發(fā)送洗車(chē)工況，等待進(jìn)路分配并與洗車(chē)機(jī)進(jìn)行交互使用。WS22是列車(chē)進(jìn)行頭部端洗區(qū)域，當(dāng)車(chē)頭端洗時(shí)，列車(chē)必須停穩(wěn)在SSP2處，SSP2設(shè)計(jì)在與洗車(chē)機(jī)端刷間距為0.5m的范圍內(nèi)，若超過(guò)該范圍，洗車(chē)機(jī)無(wú)法判斷列車(chē)的位置、激活端刷進(jìn)行清洗。WS23是車(chē)尾清洗區(qū)域，列車(chē)應(yīng)在SSP3處停穩(wěn)，如果無(wú)法停穩(wěn)在與SSP3間距為0.5m的范圍內(nèi)，洗車(chē)機(jī)無(wú)法激活端刷進(jìn)行清洗，SSP3的位置設(shè)計(jì)原則是考慮SSP2在端刷處，往左端推算一個(gè)車(chē)長(zhǎng)的距離而確定的。

在設(shè)計(jì)時(shí)，WSZ1和WS24無(wú)須特殊配置，因?yàn)檫@兩個(gè)區(qū)域處有折返換端（change of end，COE），COE將會(huì)自動(dòng)生成WSZ1和WS24，來(lái)完成列車(chē)的折返停穩(wěn)。圖2中非關(guān)鍵區(qū)域（non vitalzone，NVZ）的長(zhǎng)度均為1m，NV22用來(lái)判斷是否過(guò)停，NVZ1用來(lái)判斷是否停準(zhǔn)。具體判斷標(biāo)準(zhǔn)為：當(dāng)車(chē)頭與NVZ1有交集、與NV22無(wú)交集的情況下，認(rèn)為列車(chē)停準(zhǔn)；當(dāng)車(chē)頭越過(guò)NVZ1，與NV22有交集了，認(rèn)為列車(chē)過(guò)停；當(dāng)車(chē)頭未到達(dá)NVZ1，認(rèn)為列車(chē)欠停。AO01～A004為計(jì)軸設(shè)備。

需要特別設(shè)計(jì)的是WS22和WS23，WS22的起點(diǎn)為WSZ1的終點(diǎn)，這兩個(gè)區(qū)域相互連接，WS22的終點(diǎn)依賴(lài)于SSP2的位置，設(shè)計(jì)在與SSP2間距為0.5m的范圍內(nèi)，只要該區(qū)域能包含SSP2即可；WS23的起點(diǎn)設(shè)在與WS22的終點(diǎn)后間隔1m的位置，WS23和WS22不相交，該1m也是NV22的區(qū)域長(zhǎng)度，WS23的終點(diǎn)是WS24的起點(diǎn)，WS23的區(qū)域要包含SSP3的NV22和NVZ1的范圍。

3停車(chē)屬性

停車(chē)屬性要與洗車(chē)區(qū)域聯(lián)合使用。如果是全洗，必須由3個(gè)部分組成：洗車(chē)頭、側(cè)洗、洗車(chē)尾，當(dāng)全洗計(jì)劃下發(fā)后，ATS會(huì)在WS22和WS23處發(fā)送目的碼，車(chē)運(yùn)行到WS22的SSP2處和WS23的SSP3處自動(dòng)停車(chē)，這兩個(gè)位置不依賴(lài)于列車(chē)自動(dòng)控制系統(tǒng)（automatic train control，ATC）控車(chē)，因此WS22和WS23洗車(chē)區(qū)域的默認(rèn)停車(chē)屬性設(shè)置為FALSE（FALSE即默認(rèn)不停車(chē)）即可，停車(chē)屬性平面化設(shè)計(jì)如圖3所示。

當(dāng)下發(fā)側(cè)洗計(jì)劃后，側(cè)洗不進(jìn)行洗車(chē)頭和洗車(chē)尾，僅對(duì)車(chē)的側(cè)面進(jìn)行清洗，在這種情況下無(wú)須在SSP2和SSP3處停車(chē)，ATS在WSZ1發(fā)送目的地碼至WS24處，WS22和WS23不會(huì)有目的地碼，因此不會(huì)停車(chē)，此時(shí)默認(rèn)停車(chē)屬性不能設(shè)置為T(mén)RUE（TRUE即默認(rèn)要停車(chē)），否則會(huì)側(cè)洗失敗，由此可見(jiàn)，洗車(chē)的停車(chē)屬性由ATC子系統(tǒng)配置設(shè)置為FALSE，無(wú)須設(shè)置成TRUE。

4信息交互

當(dāng)洗車(chē)機(jī)模式為自動(dòng)模式、列車(chē)駕駛模式為全自動(dòng)駕駛模式（fully automatic mode，F(xiàn)AM）時(shí)，洗車(chē)機(jī)、信號(hào)系統(tǒng)、車(chē)輛之間的信息交互如圖4所示。列車(chē)全洗車(chē)過(guò)程如下所述。

列車(chē)進(jìn)入Q3G且停穩(wěn)，打開(kāi)洗車(chē)庫(kù)門(mén)，啟動(dòng)洗車(chē)機(jī)，洗車(chē)機(jī)準(zhǔn)備就緒。確認(rèn)開(kāi)始洗車(chē)，系統(tǒng)為待洗列車(chē)設(shè)置洗車(chē)庫(kù)前停車(chē)位置的目的地為SSPI，并授權(quán)列車(chē)運(yùn)行至洗車(chē)庫(kù)前停車(chē)；列車(chē)運(yùn)行至洗車(chē)庫(kù)前停準(zhǔn)后，將待洗列車(chē)設(shè)置為洗車(chē)工況后，向洗車(chē)機(jī)發(fā)送洗車(chē)請(qǐng)求。洗車(chē)機(jī)根據(jù)洗車(chē)請(qǐng)求，確認(rèn)準(zhǔn)備就緒后，給信號(hào)系統(tǒng)反饋洗車(chē)就緒、允許通過(guò)1和允許通過(guò)2。

列車(chē)運(yùn)行至下一個(gè)停車(chē)點(diǎn)SSP2停準(zhǔn)后，向洗車(chē)機(jī)發(fā)送端洗請(qǐng)求1的高電平。洗車(chē)機(jī)將允許通過(guò)1設(shè)置為低電平，通過(guò)激光探頭檢查列車(chē)在前端洗停車(chē)范圍時(shí)，啟動(dòng)前端洗模式。信號(hào)系統(tǒng)根據(jù)允許通過(guò)1為低電平，控制列車(chē)輸出停車(chē)制動(dòng)命令，使列車(chē)停車(chē)。

當(dāng)前端洗完成后，洗車(chē)機(jī)將洗車(chē)刷移回側(cè)洗位置，以允許列車(chē)向前運(yùn)行。洗車(chē)機(jī)將允許通過(guò)1設(shè)置為高電平。收到允許通過(guò)1的高電平后，信號(hào)系統(tǒng)取消停車(chē)制動(dòng)，以允許列車(chē)向前運(yùn)行至下一個(gè)停車(chē)點(diǎn)SSP3。列車(chē)運(yùn)行至SSP3停準(zhǔn)后，向洗車(chē)機(jī)發(fā)送端洗請(qǐng)求2的高電平。洗車(chē)機(jī)將允許通過(guò)2設(shè)置為低電平，通過(guò)激光探頭檢查列車(chē)在后端洗停車(chē)范圍時(shí)，啟動(dòng)后端洗模式。信號(hào)系統(tǒng)根據(jù)允許通過(guò)2為低電平，控制列車(chē)輸出停車(chē)制動(dòng)停車(chē)。

當(dāng)后端洗完成后，洗車(chē)機(jī)將洗車(chē)刷移回側(cè)洗位置，以允許列車(chē)向前運(yùn)行。洗車(chē)機(jī)將允許通過(guò)2設(shè)置為高電平。收到允許通過(guò)2的高電平后，信號(hào)系統(tǒng)取消停車(chē)制動(dòng)，以允許列車(chē)向前運(yùn)行至SSP4。

列車(chē)在SSP4停準(zhǔn)后，信號(hào)系統(tǒng)判斷洗車(chē)完成，向車(chē)輛發(fā)送取消洗車(chē)工況。車(chē)輛取消洗車(chē)工況后，信號(hào)系統(tǒng)向洗車(chē)機(jī)取消發(fā)送洗車(chē)請(qǐng)求，為列車(chē)設(shè)置返回車(chē)庫(kù)的目的地，洗車(chē)結(jié)束。

如果洗車(chē)工況為側(cè)洗，則收到洗車(chē)機(jī)反饋的允許通過(guò)1和允許通過(guò)2后，列車(chē)運(yùn)行到SSP4處停車(chē)并退出洗車(chē)工況，在洗車(chē)的過(guò)程中，洗車(chē)速度不能超過(guò)5km/h。

5結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種全自動(dòng)洗車(chē)方案，其已應(yīng)用于卡斯柯信號(hào)有限公司項(xiàng)目，目前已在全自動(dòng)運(yùn)行場(chǎng)段中實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)洗車(chē)功能，提高了洗車(chē)效率。全自動(dòng)洗車(chē)功能安全、可靠、穩(wěn)定，洗車(chē)機(jī)故障可使車(chē)保持在制動(dòng)狀態(tài)，符合“故障導(dǎo)向安全”原則，且在未來(lái)更多的全自動(dòng)項(xiàng)目中具有重要的參考意義。