SJSG型列車自動清洗機控制流程優(yōu)化研究

史文飛，王升福，于 洋，褚君言

（青島地鐵集團有限公司運營分公司車輛部，山東青島 266031）

1 列車自動清洗機簡介

地鐵列車外部清洗技術(shù)研究和設(shè)備研制，一直是國內(nèi)外鐵路的重要科研課題[1]，從最早的人工清洗逐步發(fā)展到現(xiàn)在的機械自動刷洗，洗車效率得到了極大地提高，并節(jié)省了大量人力。目前，列車自動清洗機（簡稱洗車機）廣泛應用于各地鐵車輛段或停車場，該設(shè)備通常安裝在洗車庫內(nèi)，列車采用自行牽引的方式通過洗車庫，依次經(jīng)過洗車機的各個工位，各工位的運轉(zhuǎn)由PLC 通過光電開關(guān)信號進行控制[2]，可自動完成列車前后兩端、車頂、車體兩側(cè)以及側(cè)頂弧部位的刷洗。

各廠家生產(chǎn)的列車自動清洗機洗車工位雖略有不同，但基本上都包括如下工位（從入庫端到出庫端）：預濕噴淋、洗滌劑噴淋、側(cè)面初刷洗、頂刷洗、端洗、側(cè)面精刷洗、終沖洗、強風吹掃。前幾道工位一般采用回用水和洗滌劑混合噴淋的形式，以便清除列車表面的各種污垢，后幾道工位一般采用清水或軟化水，以確保沖洗后列車表面清潔。另外，洗車模式通常分為不帶端洗和帶端洗等2 種。帶端洗模式下，列車需要在前、后端洗停車位分別停車，進行列車兩端部的仿形刷洗。

2 SJSG 型列車自動清洗機不帶端洗洗車控制流程

（1）列車在庫前預備停車位對位停穩(wěn)，洗車操作人員按下“啟動”按鈕，入庫指示燈由紅色變?yōu)榫G色，提示司機可以入庫開始洗車作業(yè)。

（2）司機完成一系列洗車準備工作后駕駛列車入庫進行洗車，期間不停車。

（3）列車前進，當列車觸發(fā)入庫光電1 后，預濕噴淋工位到最終的終沖洗工位依次延時開啟。

（4）列車繼續(xù)前進，當列車尾部越過端洗光電1 后，端洗之前所有洗車工位同時停止工作。

（5）列車繼續(xù)前進，當列車尾部越過出庫光電后，端洗之后所有洗車工位同時停止工作，完成洗車作業(yè)。

分析不帶端洗洗車控制流程，發(fā)現(xiàn)其存在如下不足：列車在整個洗車過程中是連續(xù)運行的，而洗車工位的關(guān)閉是分兩階段進行的，即端洗之前洗車工位同時關(guān)閉，端洗之后洗車工位同時關(guān)閉，因此，在洗車的末尾階段，大部分洗車工位有較長時間處于空運轉(zhuǎn)狀態(tài)。同樣地，帶端洗洗車控制流程也存在此問題。

3 洗車控制流程優(yōu)化方案

針對上一章節(jié)對當前洗車控制流程的分析，現(xiàn)提出采用增加延時功能的方法對洗車機PLC 控制程序進行優(yōu)化，避免洗車機各洗車工位長時間的空運轉(zhuǎn)，達到節(jié)能的目的。

增加延時功能是指各洗車工位采取延時關(guān)閉的方法，不再分階段進行，即在列車尾部越過入庫光電2 后，延時關(guān)閉端洗之前各洗車工位；在列車尾部越過端洗光電2 后，延時關(guān)閉端洗之后各洗車工位（延時時間可按照洗車時速3 km/h 以及各工位間距計算得出）。

4 洗車控制流程優(yōu)化方案節(jié)水量計算

現(xiàn)以青島地鐵11 號線大田車輛段洗車機為例進行節(jié)水量的計算。

4.1 各洗車工位流量計算

SJSG 型列車自動清洗機各噴淋工位使用的噴嘴型號不一，經(jīng)統(tǒng)計，包括9505，9515，9520 和9530 等4 種扇形噴嘴。為確保統(tǒng)計準確，經(jīng)過現(xiàn)場試噴試驗得出各型號噴嘴的流量為9505 型0.09 L/s，9515 型0.15 L/s，9520 型0.18 L/s，9530型0.3 L/s。根據(jù)噴嘴流量及數(shù)量，可計算得出各洗車工位的流量，如表1 所示。

表1 SJSG 型洗車機各洗車工位噴嘴組成及流量

4.2 現(xiàn)有洗車控制流程用水量計算

按照現(xiàn)有洗車控制流程，不帶端洗自動洗車通常情況下需要4 min 完成，帶端洗自動洗車通常情況下需要14 min 完成。按照現(xiàn)有PLC 程序的參數(shù)設(shè)置，可計算得出各工位的噴淋時間，如表2 所示。

根據(jù)表1 和表2 的數(shù)據(jù)可計算得出，現(xiàn)有洗車控制流程下，不帶端洗和帶端洗兩種模式的實際用水量。即不帶端洗自動洗車的用水量=Σ（各洗車工位工作時間×各洗車工位的流量）=3572.01 L；帶端洗自動洗車的用水量=Σ（各洗車工位工作時間×各洗車工位的流量）=4723.98 L。

表2 不帶端洗和帶端洗自動洗車各工位工作時間 s

4.3 控制流程優(yōu)化后的節(jié)水量

增加延時功能后，各洗車工位的工作時間相應減少，節(jié)省的工作時間見表3。

根據(jù)節(jié)省的工作時間和各工位流量計算可得增加延時功能后的節(jié)水量。即增加延時功能后的節(jié)水量（不帶端洗或帶端洗）=Σ（各洗車工位節(jié)省的工作時間×各洗車工位的流量）=240.642 L。節(jié)水量分別占現(xiàn)有洗車用水量的6.7%（不帶端洗）和5.1%（帶端洗）。參照青島地鐵11 號線當前的洗車計劃，按每日3 輛洗車作業(yè)計算，優(yōu)化后每日可節(jié)約用水721.926 L，1年可實現(xiàn)節(jié)約用水263 502.99 L，大約264 m3。

表3 增加延時功能后各洗車工位節(jié)省的工作時間 s

5 總結(jié)與展望

本文在對青島地鐵11 號線SJSG 型列車自動清洗機現(xiàn)有洗車控制流程分析的基礎(chǔ)上，提出了洗車作業(yè)控制流程優(yōu)化方案，方案從增加延時功能入手，在保證洗車作業(yè)正常進行的情況下，避免了各洗車工位長時間的空運轉(zhuǎn)。經(jīng)計算，采用優(yōu)化方案后，每次洗車作業(yè)可節(jié)約用水約240.642 L，每年能實現(xiàn)節(jié)水約264 m3。

另外，控制流程優(yōu)化后，節(jié)水的同時也縮短了刷組和水泵的運轉(zhuǎn)時間，節(jié)省了電能，并有助于提高設(shè)備的使用壽命，降低運營成本。