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分析全自动运行系统在地铁基地的运用模式

来源:原创论文网 添加时间:2019-09-11

地铁技师论文业内推荐阅读8篇之第五篇:分析全自动运行系统在地铁基地的运用模式

  摘要:随着我国城市轨道交通的蓬勃发展,对行车安全、提高运输效率、节能环保方面提出了新的需求。全自动运行系统是城市轨道交通列车运行控制系统的发展趋势,国内主要城市已将全自动运行系统建设纳入规划。为满足全自动车辆基地的使用需求,必须有相应的智能化检测工艺设备与之匹配,并合理分配才能真正实现全自动运营的目标。因此,各种智能化设备不断涌现更新,诸如车底巡检机器人、车辆360°视觉巡视、受电弓在线检测、踏面图像检测、走行部温度检测、信息化检修管理系统等,在保障安全的同时,提升的检测效率,降低人力成本。本文将结合全自动车辆基地运用模式与智能化检测工艺进行分析。

  关键词:全自动地铁车辆基地; 智能化检测工艺; 自动检测;

地铁

  1 前言

  城市轨道交通全自动运行系统运用现代信息及自动化技术来提升运营服务水平与效率。目前,北京燕房线和机场线,以及上海轨道交通10号线等线路已具备全自动驾驶功能,重庆、成都、武汉、南京等城市的新建线路也在尝试采用。因此,全自动化运行系统已经是未来城市轨道交通的发展趋势。而在城市轨道交通运行系统中,车辆基地是极为重要的环节,如要实现车辆基地自动运营,相应智能化检测工艺搭配就显得尤为重要。

  2 全自动运行系统概述

  全自动运行系统是基于现代计算机、通信、控制和系统集成等技术实现列车运行全过程自动化的新一代城市轨道交通系统。国际公共交通协会(UITP)将列车运行的自动化等级(GoA)划分5级:

  GoA0:无ATP防护,目视下的人工驾驶;

  GoA1:ATP防护下的人工驾驶;

  GoA2:半自动列车运行,司机监督下的ATO驾驶;

  GoA3:有人值守下列车自动运行DTO;

  GoA4:无人值守下的列车自动运行UTO.

  全自动运行系统包含自动化等级GoA3和GoA4,即全自动运行系统运行模式包括有人值守的列车自动运行和无人值守的自动运行。

  3 全自动车辆基地

  全自动车辆基地是承担全自动运行列车运用、停车、整备、清洁、检查、定期检修、调试等功能的场所,将正线对列车的运营控制权由车站延伸至场段的全自动运行区域。应具备自动唤醒、休眠列车、自动出入场功能,宜具备与停车列检库库门、洗车库库门联动、自动洗车等功能。

  3.1 控制区域划分

  为满足列车全自动运行需求,车辆基地内应根据作业需求划分自动控制区和非自动控制区。设置控制区转换线,满足人工驾驶向全自动运行平滑过渡的需要。自动控制区包含停车列检库、洗车库及线路咽喉区,其余设施位于非自动控制区。自动控制区域与非自动控制区之间应严格分区,并采用物理隔离措施,出入口设置门禁。自动控制区与非自动控制区之间设置驾驶模式转换区,具备全自动运行模式与人工驾驶模式转换的线路宜为牵出线。各分区功能应相对独立,不宜间隔设置,避免作业干扰。

  3.2 人员出入自动控制区的作业流程

  车辆基地自动控制区被划分成若干防护分区,各防护分区间应设置物理隔离,每个防护分区出入口设置门禁,并设置人员防护开关。停车列检库宜每2股道或3股道设置为1个物理分区,分区之间通过库前地下通道、库中地下通道(如有)或库后平交道贯通全库的人行走廊,将各个分区联通起来,并在通往各防护分区的出入口处设置门禁,控制人员的进出。清扫、列检或司机等人员可通过库前地下走廊、库中地下走廊或库后平交道,经过门禁系统进入目标分区。针对不同性质的人员进入停车列检区的授权级别不同。

  3.3 停车列检库线及转换线长度

  停车列检库线、转换线、洗车线的长度设置需满足列车自动控制的要求。因采用全自动运行技术,停车列检库、自动控制区域/非自动控制区域转换轨、洗车库需考虑信号ATP安全防护距离,增加相应长度。除常规作业所需距离之外,长度设置还需考虑如下信号保护距离:

  (1)停车列检库内每股道的长度需考虑列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度(宜为20m)。

  (2)自动控制区域/非自动控制区域转换轨长度需考虑信号机距道岔的距离、列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度(宜为40m)。

  (3)洗车库前股道长度需考虑信号机距道岔的距离、信号机距洗车库前平交道的距离列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度(宜为40m)。洗车库后股道长度需考虑信号机距洗车库后平交道的距离、列车距信号机的瞭望距离、列车长度、安全保护距离长度(宜为20m)。

  4 智能化检测设备

  为实现停车列检无人化,需在车辆基地配备相应的智能检测设备,最大化提升检测效率和准确率,保障全自动车辆基地用车安全。针对停车列检检修工艺需求,轨旁综合检测系统结合车底巡检机器人可以有效提升检测准确率,为运营维护人员提供有力的检修数据支撑。

  4.1 轨旁综合检测系统

  在车辆入基地长直出入段线轨道旁,安装集机器视觉、红外线、激光传感等设备于一体的检测装置,车辆经过时自动检测车辆的外表故障、磨耗件尺寸、走行部温度等,将此类信息通过以太网发送到数据服务器和监控终端,提高检修效率,并且有效支持车辆日常检修作业。其检测内容主要包括:

  (1)在轨旁安装图像采集相机,对车顶、车侧、车底电器、转向架部位采集图像,完成车辆部件表面的丢失、损伤、异物以及闸、闸瓦片厚度测量等内容的检测。

  (2)自动采集车底走行部可视部件的高清图像,通过图像分析识别,对牵引装置、齿轮箱、轴箱、电机、制动夹钳、牵引杆、构架、空气弹簧等关键部位零件缺失、表面变形损伤、悬挂异物、零部件松脱等异常情况进行报警提示。

  (3)车顶车侧可视位置图像自动检测,包括空调盖板脱落、螺栓脱落松动、异物、车窗破损、车门未关、车身划痕、异物悬挂等故障。

  (4)受电弓检测,通过安装碳滑板磨耗检测相机以及受电弓运行姿态检测相机和车号识别设备,实现实时受电弓检测功能。

  (5)轮对尺寸检测,通过安装检测相机、激光传感器以及其它辅助设备检测轮对的尺寸。

  (6)轮对踏面损伤检测,通过安装面阵相机以及其它辅助设备检测轮对踏面损伤情况,具备自动故障识别功能。

  (7)走行部红外温度检测,通过安装在轨旁的红外温度相机,对地铁走行部关键位置进行测量温度。

  4.2 车底巡检机器人

  在列车进入停车列检库后,通过控制启放置于检修坑底部的车底巡检机器人通过图像采集技术进行自检。巡检机器人主要由快速扫描模块,2D、3D相机、障碍物主动检测装置及防撞装置等构成。可实现自动检测、精确底部定位、快速检测、关键部件多角度检测、图像故障检测、安全防护等多项功能。

  5 结语

  城市轨道交通全自动运营是未来的发展趋势,全自动车辆基地是全自动运行的保障基石。通过对车辆基地的功能区域划分和作业流程控制,可以实现列车进出的无人化。再配合智能检测设备,可以有效降低检修人员进入自动化区域的时间,并大幅提升检修效率。同时,智能化设备具备可追溯性与实时性,更有利于全自动车辆基地的管理。随着技术的不断完善与发展,全自动车辆基地结合智能检测设备将会发挥更大优势。

  参考文献
  [1] 城市轨道通车辆检修(第2版)[M].机械工业出版社,2014.
  [2]汪小勇。城市轨道交通自动化车辆段和停车场的关键功能分析[J].铁道通信信号,2016, 52 (2) :53.
  [3] 步文亮,王洪昆,刘光涛。车辆段调车作业全过程自动化的研究与实现[J].铁道机车车辆,2007, 27 (3) :44.
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