旅客列車給水調(diào)度及管理系統(tǒng)

旅客列車給水管理及調(diào)度系統(tǒng)可行性研究

（初稿）遼寧奇輝電子系統(tǒng)工程有限公司上海分公司李利2015.4TOC\o"1-5"\h\z一、現(xiàn)有旅客列車給水系統(tǒng)的狀況3二、全路旅客列車上水漏耗情況測(cè)算3三、研究的方向及內(nèi)容4四、客車自動(dòng)上水系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明41、主要運(yùn)行方式42、系統(tǒng)要求主要功能43、系統(tǒng)組成5五、效益分析51、節(jié)水效果明顯52、上水效率提高53、作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，作業(yè)環(huán)境改善6六、市場(chǎng)前景分析6近幾年我國(guó)的鐵路運(yùn)輸?shù)玫窖杆俚陌l(fā)展，旅客列車已經(jīng)進(jìn)行了多次提速，在極大的提高運(yùn)輸效率的同時(shí)也給行車的后勤供給工作帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)旅客列車的上水工作。現(xiàn)階段，鐵路旅客列車上水整體設(shè)施、設(shè)備、技術(shù)的滯后，給上水、節(jié)水及其管理等工作帶來(lái)了很大困難，造成了大量的水資源浪費(fèi)，同時(shí)引發(fā)的站、車、環(huán)境污染也相當(dāng)嚴(yán)重，因此，結(jié)合實(shí)際應(yīng)開發(fā)出一套實(shí)用的給水調(diào)度及管理系統(tǒng)是很有必要的。一、現(xiàn)有旅客列車給水系統(tǒng)的狀況當(dāng)前，我國(guó)鐵路大多數(shù)車站和客車整備所的上水流程如下：作業(yè)時(shí)將上水軟管接到旅客列車水箱的注水口上，當(dāng)開始溢流時(shí)，關(guān)閉上水栓閥門，拔下上水軟管，上水作業(yè)結(jié)束。這種作業(yè)方式主要存在以下問(wèn)題：1、沒有專門的自動(dòng)控制裝置，上水作業(yè)復(fù)雜；2、沒有專門的上水管回收裝置，軟管隨意堆置，既不美觀又不衛(wèi)生；3、為防止產(chǎn)生溢流，上水作業(yè)時(shí)操作人員須密切關(guān)注水箱是否上滿，但這一步很難做到，經(jīng)常造成水流溢出對(duì)水資源的浪費(fèi)，在我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷會(huì)造成線路周邊結(jié)冰影響行車及人身安全，或是旅客列車的水箱沒被上滿水；4、在我國(guó)北方地區(qū)冬季寒冷，管道內(nèi)余水若不排干凈，可能造成管內(nèi)結(jié)冰而影響正常上水作業(yè)等等。5、無(wú)法了解到上水操作人員給每節(jié)列車是否上水，以及上水量是多少等等。二、全路旅客列車上水漏耗情況測(cè)算“水”作為一種資源，并非是取之不盡，用之不竭。就客車上水、跑水、溢流水而言，依據(jù)鐵路總公司“安全衛(wèi)生與環(huán)?！钡挠嘘P(guān)資料，對(duì)14個(gè)車次的216節(jié)車箱的客車水箱溢水以科學(xué)的方法測(cè)定，日溢水量多達(dá)7噸，我國(guó)鐵路近4800余條上水線，96000個(gè)或更多上水進(jìn)，晝夜不間斷地為數(shù)以千計(jì)的客車車箱注水，可想而知對(duì)水源浪費(fèi)達(dá)到了何種程度。根據(jù)調(diào)查及網(wǎng)上查詢的數(shù)據(jù)，全路客車水漏耗差別很懸殊，大量分析數(shù)據(jù)大多是采用在“十五”前，客車上水普遍存在“長(zhǎng)流水”現(xiàn)象時(shí)期的資料。根據(jù)北京局客車上水漏耗情況分析測(cè)算結(jié)論，綜合漏耗率按27.8%考慮。三、研究的方向及內(nèi)容1、車站及客車整備庫(kù)給水井及上水軟管接頭的改造。2、列車上水自動(dòng)控制系統(tǒng)及研究與開發(fā)。3、對(duì)上水操作人員及上水過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)上水過(guò)程中水壓、上水量的統(tǒng)計(jì)，上水結(jié)束的控制以及數(shù)據(jù)庫(kù)的存取等操作。4、開發(fā)列車自動(dòng)上水監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控及操作功能。5、結(jié)合旅服系統(tǒng)列車到發(fā)時(shí)間對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行預(yù)告，并在開車前30秒（時(shí)間可設(shè)）停止上水并且完成自動(dòng)脫管及收管，如有沒自動(dòng)脫管的進(jìn)行報(bào)警。四、客車自動(dòng)上水系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明1、主要運(yùn)行方式客車上水自動(dòng)控制及管理系統(tǒng)安裝于股道上水井（栓）室內(nèi)，與客車上水管連接。主要用于車站的到發(fā)線與動(dòng)車段整備線股道間，供給城際、高速及普速客車及CRH動(dòng)車?？空?、整備上水。正常工況下，快速管接頭與客車注水口對(duì)接，同時(shí)無(wú)線遙控器發(fā)出控制指令，上水控制機(jī)（閥）開啟，上水與計(jì)量開始。車上水箱水滿或達(dá)到規(guī)定的上水時(shí)限后，排空上水軟管內(nèi)余水，快速管接頭自動(dòng)或遙控脫落，上水與計(jì)量完成，上水軟管自動(dòng)回卷。整個(gè)水過(guò)程操作簡(jiǎn)便，自動(dòng)程度高，避免溢水現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)水和保護(hù)站場(chǎng)環(huán)境整潔，提高上水效率的目的。2、系統(tǒng)要求主要功能⑴氣壓式自動(dòng)鎖緊、自動(dòng)脫落：開始上水時(shí)，氣壓式快速管接頭能夠與列車上水注入口緊密鎖緊：上水結(jié)束后，氣壓式快速管接頭在關(guān)閉水閥15秒后（或與旅服系統(tǒng)及CTC進(jìn)行聯(lián)控在開車前30秒）自動(dòng)脫管。⑵水滿自動(dòng)關(guān)停：上水過(guò)程中上水控制機(jī)檢測(cè)到上水量達(dá)到列車水箱容積、管內(nèi)水壓上限或達(dá)到上水設(shè)定時(shí)間時(shí)，上水控制機(jī)自動(dòng)關(guān)停，恢復(fù)至待機(jī)狀態(tài)。⑶余水自動(dòng)排空，當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，可對(duì)供水支管及閥加熱防凍。⑷過(guò)程管理、控制信息化。（可選配流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及無(wú)線抄表等系統(tǒng)）⑸具有自動(dòng)、手動(dòng)一體化，無(wú)線遙控（或采用手持機(jī)進(jìn)行遙控），緊急脫管與自動(dòng)關(guān)停，上水量監(jiān)控、計(jì)量、顯示（選配），監(jiān)控上水操作人員情況，可記錄每次上水情況，便于事后查詢。3、系統(tǒng)組成系統(tǒng)由給水單元及自動(dòng)控制、供配電、集控及信息化管理等部分組成。⑴給水單元給水單元即電磁給水栓，由給水支管、檢修閥、兩位三通電磁閥組成。其中檢修閥用于設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)及檢修時(shí)使用的手動(dòng)閥門，采用DN40球閥或蝶閥。兩位三通電磁閥為了使系統(tǒng)具有余水排空（防凍）/自動(dòng)/手動(dòng)功能。⑵自動(dòng)控制部分即上水控制機(jī)，由自動(dòng)控制單元及卷管機(jī)組成。自動(dòng)控制單元采用模塊化設(shè)計(jì)，包含氣壓式快速管接頭、動(dòng)力盒、電源盒、控制盒、遙控盒、流量檢測(cè)及計(jì)量單元（選配）等七大模塊組成。承擔(dān)上水操作的核心控制與監(jiān)測(cè)任務(wù)，以及膠管后上水膠管自動(dòng)排水及回收功能。卷管機(jī)采用水氣雙通道管中管設(shè)計(jì)，用于上水管的自動(dòng)回收。⑶集控及信息化管理集控及信息化管理部分由上水管理服務(wù)器、股道控制管理軟件、控制電纜、無(wú)線傳輸模塊、客車上水管理監(jiān)控中心組成。五、效益分析1、節(jié)水效果明顯改造前原有的上水設(shè)備存在多種浪費(fèi)現(xiàn)象，如：上水過(guò)程中的流溢、冬季防凍長(zhǎng)流水的浪費(fèi)等，綜合考慮水費(fèi)節(jié)約與電費(fèi)支出因素，每年每股道（上水線）可節(jié)約8萬(wàn)元，如果考慮冬季“長(zhǎng)流水”因素，則節(jié)能效果更明顯。2、上水效率提高上水效率提高表現(xiàn)在兩方面，一是上水流量有所提高；二是在服務(wù)時(shí)間同等的條件下有效上水時(shí)間顯著延長(zhǎng)。改造前上水作業(yè)時(shí)水閥開啟度為滿開啟度的30%（過(guò)大則水管易脫落、不能上水），改造后水閥工作時(shí)閥門滿開，水流量大于改造前。改造前上水作業(yè)時(shí)，輔助工作要耗費(fèi)大量時(shí)間，導(dǎo)致上水效率低下。改造后大部分輔助過(guò)程被省去，使有效上水時(shí)間平均延長(zhǎng)約20%以上。另外改造后系統(tǒng)具有的信息化管理功能，減少管理環(huán)節(jié)，降低管理成本。3、作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度減輕，作業(yè)環(huán)境改善系統(tǒng)改造后，因大部分水管能與車體自動(dòng)分離而免去了快速奔跑拔管操作，作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度明顯減輕。路基漬水著減少，既保護(hù)路基，又增強(qiáng)了上水、列檢及保潔等工作人員的作業(yè)安全性與舒適性。六、市場(chǎng)前景分析經(jīng)過(guò)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有18個(gè)鐵路局，上水站共計(jì)357個(gè)，上水栓28332個(gè)，整備所86個(gè)，上水栓8657個(gè)，共計(jì)36989個(gè)上水栓，然而全國(guó)除北京、成都、青島等極少數(shù)車站安裝了自動(dòng)上裝置，新建的動(dòng)車（站）采用了自動(dòng)上裝置之外，全國(guó)其他客車站全部是老式陳舊的上水設(shè)備，并且也未見國(guó)外類似設(shè)備的輸入。由此可見，全國(guó)鐵路系統(tǒng)自動(dòng)上水裝置的應(yīng)用才剛剛開始，市場(chǎng)前景廣闊，市場(chǎng)容量極其巨大。以沈陽(yáng)鐵路局沈陽(yáng)站為例，有上水線9條，每條上水線為兩股道進(jìn)行上水，每條上水線有18口上水井，每口上水井有2個(gè)上水栓，我們要針對(duì)上井及上水栓進(jìn)行改造，改造上水井約3萬(wàn)元~5萬(wàn)元，改造上水栓約1千元~2千元，按均值計(jì)算改造費(fèi)用為：9*18=162口井，162*2=324個(gè)上水栓，162*40000+324*1500=6966000元；再加上管理平臺(tái)軟件及管理設(shè)備等費(fèi)用，像沈陽(yáng)站這樣規(guī)模的特等客運(yùn)站對(duì)上水系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造的總體費(fèi)用應(yīng)該在1000萬(wàn)左右。以烏魯木齊局哈密站為例，有上水線5條，每條上水線為兩股道進(jìn)行上水，每條上水線有20口上水井，每口上水井有2個(gè)上水栓，我們要針對(duì)上井及上水栓進(jìn)行改造，改造上水井約3萬(wàn)元~5萬(wàn)元，改造上水栓約1千元~2千元，按均值計(jì)算改造費(fèi)用為：5*20=100口井，100*2=200個(gè)