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算3三、研究的方向及內(nèi)容4四、客車自動上水系統(tǒng)設計說明41、主要運行方式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)人員的勞動強度減輕，作業(yè)環(huán)境改善6六、市場前景分析6近幾年我國的鐵路運輸?shù)玫窖杆俚陌l(fā)展，旅客列車已經(jīng)進行了多次提速，在極大的提高運輸效率的同時也給行車的后勤供給工作帶來了很大的挑戰(zhàn)，尤其是對旅客列車的上水工作?，F(xiàn)階段，鐵路旅客列車上水整體設施、設備、技術(shù)的滯后，給上水、節(jié)水及其管理等工作帶來了很大困難，造成了大量的水資源浪費，同時引發(fā)的站、車、環(huán)境污染也相當嚴重，因此，結(jié)合實際應開發(fā)出一套實用的給水調(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)的狀況當前，我國鐵路大多數(shù)車站和客車整備所的上水流程如下：作業(yè)時將上水軟管接到旅客列車水箱的注水口上，當開始溢流時，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題：1、沒有專門的自動控制裝置，上水作業(yè)復雜；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)常造成水流溢出對水資源的浪費，在我國北方地區(qū)冬季寒冷會造成線路周邊結(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)保”的有關(guān)資料，對14個車次的216節(jié)車箱的客車水箱溢水以科學的方法測定，日溢水量多達7噸，我國鐵路近4800余條上水線，96000個或更多上水進，晝夜不間斷地為數(shù)以千計的客車車箱注水，可想而知對水源浪費達到了何種程度。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“長流水”現(xiàn)象時期的資料。根據(jù)北京局客車上水漏耗情況分析測算結(jié)論，綜合漏耗率按27.8%考慮。三、研究的方向及內(nèi)容1、車站及客車整備庫給水井及上水軟管接頭的改造。2、列車上水自動控制系統(tǒng)及研究與開發(fā)。3、對上水操作人員及上水過程實時監(jiān)控，實現(xiàn)上水過程中水壓、上水量的統(tǒng)計，上水結(jié)束的控制以及數(shù)據(jù)庫的存取等操作。4、開發(fā)列車自動上水監(jiān)控系統(tǒng)的遠程監(jiān)控及操作功能。5、結(jié)合旅服系統(tǒng)列車到發(fā)時間對現(xiàn)場操作人員進行預告，并在開車前30秒（時間可設）停止上水并且完成自動脫管及收管，如有沒自動脫管的進行報警。四、客車自動上水系統(tǒng)設計說明1、主要運行方式客車上水自動控制及管理系統(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)線與動車段整備線股道間，供給城際、高速及普速客車及CRH動車?？空尽⒄麄渖纤?。正常工況下，快速管接頭與客車注水口對接，同時無線遙控器發(fā)出控制指令，上水控制機（閥）開啟，上水與計量開始。車上水箱水滿或達到規(guī)定的上水時限后，排空上水軟管內(nèi)余水，快速管接頭自動或遙控脫落，上水與計量完成，上水軟管自動回卷。整個水過程操作簡便，自動程度高，避免溢水現(xiàn)象，達到節(jié)水和保護站場環(huán)境整潔，提高上水效率的目的。2、系統(tǒng)要求主要功能⑴氣壓式自動鎖緊、自動脫落：開始上水時，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進行聯(lián)控在開車前30秒）自動脫管。⑵水滿自動關(guān)停：上水過程中上水控制機檢測到上水量達到列車水箱容積、管內(nèi)水壓上限或達到上水設定時間時，上水控制機自動關(guān)停，恢復至待機狀態(tài)。⑶余水自動排空，當環(huán)境溫度低于0℃時，可對供水支管及閥加熱防凍。⑷過程管理、控制信息化。（可選配流量監(jiān)測系統(tǒng)及無線抄表等系統(tǒng)）⑸具有自動、手動一體化，無線遙控（或采用手持機進行遙控），緊急脫管與自動關(guān)停，上水量監(jiān)控、計量、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。其中檢修閥用于設備維護、保養(yǎng)及檢修時使用的手動閥門，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/手動功能。⑵自動控制部分即上水控制機，由自動控制單元及卷管機組成。自動控制單元采用模塊化設計，包含氣壓式快速管接頭、動力盒、電源盒、控制盒、遙控盒、流量檢測及計量單元（選配）等七大模塊組成。承擔上水操作的核心控制與監(jiān)測任務，以及膠管后上水膠管自動排水及回收功能。卷管機采用水氣雙通道管中管設計，用于上水管的自動回收。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器、股道控制管理軟件、控制電纜、無線傳輸模塊、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備存在多種浪費現(xiàn)象，如：上水過程中的流溢、冬季防凍長流水的浪費等，綜合考慮水費節(jié)約與電費支出因素，每年每股道（上水線）可節(jié)約8萬元，如果考慮冬季“長流水”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；二是在服務時間同等的條件下有效上水時間顯著延長。改造前上水作業(yè)時水閥開啟度為滿開啟度的30%（過大則水管易脫落、不能上水），改造后水閥工作時閥門滿開，水流量大于改造前。改造前上水作業(yè)時，輔助工作要耗費大量時間，導致上水效率低下。改造后大部分輔助過程被省去，使有效上水時間平均延長約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)人員的勞動強度減輕，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分離而免去了快速奔跑拔管操作，作業(yè)勞動強度明顯減輕。路基漬水著減少，既保護路基，又增強了上水、列檢及保潔等工作人員的作業(yè)安全性與舒適性。六、市場前景分析經(jīng)過不完全統(tǒng)計，全國共有18個鐵路局，上水站共計357個，上水栓28332個，整備所86個，上水栓8657個，共計36989個上水栓，然而全國除北京、成都、青島等極少數(shù)車站安裝了自動上裝置，新建的動車（站）采用了自動上裝置之外，全國其他客車站全部是老式陳舊的上水設備，并且也未見國外類似設備的輸入。由此可見，全國鐵路系統(tǒng)自動上水裝置的應用才剛剛開始，市場前景廣闊，市場容量極其巨大。以沈陽鐵路局沈陽站為例，有上水線9條，每條上水線為兩股道進行上水，每條上水線有18口上水井，每口上水井有2個上水栓，我們要針對上井及上水栓進行改造，改造上水井約3萬元~5萬元，改造上水栓約1千元~2千元，按均值計算改造費用為：9*18=162口井，162*2=324個上水栓，162*40000+324*1500=6966000元；再加上管理平臺軟件及管理設備等費用，像沈陽站這樣規(guī)模的特等客運站對上水系統(tǒng)進行升級改造的總體費用應該在1000萬左右。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行上水，每條上水線有20口上水井，每口上水井有2個上水栓，我們要針對上井及上水栓進行改造，改造上水井約3萬元~5萬元，改造上水栓約1千元~2千元，按均值計算改造費用為：5*20=100口井，100*2=200個